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Débitance (HU) : Différence entre versions

De Wikhydro
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Caractéristique intrinsèque d'une forme particulière de [[Conduite (HU)|conduite]] (ou de canal) permettant le calcul du débit maximum qu'elle (il) est [[Débit capable (HU)|capable]] d'écouler à surface libre en [[Ecoulement uniforme (HU)|régime uniforme]].
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Caractéristique intrinsèque d'une forme particulière de [[Conduite (HU)|conduite]] (ou de canal) permettant le calcul du débit maximum ([[Débit capable (HU)|débit capable]]) qu'elle (il) est capable d'écouler à surface libre en [[Ecoulement uniforme (HU)|régime uniforme]].
  
 
==Relation entre la débitance et le débit capable==
 
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* <math>V</math> : vitesse moyenne (m/s) ;
 
* <math>V</math> : vitesse moyenne (m/s) ;
 
* <math>C</math> : coefficient de Chézy (m<sup>1/2</sup>/s) ;
 
* <math>C</math> : coefficient de Chézy (m<sup>1/2</sup>/s) ;
* <math>R_h</math> : rayon hydraulique (m) ;
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* <math>R_h</math> : [[Rayon hydraulique (HU)|rayon hydraulique]] (m).
  
  
Dans le cas d'un régime uniforme <math>J = I</math> (pente de la conduite). La formule de Chézy permet dans ce cas de calculer le couple hauteur/vitesse correspondant à une valeur particulière de débit. De nombreuses relations existent pour calculer le coefficient <math>C</math>. Les plus connues sont celles de [[Bazin (formule de) (HU)|Bazin]], de [[Colebrook (formule de) (HU)|Colebrook]] et de [[Manning-Strickler (formule de) (HU)|Manning-Strickler]].
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On peut donc écrire :
La débitance est fonction de la [[Rugosité (HU)|rugosité]] des parois et des dimensions de la conduite. Différentes méthodes sont disponibles pour déterminer le débit capable, fondées sur les diverses équations de [[Perte de charge linéaire (HU)|pertes de charge]] disponibles. Les équations les plus usuelles sont celles proposées par [[Manning-Strickler (formule de) (HU)|Manning-Strickler]] et par [[Colebrook Cyril Frank (1910-1997) (HU)|Colebrook]] (Ackers-White). La partie la plus difficile de l'analyse est le choix de la [[Rugosité (HU)|rugosité]]. Des tables sont disponibles pour choisir ces valeurs, mais ces tables sont souvent établies pour des ouvrages neufs et propres et peuvent conduire à surestimer les débits capables des ouvrages en service.
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Pour une conduite circulaire, on peut par exemple approcher sa valeur par la relation :
 
  
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<center><math>Q_{max}=V_{max}.S_{max} = C.\sqrt{R_{hmax}.I}.S_{max}\qquad (3)</math></center>
  
<center><math>a=C.\sqrt{\frac{R}{2}}</math></center>
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Avec :
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* <math>V_{max}</math> : vitesse correspondant au débit maximum (m/s) ;
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* <math>S_{max}</math> : section mouillée correspondant au débit maximum (m<sup>2</sup>) ;
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* <math>R_{hmax}</math> : rayon hydraulique correspondant au débit maximum (m).
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Sachant que le débit maximum est atteint pour une hauteur d'eau proche du remplissage maximum (dans le cas d'une section fermée), les relations (1) et (3) permettent d'écrire :
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<center><math>a= k.C.\sqrt{R_{hT}}.S_{T} \qquad (4)</math></center>
  
 
Avec :
 
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* <math>R</math> : rayon de la conduite (<math>m</math>) ;
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* <math>S_{T}</math> : Surface totale de la conduite (m<sup>2</sup>) ;
* <math>C</math> : coefficient de [[Chézy (formule de) (HU)|Chézy]].
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* <math>R_{hT}</math> : rayon hydraulique de la conduite pleine (m).
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* <math>k</math> : coefficient proche de 1 et fonction de la forme de la conduite (sans dimension).
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==Cas particuliers==
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<u>Dans le cas d'une conduite circulaire de rayon <math>R</math> :</u>
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<center><math>a= k.C.\sqrt{R_{hT}}.S_{T} = k.C.\sqrt{R/2}.Π.R^2 = k.C.Π.R^{5/2} \qquad (5)</math></center>
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avec <math>k</math> de l'ordre de 0,95.
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<u>Dans le cas d'un canal rectangulaire de largeur <math>L</math> très grande par rapport à sa profondeur H</u>
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<center><math>a= k.C.\sqrt{R_{hT}}.S_{T} = k.C.\sqrt{H}.L.H = C.L.H^{3/2} \qquad (6)</math></center>
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<u>Nota</u> : <math>k</math> disparait de la relation (6) car il est égal à 1.
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==Choix de C==
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De nombreuses relations existent pour calculer le coefficient <math>C</math>. Les plus connues sont celles de [[Bazin (formule de) (HU)|Bazin]], de [[Colebrook (formule de) (HU)|Colebrook]] et de [[Manning-Strickler (formule de) (HU)|Manning-Strickler]].
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La partie la plus difficile de l'analyse est le choix de la [[Rugosité (HU)|rugosité]]. Des tables sont disponibles pour choisir ces valeurs, mais ces tables sont souvent établies pour des ouvrages neufs et propres et peuvent conduire à surestimer les débits capables des ouvrages en service.
  
 
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]]
 
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Version actuelle en date du 28 juin 2025 à 17:24

Traduction anglaise : Conveyance

Dernière mise à jour : 26/06/2025

Caractéristique intrinsèque d'une forme particulière de conduite (ou de canal) permettant le calcul du débit maximum (débit capable) qu'elle (il) est capable d'écouler à surface libre en régime uniforme.

Sommaire

[modifier] Relation entre la débitance et le débit capable

La relation entre la débitance et le débit capable est de la forme :


$ Q_{max}=a.\sqrt{I} \qquad (1) $

Avec :

  • $ Q_{max} $ : débit capable (m3/s) ;
  • $ a $ : débitance (m3/s) ;
  • $ I $ : pente de la conduite (m/m).

[modifier] Évaluation de la débitance

La relation (1) est à rapprocher de la formule de Chézy qui peut se mettre sous la forme :


$ V = C.\sqrt{R_h.I} \qquad (2) $

Avec :

  • $ V $ : vitesse moyenne (m/s) ;
  • $ C $ : coefficient de Chézy (m1/2/s) ;
  • $ R_h $ : rayon hydraulique (m).


On peut donc écrire :


$ Q_{max}=V_{max}.S_{max} = C.\sqrt{R_{hmax}.I}.S_{max}\qquad (3) $

Avec :

  • $ V_{max} $ : vitesse correspondant au débit maximum (m/s) ;
  • $ S_{max} $ : section mouillée correspondant au débit maximum (m2) ;
  • $ R_{hmax} $ : rayon hydraulique correspondant au débit maximum (m).

Sachant que le débit maximum est atteint pour une hauteur d'eau proche du remplissage maximum (dans le cas d'une section fermée), les relations (1) et (3) permettent d'écrire :


$ a= k.C.\sqrt{R_{hT}}.S_{T} \qquad (4) $

Avec :

  • $ S_{T} $ : Surface totale de la conduite (m2) ;
  • $ R_{hT} $ : rayon hydraulique de la conduite pleine (m).
  • $ k $ : coefficient proche de 1 et fonction de la forme de la conduite (sans dimension).

[modifier] Cas particuliers

Dans le cas d'une conduite circulaire de rayon $ R $ :


$ a= k.C.\sqrt{R_{hT}}.S_{T} = k.C.\sqrt{R/2}.Π.R^2 = k.C.Π.R^{5/2} \qquad (5) $

avec $ k $ de l'ordre de 0,95.

Dans le cas d'un canal rectangulaire de largeur $ L $ très grande par rapport à sa profondeur H


$ a= k.C.\sqrt{R_{hT}}.S_{T} = k.C.\sqrt{H}.L.H = C.L.H^{3/2} \qquad (6) $

Nota : $ k $ disparait de la relation (6) car il est égal à 1.

[modifier] Choix de C

De nombreuses relations existent pour calculer le coefficient $ C $. Les plus connues sont celles de Bazin, de Colebrook et de Manning-Strickler.

La partie la plus difficile de l'analyse est le choix de la rugosité. Des tables sont disponibles pour choisir ces valeurs, mais ces tables sont souvent établies pour des ouvrages neufs et propres et peuvent conduire à surestimer les débits capables des ouvrages en service.

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