S'abonner à un flux RSS
Seuil jaugeur (HU) : Différence entre versions
(→Seuils de formes spécifiques) |
|||
| Ligne 1 : | Ligne 1 : | ||
''<u>Traduction anglaise</u> : Gauging weir, V-notch weir'' | ''<u>Traduction anglaise</u> : Gauging weir, V-notch weir'' | ||
| − | <u>Dernière mise à jour</u> : | + | <u>Dernière mise à jour</u> : 24/06/2024 |
[[Seuil (HU)|Seuil]] spécialement conçu pour permettre le [[Mesurage (HU)|mesurage]] d'un débit. | [[Seuil (HU)|Seuil]] spécialement conçu pour permettre le [[Mesurage (HU)|mesurage]] d'un débit. | ||
| Ligne 13 : | Ligne 13 : | ||
Un seuil constitué d'une tôle mince et présentant un rebord pointu du coté amont de la face supérieure est appelé seuil à crête mince ou seuil mince (''sharp-crested weir''). Il est plus difficile de donner une définition des seuils épais (ou seuils à crête large) (''broad-crested weir'') indépendante des conditions de fonctionnement ; on estime généralement que le seuil est épais si l'épaisseur de la crête est supérieure à 2 ou 3 fois la hauteur d'eau au-dessus du niveau de ce seuil. Les seuils à crête mince sont utilisés lorsque la mesure du débit est le souci prioritaire tandis que les seuils épais sont employés lorsque la longévité est un critère plus important que la précision de la mesure. Les équations qui décrivent l'écoulement au-dessus des seuils minces sont fondées sur le fait que l'écoulement au-dessus du seuil prend la forme d'une nappe libre ou d'un jet (c'est à dire sans contact avec la face aval du seuil) ; le fluide n'est donc en contact avec le seuil que le long du bord supérieur de la crête de seuil. Si le débit est trop faible la nappe ne sera pas libre à l'aval et les équations ne s'appliqueront pas correctement. | Un seuil constitué d'une tôle mince et présentant un rebord pointu du coté amont de la face supérieure est appelé seuil à crête mince ou seuil mince (''sharp-crested weir''). Il est plus difficile de donner une définition des seuils épais (ou seuils à crête large) (''broad-crested weir'') indépendante des conditions de fonctionnement ; on estime généralement que le seuil est épais si l'épaisseur de la crête est supérieure à 2 ou 3 fois la hauteur d'eau au-dessus du niveau de ce seuil. Les seuils à crête mince sont utilisés lorsque la mesure du débit est le souci prioritaire tandis que les seuils épais sont employés lorsque la longévité est un critère plus important que la précision de la mesure. Les équations qui décrivent l'écoulement au-dessus des seuils minces sont fondées sur le fait que l'écoulement au-dessus du seuil prend la forme d'une nappe libre ou d'un jet (c'est à dire sans contact avec la face aval du seuil) ; le fluide n'est donc en contact avec le seuil que le long du bord supérieur de la crête de seuil. Si le débit est trop faible la nappe ne sera pas libre à l'aval et les équations ne s'appliqueront pas correctement. | ||
| − | == Seuils de formes spécifiques == | + | == Seuils jaugeurs de formes spécifiques == |
| − | Un seuil à lame mince peut être équipé d'une entaille sur sa face supérieure destinée à permettre le passage de l'écoulement (''notch weir'') | + | ===Seuils à lame mince=== |
| + | |||
| + | Un seuil à lame mince peut être équipé d'une entaille sur sa face supérieure destinée à permettre le passage de l'écoulement (''notch weir''), et spécialement conçue pour établir une relation simple entre la hauteur d'eau à l'amont du seuil et le débit. Il existe différentes formes normalisées de seuils jaugeurs (''figure 1''). | ||
| + | |||
| + | |||
| + | [[File:seuil_jaugeur_graie.PNG|600px|center|thumb|<center>''<u>Figure 1</u> : Différentes formes de seuils jaugeurs ; <u>Source</u> : ''</center>]] | ||
| + | |||
| + | Les deux formes les plus utilisées sont les seuils triangulaires et les seuils rectangulaires. | ||
| + | |||
| + | Les seuils triangulaires sont souvent utilisés pour mesurer le débit dans les canaux ou dans les conduites où l'on souhaite mesurer précisément les débits faibles, ceci pour deux raisons : | ||
* la forme en V permet d'obtenir assez facilement une nappe libre à l'aval, même lorsque le débit est faible, c'est à dire de vérifier les conditions théoriques d'application des équations. | * la forme en V permet d'obtenir assez facilement une nappe libre à l'aval, même lorsque le débit est faible, c'est à dire de vérifier les conditions théoriques d'application des équations. | ||
* le fait que l'ouverture soit plus étroite près du fond du triangle, permet d'obtenir, pour un débit faible, une hauteur d'eau plus importante que si le seuil était rectangulaire. La différence de niveau étant plus importante, l'imprécision dans sa mesure est plus faible, ce qui permet un calcul plus précis du débit. | * le fait que l'ouverture soit plus étroite près du fond du triangle, permet d'obtenir, pour un débit faible, une hauteur d'eau plus importante que si le seuil était rectangulaire. La différence de niveau étant plus importante, l'imprécision dans sa mesure est plus faible, ce qui permet un calcul plus précis du débit. | ||
| Ligne 23 : | Ligne 32 : | ||
<center><math>Q = \frac{8}{15}.m.h^2.tg(\frac{α}{2}).\sqrt{2.g.h}</math></center> | <center><math>Q = \frac{8}{15}.m.h^2.tg(\frac{α}{2}).\sqrt{2.g.h}</math></center> | ||
| + | |||
| + | et pour un seuil rectangulaire : | ||
| + | |||
| + | |||
| + | <center><math>Q = L.m.h^2.\sqrt{2.g.h}</math></center> | ||
Avec : | Avec : | ||
* <math>Q</math> : débit (m<sup>3</sup>/s) ; | * <math>Q</math> : débit (m<sup>3</sup>/s) ; | ||
| + | * <math>L</math> : largeur du seuil (m) ; | ||
* <math>m</math> : coefficient de débit qui relie le débit réel au débit théorique (sans dimension, valeur comprise entre 0,58 et 0,62); | * <math>m</math> : coefficient de débit qui relie le débit réel au débit théorique (sans dimension, valeur comprise entre 0,58 et 0,62); | ||
* <math>g</math> : accélération de la pesanteur (9,81 m/s<sup>2</sup>) | * <math>g</math> : accélération de la pesanteur (9,81 m/s<sup>2</sup>) | ||
| Ligne 42 : | Ligne 57 : | ||
<u>Pour en savoir plus</u> : | <u>Pour en savoir plus</u> : | ||
| + | * * GRAIE (2018) : Fiche Technique n°6 : Calcul du débit à partir de la hauteur d’eau ; 2p. ; disponible sur http://www.graie.org/graie/graiedoc/reseaux/autosurv/F6_hautdebit_vu_GLK-v2.pdf | ||
* [http://medhycos.mpl.ird.fr/en/data/hyd/Drobot/5C.htm Document IRD] | * [http://medhycos.mpl.ird.fr/en/data/hyd/Drobot/5C.htm Document IRD] | ||
[[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]] | [[Catégorie:Dictionnaire_DEHUA]] | ||
[[Catégorie:Hydrométrie_et_débitmétrie_(HU)]] | [[Catégorie:Hydrométrie_et_débitmétrie_(HU)]] | ||
Version du 24 juin 2024 à 11:48
Traduction anglaise : Gauging weir, V-notch weir
Dernière mise à jour : 24/06/2024
Seuil spécialement conçu pour permettre le mesurage d'un débit.
Sommaire |
Principe de base
Si le seuil est correctement construit, l'écoulement sera critique près de la crête du seuil. On aura donc une relation univoque entre la profondeur d'écoulement et le débit et il sera possible d'écrire une relation entre le débit au-dessus du seuil et la hauteur d'eau juste à l'amont du seuil. Une telle équation permet d'utiliser un seuil comme un appareil simple de mesure du débit pour les canaux à surface libre.
Différents types de seuils
Un seuil constitué d'une tôle mince et présentant un rebord pointu du coté amont de la face supérieure est appelé seuil à crête mince ou seuil mince (sharp-crested weir). Il est plus difficile de donner une définition des seuils épais (ou seuils à crête large) (broad-crested weir) indépendante des conditions de fonctionnement ; on estime généralement que le seuil est épais si l'épaisseur de la crête est supérieure à 2 ou 3 fois la hauteur d'eau au-dessus du niveau de ce seuil. Les seuils à crête mince sont utilisés lorsque la mesure du débit est le souci prioritaire tandis que les seuils épais sont employés lorsque la longévité est un critère plus important que la précision de la mesure. Les équations qui décrivent l'écoulement au-dessus des seuils minces sont fondées sur le fait que l'écoulement au-dessus du seuil prend la forme d'une nappe libre ou d'un jet (c'est à dire sans contact avec la face aval du seuil) ; le fluide n'est donc en contact avec le seuil que le long du bord supérieur de la crête de seuil. Si le débit est trop faible la nappe ne sera pas libre à l'aval et les équations ne s'appliqueront pas correctement.
Seuils jaugeurs de formes spécifiques
Seuils à lame mince
Un seuil à lame mince peut être équipé d'une entaille sur sa face supérieure destinée à permettre le passage de l'écoulement (notch weir), et spécialement conçue pour établir une relation simple entre la hauteur d'eau à l'amont du seuil et le débit. Il existe différentes formes normalisées de seuils jaugeurs (figure 1).
Les deux formes les plus utilisées sont les seuils triangulaires et les seuils rectangulaires.
Les seuils triangulaires sont souvent utilisés pour mesurer le débit dans les canaux ou dans les conduites où l'on souhaite mesurer précisément les débits faibles, ceci pour deux raisons :
- la forme en V permet d'obtenir assez facilement une nappe libre à l'aval, même lorsque le débit est faible, c'est à dire de vérifier les conditions théoriques d'application des équations.
- le fait que l'ouverture soit plus étroite près du fond du triangle, permet d'obtenir, pour un débit faible, une hauteur d'eau plus importante que si le seuil était rectangulaire. La différence de niveau étant plus importante, l'imprécision dans sa mesure est plus faible, ce qui permet un calcul plus précis du débit.
L'équation fondamentale pour un seuil triangulaire est :
et pour un seuil rectangulaire :
Avec :
- $ Q $ : débit (m3/s) ;
- $ L $ : largeur du seuil (m) ;
- $ m $ : coefficient de débit qui relie le débit réel au débit théorique (sans dimension, valeur comprise entre 0,58 et 0,62);
- $ g $ : accélération de la pesanteur (9,81 m/s2)
- $ α $ : angle entre les deux côtés de l'entaille en V ;
- $ h $ : hauteur d'eau à l'amont du seuil (au dessus de la crête de seuil) mesurée en un point situé à une distance au moins égale à $ 4.h $ à l'amont du seuil (m).
Même si cette formule fournit un ordre de grandeur acceptable, il est cependant préférable, si le seuil n'est pas normalisé, d'effectuer un étalonnage préalable.
Il existe d'autres types de seuils à crête mince, en particulier les seuils rectangulaires et trapézoïdaux qui sont appelés ainsi en raison de la forme du passage aménagé pour laisser passer l'eau. Il existe également des seuils combinant une entaille triangulaire à l'intérieur et au dessous d'une plus grande entaille rectangulaire ou encore des seuils avec une contraction latérale (figure 1).
Les valeurs des constantes associées aux équations de débit pour des seuils standards peuvent être trouvées dans la littérature (Document IRD) ou sont fournies par les fabricants dans le cas de seuils préfabriqués.
Pour en savoir plus :
- * GRAIE (2018) : Fiche Technique n°6 : Calcul du débit à partir de la hauteur d’eau ; 2p. ; disponible sur http://www.graie.org/graie/graiedoc/reseaux/autosurv/F6_hautdebit_vu_GLK-v2.pdf
- Document IRD
