Canal de mesure (HU)

Traduction anglaise : Flume, Flow measuring flume

Dernière mise à jour : 28/06/2024

Élément, généralement préfabriqué, installé de façon temporaire ou permanente dans un écoulement à surface libre pour permettre la mesure de son débit à partir d'un simple mesurage de la hauteur d'eau.

Principes

Les canaux de mesure se présentent sous la forme de structures hydrauliques spécialement moulées pour entraîner une restriction de la section d’écoulement et/ou un changement de pente, de façon à provoquer un changement de régime hydraulique (fluvial à torrentiel) (Figure 1).

Figure 1 : Principe d'un canal de mesures : si la section d’écoulement diminue, la vitesse augmente et s'accompagne d'une diminution de la hauteur d’eau (principe du Venturi) ; Source : Bernard (2019).

Formes possibles pour les sections de mesure

La section transversale peut être de n'importe quelle forme mais on utilise le plus souvent des sections triangulaires, rectangulaires ou trapézoïdales. Ces structures, souvent préfabriquées, sont conçues pour fournir un contrôle artificiel des conditions hydrauliques dans différentes conditions de débit et permettre son mesurage.

On trouvera dans Bernard (2019) la description détaillée de différents types de canaux de mesures utilisés en Amérique du Nord : Canal Parshall, Canal Palmer-Bowlus, Canal en H (qui s'approche plus d'un seuil jaugeur), etc.

Canal Venturi

Un type commun de structure est le canal Venturi (figure 2). Un canal Venturi comporte à l'amont un canal rectangulaire se rétrécissant progressivement pour amener l'eau dans une gorge de section également rectangulaire. A l'aval de la gorge on trouve une section divergente qui a les mêmes caractéristiques que la section convergente à l'amont. La largeur de la gorge est conçue pour obtenir un écoulement critique. En conséquence le régime de l'écoulement passe de fluvial à l'amont à torrentiel à l'aval. On obtient alors une relation univoque entre le débit et la profondeur de l'eau dans le canal amont, relation de la forme :

$ Q = k.H^n $

Avec :

• $ Q $ : débit ;
• $ H $ : profondeur d'eau ;
• $ k $ et $ n $ : constantes.

Figure 2 : Canal Venturi ; crédit photo : Patrick Savary.

Des recommandations sur la conception de ce type d'ouvrage sont proposées dans différents codes officiels nationaux de bonne pratique et dans plusieurs normes. Il est cependant recommandé de vérifier le calage de l'équation utilisée en mesurant le débit par d'autres techniques.

Pour en savoir plus :

• Bernard M. (coordinatrice) (2019) : Guide d’échantillonnage à des fins d’analyses environnementales ; cahier 7 : Méthodes de mesure du débit ; Centre d’expertise en analyse environnementale du Québec ; 321p. ; disponible sur https://www.ceaeq.gouv.qc.ca/documents/publications/echantillonnage/debit_conduit_ouvc7.pdf.
• Dufrene, M., Vazquez, J. (2020) : Guide technique mesure du débit d'un écoulement par un canal Venturi ; 17p. ; disponible sur : https://drive.google.com/file/d/12I3jbyL0AEh6F2uzp06IfCzEAnaKUhAS/view

Voir aussi : Seuil jaugeur, Débitmètre (HU).