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Seuil jaugeur (HU)

De Wikhydro
Version du 19 septembre 2019 à 10:37 par Philippe Bagot (discuter | contributions)

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Traduction anglaise : Gauging weir, V-notch weir

Seuil spécialement conçu pour permettre une mesure du débit.


Principe de base

Si le seuil est correctement construit, l'écoulement sera critique près de la crête de 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 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). Quand cette entaille prend la forme d'une lettre V, le seuil est dit triangulaire (V notch weir). 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 :

Q = Cd (8 / 15) (2g)0.5 tan (x / 2) H5 / 2

Avec :

·    Q   :     débit (m3 / s) ;

·    Cd  :     coefficient de débit qui relie le débit réel au débit théorique ;

·    G   :     accélération de la pesanteur (9,81 m / s2)

·    X    :     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 4h à l'amont du seuil.

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. Les valeurs des constantes associées aux équations de débit pour des seuils standards peuvent être trouvées dans la littérature ou sont fournies par les fabricants dans le cas de seuils préfabriqués.

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