[PDF] Chapitre 5 : écoulements à surface libre

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Chapitre5:écoulementsàsurfacelibre

Mecaniquedes

uides

Christophe Ancey

Chapitre5:écoulementsàsurfacelibre

Vocabulaire

Notion dep ertedecha rgehydraulique

Regimepe rmanentuniforme

Regimepe rmanentnonuniforme

Courbesd eremouset ecoulementscritiques

my headerMecaniquedes uides 2 o

Unpetitquizpours'échauffer

Quelleest lafo rmedelasurface libre

d'ecoulementd'eauau-dessus d'unobstacle ?Quesepasse-t-il quandun barrage lib ereun gros volumed'eau ? my headerMecaniquedes uides 3 o

Vocabulaire

Uneterminologietechnique,parfoisaucharme d esuet

bief: tronconhomog eneentermesdepente moy enneet desection d'ecoulement; typedecours d'eau: ilexiste plusieursclassications. Unedistinction descours d'eau peutsef aireen fonctiondelap entei: i <3% onpa rlederiviere,

3< i< 6%, onpa rlederivieretorrentielle ,

i >6%, onpa rledetorrent; my headerMecaniquedes uides 4 o

Vocabulaire

perimetremouille : longueurdelasurface d' ecoulementen contactavec lelit section d'ecoulement(ou sectionmouill ee)S: partiedela section ducanal limitee parles parois etlasurfacelib re my headerMecaniquedes uides 5 o

Vocabulaire

hauteurd'ecoulement: hauteurmo yenned'eau,par d enitionc'est h=S=B hauteur normalehn: c'estlah auteurd'un ecoulementpermanent uniforme dans un bief.La hauteurno rmaleest fonctiondud ebitQ, dela rugosit eK, etdela pentemo yennei tirant d'eau: profondeurmaximaled'une sectiond' ecoulement largeurau miroirB: largeurdelasection d' ecoulementau niveaude lasurface libre rayonhydraulique: c'estunelongueur caract eristique deniepar R H=S=: my headerMecaniquedes uides 6 o

Vocabulaire

regimeuniforme: regimed'ecoulement lelongd'unbief o ules caract eristiques d'ecoulementsontconstantes ( @h=@x= 0) regimepermanent: regimeou l'ecoulementned ependpasdutemps( @h=@t= 0) courbede remous: lacourbe deremousestla courbe d ecrivantla variation dela hauteur d'eaudans unb ief pourunecoulementgraduellement varie. L' equationde cette courbeestapp el eeequationdelacourbede remousVoir enl ignehttp://lhe.ep .ch/piwigo/index.php?/category /32 my headerMecaniquedes uides 7 o

Vocabulaire

regimegraduellement varie: regimed'ecoulement oulavariation dehauteurdans la directiond' ecoulementesttresfaible, typiqu ementsiLdesigneunelongueur d'ecoulementethune variationdehauteur, ona h=L1 regimerapidement varie: regimed'ecoulement oulavariation dehauteurdansla direction d'ecoulementesttres impo rtante,typiquementsi Ldesigneunelongueur d'ecoulementethune variationdehauteur, ona h=L=O(1).A l'approche d'une singulariteoubienencas deressaut hydraulique,l' ecoulement peut entrer dans unr egimerapidementvari e ressaut hydraulique: variationbrutale dehauteurd'eau(passage d'unr egime torrentiel aunr egime uvial ) my headerMecaniquedes uides 8 o

Vocabulaire

pente moyenne: pentemoy ennelongitudinalei= tand'un biefexp rimeen%ou enh regimetorrentiel: regimesupercritique( Fr>1), fortevitesse,faible hauteur regime uvial: regimesubcritique( Fr<1), faiblevitesse,hauteur elev ee debitQ: uxd'eaupar unit edetemps atraverslasurfaced' ecoulement vitesse moyenneu: vitesse u=QS my headerMecaniquedes uides 9 o

Vocabulaire

coecient derugosite: coecienttraduisantlarugosit e despa rois la bergeourive estle talusqu is epa rele litmineurdulit majeur.Lorsquelab erge est couverteparlav ege tati on,onparlederipisylve my headerMecaniquedes uides 10 o

Vocabulaire

Litmineur:lit occupeordinairementpar uncoursd'eaupa ropposition aulit majeur qui correspondal'emp risemaximale historiqued'uncours d'eauoualaplaine inondable. Onpa rleaussideniveau desplus hauteseaux (PHE) pourd esignerla cote maximaleatteinte par lasurfacelibre d'uncours d'eau my headerMecaniquedes uides 11 o

Vocabulaire

Ledebitd' etiageest led ebitminimald'uncoursd'eau.Le debitdeplein bo rdest le debitatteint lorsquelariviere sortdeson lit mineur.Onparleded ebitdep ointe pourd esignerledebit maximalatteint. Pourlescrues,onp eutrelier led ebitde pointe alaperiodederetourT. debitdominant: c'estle d ebitdelacrueordinaire quip ermetde faconner uncours d'eau. Pourlesrivi eres asable,led ebitdominantco rre spondaud ebitdepointe d'une cruede p eriode1{2ansalorsquep ourun lit agravier,ilco rrespond acrue de periodederetourdequelques dizainesd'ann ees. my headerMecaniquedes uides 12 o

Qu'est-cequ'unerivière?

LeRh^oneentreMartigny etSaint-Maurice (VS)

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L'eauquicachelarivière

LeRh^oneauniveauactuel deSion a l' epo quen eolithique(Gallay ,A.,Des Alpesau L eman:Imagesdelap r ehistoire,Infolio, 2006.) my headerMecaniquedes uides 14 o

Rivièrequasinaturelle

Tagliemento, Italie,une desderni ere srivieresnaturellesd'Europe my headerMecaniquedes uides 15 o

Rivières:dessystèmescomplexes

Gurnellet al.,Ho wlargeis ariver?WiREs Water, 3,313-325, 2016. my headerMecaniquedes uides 16 o LeGrand-Marais,P aysdesTrois-Lacs( entre leslacsdeNeuch ^atel,de Bienne etde Mo rat).Reconstitution:1850(d'apr es dossierPro Natura). my headerMecaniquedes uides 17 o LeGrand-Marais,P aysdesTrois-Lacs( entre leslacsdeNeuch ^atel,de

Bienne etde Mo rat).

Etat actuel.Unerenaturation demain?

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Morphologiedescoursd'eau

Unegrande varietedemorphologiesd'e coulement

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Morphologiedescoursd'eau

Tagliamento (Frioul-Venetie,Italie):litatresses

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Morphologiedescoursd'eau

Tagliamento (Frioul-Venetie,Italie)asond ebouch edansl'Adriatique (Lignano Sabbiadoro):lit a m eandres my headerMecaniquedes uides 21 o

Rugositédulit

Navisence(auent duRh^ one,vald'Anniviers): r egime de cascade my headerMecaniquedes uides 22 o

Rugositédulit

Navisence(auent duRh^ one,vald'Anniviers): r egimede seuilset mouilles my headerMecaniquedes uides 23 o

Rugositédulit

Bancde gravier( SandyRiver,Portland EUA)

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Rugositédulit

LeRh^oneaSierre

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Rugositédulitetstructuredulit

Vue enplan dulit d'unerivi ere

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Rugositédulitetstructuredulit

Evolutiondes structuresmo rphologiques(longitu dinales) my headerMecaniquedes uides 27 o

Rugositédulitetstructuredulit

Typede structuresmo rphologiqueslongitudinales enfonctiondunomb re de Froude my headerMecaniquedes uides 28 o

Régimed'écoulement

LeRh^one aSion: ecou lement danssoncanal(regimegraduellementvari e) my headerMecaniquedes uides 29 o

Régimed'écoulement

Debordementsurl'A3en jui n2013 (r egimegraduellementvarie) my headerMecaniquedes uides 30 o

Régimed'écoulement

Cruede laLoire auba rragede Grangentennovembre 2008: chuteet ressaut hydraulique(r egimerapidementvari e) my headerMecaniquedes uides 31 o

Régimed'écoulement

Mascaret surla seine: ressauthydraulique (r egimer apidem entvari e) my headerMecaniquedes uides 32 o

Régimed'écoulement

Chutesur deversoir(Aar aBerne)(r egimerapidementvari e) my headerMecaniquedes uides 33 o

Notiondepertedecharge

Analogieavec unebille roulantavec ousan sfrottement. my headerMecaniquedes uides 34 o

Notiondepertedecharge

Ladierenced'altitudetraduit lap erted' energie (pertedecha rge)subieparlabille E c+ Ep= Et; ourepresenteladi erence d'energieentrelesinstants naletinitial.Cette relation trouvesonp en dantenhydraulique: 1%g (+p+k) = H; avecHla pertedecha rge( energiesconvertiesen equivalentd'hauteureneauen divisant par%g). my headerMecaniquedes uides 35 o

Chargetotaleetchargespécifique

Lachargetotale hydrauliques' ecrit :

H=y`+h+u22g

|{z}quotesdbs_dbs50.pdfusesText_50

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