ENGEES Formation continue

Transcription

1 1 ENGEES Formation continue LES NOTIONS DE BASE D HYDRAULIQUE UTILES EN ASSAINISSEMENT Thierry ADAM, Chef de projet

2 Rappels d hydraulique 2 Notion de «débit» (Q) : flux hydraulique à travers une section de canal. Un écoulement est dit «permanent» lorsque le débit reste constant au niveau d une section. Sinon, l écoulement est transitoire. Un écoulement est dit «uniforme» lorsque la section d écoulement reste identique d amont en aval. Sinon, l écoulement est varié.

3 Caractéristiques d écoulement 3 a. Stationnarité d un écoulement b. Uniformité d un écoulement

4 Répartition des vitesses 4 U Au sein d une section, la vitesse (V) n est ni uniforme, ni constante. On définit une vitesse moyenne (U). U = Q/S est la «vitesse d écoulement». En régime permanent et uniforme, U est une constante.

5 Écoulements à surface libre 5 Un écoulement est dit «à surface libre» lorsqu il s effectue à la pression de l atmosphère ambiante. Sinon, on parle d écoulement «en charge» (P>P atm ) ou «sous vide»(p<p atm ). y (ou h) Tirant (ou hauteur) d eau S Section mouillée P Périmètre mouillé B=dS/dh Largeur au miroir Rh=S/P Rayon hydraulique Dh=S/B Profondeur hydraulique I Pente du canal U=Q/S Vitesse moyenne

6 Caractéristiques géométriques 6 QUELQUES SECTIONS SIMPLES GEOMETRIE PERIMETRE MOUILLEE SECTION MOUILLEE y n P = 2 yn b S m = b yn m + b y n b m 2 P y m b 1 m = n 1+ + S = b y + m y 2 m n n 1 2 Pm = yn ( m ) m m S = 2 2 m y n y n D y n Q P m θ = D 2 S m θ = 2 = D ( θ + sinθ ) 8 2 y 2 arccos(1 n ) D

7 Exercice n 1 7 Calculer le rayon hydraulique du collecteur DN500 mm de la rue principale à ROMAGNY : à pleine section, à mi-section.

8 Régime turbulent ou laminaire 8 Un régime d écoulement est dit «turbulent» lorsque les forces d inertie dépassent les forces de viscosité du fluide. Sinon, le régime est laminaire ou visqueux.

9 Régime fluvial ou torrentiel 9 Un régime d écoulement est dit «fluvial» lorsque la vitesse moyenne est inférieure à la célérité des ondes de gravité. Sinon, le régime est torrentiel.

10 Exercice n 2 10 Caractériser le régime d écoulement dans la canalisation DN500 mm de la rue principale à ROMAGNY (pente 0,7 %) : Pour un débit de 140 l/s (mi-section), Pour un débit de 285 l/s (pleine section).

11 Théorème de Bernoulli 11 Énergie d un fluide : Notion de «charge» : H = z + P/ρg + V²/2g Notion de «charge spécifique» : H = h + λ U²/2g Théorème de Bernoulli (régime permanent uniforme) : Fluides parfaits : H=constante ; Fluides réels : dh= j (pertes de charge en m/m) Fluides réels à surface libre : H =constante.

12 Régime permanent uniforme 12 Théorème de BERNOULLI : H = constante λ U² 2g dh = j = i = dz h est la hauteur normale H h Ligne de charge Ligne piézométrique z

13 Hauteur normale d écoulement 13 H = h + λ U²/2g = h + λ Q²/2gS² = h + A/h²

14 Caractérisation d un d écoulement en régime permanent 14

15 Formule de Chézy 15

16 Formule de Manning-Strickler 16

17 Formule d ajutage 17

18 18

19 Formule de seuil 19

20 Exercice n 4 20 Calculer le débit capable du collecteur DN500 mm de la rue principale à ROMAGNY : à pleine section, à mi-section.

21 21 ENGEES Formation continue DIMENSIONNEMENT DES RESEAUX D ASSAINISSEMENT Thierry ADAM, Chef de projet

22 Choix du risque hydrologique NORME EUROPEENNE EN relative aux réseaux d évacuation et d assainissement à l extérieur bâtiments Objectif de protection des personnes et des biens contre les inondations 22 performances en l absence de spécification locale particulière DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES