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ENGEES Formation continue
LES NOTIONS DE BASE D’HYDRAULIQUE UTILES EN ASSAINISSEMENT
Thierry ADAM, Chef de projet DDAF du Haut-Rhin - Sous-Direction de l’Équipement des Collectivités
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Rappels d’hydraulique • 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.
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Caractéristiques d’écoulement a. Stationnarité d’un écoulement
b. Uniformité d’un écoulement
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Répartition des vitesses
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.
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Écoulements à surface libre • 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>Patm) ou « sous vide » (P
Tirant (ou hauteur) d’eau Section mouillée Périmètre mouillé Largeur au miroir Rayon hydraulique Profondeur hydraulique Pente du canal Vitesse moyenne
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Caractéristiques géométriques QUELQUES SECTIONS SIMPLES GEOMETRIE yn
PERIMETRE MOUILLEE
SECTION MOUILLEE
Pm = 2 × y n + b
S m = b × yn
b
yn m
Pm = 2 × yn × 1 + m2 + b S m = b × yn + m × yn
1
b
(
1
Pm = yn × 1 + 1 + m 2
m
)
Sm =
m × yn2 2
yn
Pm = D ×
D yn Q
θ 2
D2 Sm = × (θ + sin θ ) 8 2 × yn θ = 2 × arccos(1 − ) D
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Exercice n°1 • Calculer le rayon hydraulique du collecteur DN500 mm de la rue principale à ROMAGNY : – à pleine section, – à mi-section.
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Régime turbulent ou laminaire • 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.
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Régime fluvial ou torrentiel • 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.
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Exercice n°2 • 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).
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Théorème de Bernoulli • 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.
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Régime permanent uniforme Théorème de BERNOULLI : λ U² 2g
H’
H’ = constante dH = j = i = dz h est la hauteur normale
h Ligne de charge Ligne piézométrique z
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Hauteur normale d’écoulement H’ = h + λ U²/2g = h + λ Q²/2gS² = h + A/h²
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Caractérisation d’un d’écoulement en régime permanent
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Formule de Chézy
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Formule de Manning-Strickler
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Formule d’ajutage
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Formule de seuil
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Exercice n°4 • Calculer le débit capable du collecteur DN500 mm de la rue principale à ROMAGNY : – à pleine section, – à mi-section.
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ENGEES Formation continue
DIMENSIONNEMENT DES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT
Thierry ADAM, Chef de projet DDAF du Haut-Rhin - Sous-Direction de l’Équipement des Collectivités
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Choix du risque hydrologique NORME EUROPEENNE EN 752-2
relative aux réseaux d’évacuation et d’assainissement à l’extérieur bâtiments Objectif de protection des personnes et des biens contre les inondations performances en l’absence de spécification locale particulière
DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES DDAF du Haut-Rhin - Sous-Direction de l’Équipement des Collectivités
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