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Assistance au calage de modèles numériques en hydraulique ... - TEL

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ANNEXE E RÉSISTANCE À L’ÉCOULEMENT – HISTORIQUEoù h f perte <strong>de</strong> charge, f facteur <strong>de</strong> friction, L longueur <strong>de</strong> la conduite, d 0 diamètre <strong>de</strong>la conduite et V vitesse moy<strong>en</strong>ne. Le coeffici<strong>en</strong>t f est <strong>de</strong>puis lors appelé coeffici<strong>en</strong>t <strong>de</strong>Darcy-Weisbach. Cette équation peut être appliquée <strong>au</strong>x écoulem<strong>en</strong>ts à surface libre<strong>en</strong> introduisant la p<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la ligne d’énergie et le rayon hydr<strong>au</strong>lique R = d 04(Chow,1973, p. 8). On obti<strong>en</strong>t alors :√8 g R SV =(E.11)fE.2.2BazinPr<strong>en</strong>ant la suite <strong>de</strong>s expéri<strong>en</strong>ces réalisées <strong>en</strong> conduites par H<strong>en</strong>ri-Philibert-GaspardDarcy (1858), H<strong>en</strong>ri Émile Bazin (1865) 10 s’est intéressé <strong>au</strong>x écoulem<strong>en</strong>ts dans <strong>de</strong>scan<strong>au</strong>x découverts. En étudiant les expéri<strong>en</strong>ces conduites par <strong>de</strong> Prony, du Buat etEytelwein, il constate – confirmant ainsi les doutes <strong>de</strong> <strong>de</strong> Prony (1804) – que les coeffici<strong>en</strong>ts<strong>de</strong>s formules rationnelles développées jusque-là sont ✭ variables à l’infini suivantla nature <strong>de</strong> la paroi dans laquelle s’opère l’écoulem<strong>en</strong>t. ✮ (1865, p. 16) Considérantque l’influ<strong>en</strong>ce <strong>de</strong> la p<strong>en</strong>te et <strong>de</strong> la ✭ figure ✮ du profil transversal sur les coeffici<strong>en</strong>tspeut être négligée, il propose <strong>de</strong> rev<strong>en</strong>ir à une formule monôme à <strong>de</strong>ux coeffici<strong>en</strong>ts α etβ dont les valeurs dép<strong>en</strong><strong>de</strong>nt pour la première fois <strong>de</strong> la catégorie <strong>de</strong>s parois :R SV 2 = α + β R(E.12)Une table <strong>de</strong>s valeurs <strong>de</strong> ces coeffici<strong>en</strong>ts peut être trouvée dans le table<strong>au</strong> E.2.Catégorie α βParois très unies : cim<strong>en</strong>t lissé, bois raboté avec soin, etc. 0,00015 0,03Parois unies : pierres <strong>de</strong> taille, briques, planches, etc. 0,00019 0,07Parois peu unies, <strong>en</strong> maçonnerie <strong>de</strong> moellons 0,00024 0,25Parois <strong>en</strong> terre 0,00028 1,25TAB. E.2 – Table <strong>de</strong> valeurs <strong>de</strong>s coeffici<strong>en</strong>ts α et β <strong>de</strong> la première formule <strong>de</strong> Bazin (1865).La formule pour <strong>de</strong>s parois <strong>en</strong> terre, qui nous intéresse ici, donne une bonne concordancegraphique avec les expéri<strong>en</strong>ces effectuées sur plusieurs rivières (Darcy et Bazin,1865, planche XVI). En 1897 11 , Bazin propose une nouvelle formule comportant unseul coeffici<strong>en</strong>t représ<strong>en</strong>tant uniquem<strong>en</strong>t le frottem<strong>en</strong>t <strong>au</strong>x parois :√ (R SV = 0,0115 1 + √ γ )R(E.13)Le coeffici<strong>en</strong>t γ peut être extrait d’une table comportant six catégories <strong>de</strong> parois, reproduitedans le table<strong>au</strong> E.3. Cette table a été reprise <strong>de</strong> nombreuses fois dans les ouvrages<strong>de</strong> référ<strong>en</strong>ces <strong>en</strong> hydr<strong>au</strong>lique (voir par exemple Carlier, 1972; L<strong>en</strong>castre, 1999).10. Les résultats princip<strong>au</strong>x ont été publiés (Bazin, 1862) et rapportés (Morin, 1863) quelques annéesplus tôt dans les Comptes-R<strong>en</strong>dus <strong>de</strong> l’Académie <strong>de</strong>s Sci<strong>en</strong>ces.11. L’article <strong>de</strong>s Annales <strong>de</strong>s Mines a été tiré à part et publié l’année suivante (Bazin, 1898).257

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