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

CHAPITRE 3 CALAGE EN HYDRAULIQUE FLUVIALESur les bases de cette équation, Cowan a construit une méthodologie pour estimerune valeur du coefficient de Manning, en proposant pour chacun des coefficients unetable sommaire associant une description physique des caractéristiques considérées à unintervalle de variation du coefficient. Cette méthode sera reprise dans le manuel d’hydrauliquedu Soil Conservation Service aux États-Unis (Culp et al., 1956, SupplémentB). Cowan propose dans son article une table très sommaire pour évaluer la valeur debase du coefficient n de Manning et des tables donnant les valeurs des différents coefficientsd’ajustement. Nous proposons dans les tableaux D.1 à D.6 de l’annexe D unetraduction des tables les plus complètes à ce jour 4 .Relation avec l’équation synthétique de RouseLes équations 2.18 et 3.1 peuvent être confrontées. Le tableau 3.1 présente la correspondanceentre leurs différents termes : la rugosité relative K dépend ainsi du matériaudu fond, mais aussi de la végétation ; la forme de la section C est représentée par le degréd’irrégularité ; la variabilité du canal N provient des variations de forme et de taillede la section, mais aussi du méandrement et des obstructions.Composante del’équation 2.18KCoefficient del’équation 3.1{n bn 4C n 1N{ n 2n 3mTAB. 3.1 – Correspondance entre les formules explicitant les composantes de la résistance àl’écoulement.Ces considérations montrent de manière claire que le coefficient n de Manningutilisé comme paramètre avec la plupart des codes de calcul ne représente pas seulementune mesure de la rugosité, mais regroupe aussi celle de bien d’autres facteurs, commeceux évoqués dans les sections précédentes, mais aussi de facteurs propres au modèleconceptuel utilisé (Yen, 1973), notamment les hypothèses réalisées sur le coefficient deCoriolis α (Xia et Yen, 1994). La distinction effectuée par (Yen, 1999) entre coefficientde rugosité et coefficient de résistance à l’écoulement prend donc tout son sens et c’estelle qui a motivé l’adoption de cette dernière appellation pour le coefficient n dans cemémoire.Extension à un cours d’eau composéIl est important de noter que la procédure décrite par Cowan est applicable seulementdans le cas d’un canal à lit simple. Pour des raisons pratiques d’application auxcours d’eau naturels, Arcement et Schneider (1984, 1989) ont étendu cette procédure àl’estimation des coefficients n de Manning relatifs au lit mineur composite et à la plaine4. Carlier (1972) donne une traduction des tables originales établies par Cowan (1956).53