Université Joseph Fourier
1) calculer la hauteur critique de cet écoulement.
2) Calculer les hauteurs normales hn1 et hn2 de cet écoulement dans les différentes parties
du canal. Pour une hauteur h0 = 1,20 m la vanne influence t’elle l’écoulement.
Dans la suite la vanne est positionnée tel que h0 = 0,5m.
3) Qualifier l’écoulement (fluvial, torrentiel, faible pente, forte pente, …) dans les
différentes parties du canal en amont et en aval. Vous préciserez où il peut y avoir l’apparition
de ressaut hydraulique.
On étudie d’abord l’écoulement à l’aval de la vanne. On souhaite savoir si la vanne est
noyée ou si elle est dénoyée. Pour les cas ou h0 < hc < hn, le régime aval sera à priori torrentiel
passant par un ressaut pour revenir au régime permanent (h = hn).
4) Dans l’hypothèse d’un ressaut, appliquer la conservation de la quantité de mouvement
entre une section avant le ressaut et une section après le ressaut pour obtenir l’équation reliant
hr1, hr2 et hc.
5) hr1 est appelé conjugué de hr2
et vice versa (l’expression reliant hr1 et
hr2 étant parfaitement symétrique).
Si l’écoulement retrouve hn2 après
le ressaut la hauteur hr1 sera donc le
conjugué de hn2 Le ressaut sera donc
situé à l’intersection de la courbe
conjuguée et de h = hn2. Si cette
intersection existe le ressaut existe et
la vanne sera dénoyée. Si cette
intersection n’existe pas il n’y aura pas
de ressaut et la vanne sera noyée. La
hauteur d’eau à l’aval de la vanne sera alors hn2.
La condition d’existence de l’intersection dépend de la position relative de hn2 et du
conjugué h’0 de h0.
Préciser cette condition et conclure sur l’existence du ressaut. Faire un schéma.
Cohard 04 3/4
III- Coefficient de débit d’une vanne
1) Si on regarde précisément
l’écoulement à l’aval d’une vanne dénoyée
on remarque que la section se contracte en
passant de h0 à Kv.h0. Kv est le coefficient
de débit de la vanne. En appliquant la
relation de Bernoulli entre les section A et
B (figure ci-contre) et la conservation du
débit, donner une relation entre Q, Kv, h0
et hv1.
2) Cette relation reste valable pour
une vanne noyée car le coefficient de débit
Kv dépend essentiellement de la géométrie
de la vanne. Calculer hv1 pour les conditions d’écoulement obtenues à la question (I-6).
Q hc
hr2
hr1
Courbe conjuguée
h0
h’0
z
B
L
v
h0
A
h0
hv1