COURS Module : HYDRAULIQUE 3 Troisième Année (L3) Spécialité : Hydraulique Option : Hydraulique Urbaine

M Ali BERREKSI:

Ce cours représente le contenu du module Hydraulique 3 assuré en semestre 1 aux étudiants de la promotion 3ème Année Licence en Hydraulique, option Hydraulique Urbaine. Il représente le module de base pour cette option et fait partie d’une unité d’enseignement fondamentale. Le contenu de ce module est extrêmement important, car il englobe deux phénomènes très complexes en hydraulique dont le premier traite les écoulements brusquement variés, qui appartiennent à la famille des écoulements à surface libre, et le deuxième, l’étude des écoulements en régime non permanent en charge. Dans la première partie, on retrouve le phénomène du ressaut hydraulique, qui est assez compliqué, et qui nécessite la connaissance de plusieurs notions de mécanique des fluides et d’hydraulique générale. Par ailleurs, la deuxième partie est indispensable aux étudiants hydrauliciens en général, et aux étudiants ayant opté pour l’option hydraulique urbaine en particulier. Dans cette dernière, on retrouve l’étude du phénomène du coup de bélier qui survient dans les réseaux d’écoulement en charge, c'est-à-dire dans les conduites fermées d’alimentation en eau potable. Ce dernier entraine des surpressions et des dépressions qui peuvent nuire directement à l’installation, soit par l’éclatement des conduites, soit par leur aplatissement. La quasi-totalité des projets de fin d’études entrepris par les étudiants de cette spécialité, contiennent une bonne partie dédiée à l’étude de ce phénomène. D’un autre coté, ce module donne les principaux moyens utilisés pour une éventuelle protection contre le phénomène dangereux du coup de bélier. 

SOMMAIRE OMMAIRE 

Chapitre 1 : Généralités

1.1. Définitions

1.1.1. Ecoulement à surface libre

1.1.2. Canal

1.2. Propriétés d’un canal

1.3. Eléments géométriques

1.4. Classification des écoulements à surface libre

1.5. Régimes d’écoulement

1.6. Canaux prismatiques et canaux non prismatiques

Chapitre 2 : Ecoulement brusquement varié -Le ressaut hydraulique-

2.1. Définition

2.2. Caractéristiques du ressaut…

2.3. Principaux problèmes du ressaut

2.4. Equation fondamentale du ressaut hydraulique

2.4.1. Calcul des hauteurs conjuguées du ressaut

0 2.4.2. Détermination graphique des hauteurs conjuguées du ressaut

2.5. Longueur du ressaut hydraulique 

2.6. Perte de charge dans le ressaut hydraulique

2.7. Détermination graphique de la perte de charge dans le ressaut 

2.8. Rendement du ressaut

2.9. Hauteur du ressaut

2.10. Types du ressaut hydraulique

2.11. Utilisations du ressaut hydraulique

Chapitre 3 : Ecoulement en charge en régime non permanent - Phénomène du coup de bélier hydraulique 

3.1. Définition

3.2. Causes et conséquences du phénomène

3.3. Analyse physique du phénomène du coup de bélier

3.3.1. Hypothèses

3.3.2. Notations

3.4. Modélisation mathématique

3.4.1. Hypothèses simplificatrices

3.4.2. Mise en équations du phénomène

3.5. Interprétation des équations différentielles du mouvement

3.6. Interprétation des équations d’Allievi

3.7. Formule d’Allievi donnant la vitesse "a"

3.8. Représentation graphique du phénomène

3.9. Valeurs numériques du coup de bélier 

3.9.1. Fermeture brusque (T < 2L/a)

3.9.2. Fermeture lente (T > 2L/a)

3.9.3. Conclusions

3.10. Résolution des équations du mouvement (Méthode graphique de SCHNYDER- BERGERON)

Chapitre 4 : Systèmes de protection contre le coup de bélier

4.1. Introduction 

4.2. Le volant d’inertie

4.3. Les soupapes de décharge

4.4. Les ventouses (Les reniflards)

4.5. Les réservoirs d’air

4.6. Dimensionnement des réservoirs d’air

4.6.1. Calcul simplifié d’un réservoir d’air

4.6.2. Etapes du calcul simplifié d’un réservoir d’air

4.6.3. Avantages des réservoirs d’air

4.6.4. Inconvénients des réservoirs d’air

4.6.5. Calcul normal d’un réservoir d’air

4.6.5.1. Principe de calcul

4.6.5.2. Application des étapes du calcul normal d’un réservoir d’air 

4.7. Les cheminées d’équilibre

4.7.1. Définition et dispositions constructives

4.7.2. Types de cheminées d’équilibre

4.7.2.1. Cheminée déversante 

4.7.2.2. Cheminée à épanouissement

4.7.2.3. Cheminée à étranglement

4.7.2.4. Cheminée différentielle

4.7.3. Etude qualitative

4.7.4. Etude quantitative 

4.7.5. Quelques exemples de cheminées réelles

4.7.5.1. Aménagement de Malgovert

4.7.5.2. Aménagement de Roselend

4.7.5.3. Aménagement de Randens