Calculateur de ressaut hydraulique

Un ressaut hydraulique est le passage rapide d'un écoulement à surface libre peu profond, rapide et torrentiel à un écoulement plus profond, plus lent et fluvial. La surface de l'eau s'élève brusquement, une forte turbulence se développe et une partie de l'énergie mécanique devient chaleur, son et mouvements à petite échelle. Les ressauts se rencontrent en aval des évacuateurs de crues, des vannes et des canaux à forte pente. Les ingénieurs les provoquent souvent dans des bassins de dissipation, car une dissipation maîtrisée protège les lits et ouvrages en aval contre l'érosion. Le nombre de Froude identifie le régime en comparant les effets d'inertie à ceux des ondes de gravité. Il est égal à la vitesse moyenne divisée par la racine carrée du produit de l'accélération de la pesanteur et de la profondeur hydraulique. Dans un canal rectangulaire large, cette profondeur est la hauteur d'eau. Un Froude supérieur à un indique un régime torrentiel, inférieur à un un régime fluvial, et égal à un un régime critique. Un ressaut classique exige un Froude amont supérieur à un. Si les données donnent une valeur inférieure ou égale à un, l'équation des hauteurs conjuguées fournit encore un résultat numérique, mais celui-ci ne décrit pas un ressaut dissipatif normal. Ce calculateur applique la relation de quantité de mouvement d'un canal horizontal rectangulaire. La hauteur conjuguée en aval est la moitié de la hauteur en amont multipliée par la quantité obtenue en retranchant un à la racine carrée de un plus huit fois le carré du Froude amont. La continuité donne ensuite la vitesse aval à partir du rapport des hauteurs amont et aval. Le Froude aval est évalué avec cette nouvelle hauteur et cette vitesse. L'énergie spécifique dissipée par le ressaut idéal est le cube de la différence de hauteurs divisé par quatre fois le produit des deux hauteurs. Les équations supposent un écoulement permanent, une pression hydrostatique loin du rouleau, une vitesse uniforme dans chaque section, une pente de fond négligeable sur le ressaut et aucune contraction latérale importante. Les ressauts réels sont tridimensionnels et leur longueur vaut plusieurs fois la hauteur aval. Les conditions de niveau aval déterminent si le ressaut apparaît à l'endroit prévu, se noie ou est chassé vers l'aval. Utilisez ces résultats comme valeurs hydrauliques préliminaires et associez-les aux recommandations sur les bassins de dissipation, aux vérifications de revanche, aux considérations sédimentaires et à une modélisation physique ou numérique pour les projets à enjeux. Les unités doivent être cohérentes ; les valeurs par défaut et les libellés utilisent les mètres et les secondes.