Calculatrice d'écoulement à surface libre

L'écoulement à surface libre possède une surface exposée à la pression atmosphérique, comme dans les rivières, canaux, fossés routiers, buses non pleines et chenaux d'eaux usées. La gravité fournit la force motrice. L'équation de Manning est l'une des relations empiriques les plus utilisées pour estimer un écoulement permanent uniforme. En SI, la vitesse moyenne est l'inverse du coefficient de rugosité, multiplié par le rayon hydraulique à la puissance deux tiers et par la racine carrée de la pente d'énergie. Le débit est la vitesse moyenne multipliée par la section mouillée. Cette calculatrice modélise un canal rectangulaire. La section mouillée est la largeur du fond multipliée par la profondeur. Le périmètre mouillé est la largeur plus deux fois la profondeur, correspondant aux parois en contact avec l'eau. Le rayon hydraulique est la section divisée par ce périmètre : ce n'est ni simplement la demi-profondeur, ni un rayon géométrique réel. La pente est un rapport sans dimension entre dénivelé et distance horizontale ; une descente d'un pour cent se saisit 0.01. En régime uniforme, la pente de la ligne d'énergie est assimilée à celle du fond. Le coefficient de Manning représente la résistance liée au matériau, à la végétation, aux irrégularités, au tracé, aux obstacles et à d'autres conditions. Un béton lisse peut avoir un coefficient faible, tandis qu'un cours d'eau naturel avec pierres et broussailles a des valeurs plus élevées. La vitesse étant inversement proportionnelle au coefficient, une valeur trop faible peut fortement surestimer la capacité. Les plages publiées aident aux études préliminaires, mais le calage de terrain et le jugement technique restent importants. Végétation saisonnière, sédiments, dégradations et variations de profondeur peuvent modifier la rugosité effective. La formule suppose un écoulement permanent, uniforme, gravitaire et un tronçon prismatique assez long. Elle ne représente pas les variations rapides près des vannes, déversoirs, chutes, coudes, transitions ou ressauts hydrauliques. Elle ne vérifie pas non plus si la profondeur supposée est normale, ni si le régime est fluvial ou torrentiel. Utilisez-la pour des estimations explicites, exercices, évaluations préliminaires de drainage et comparaisons de sections rectangulaires. Les projets définitifs de protection contre les crues, de voirie et de sécurité publique doivent intégrer géométrie mesurée, pluies de projet et conditions aux limites adaptées, revanche, sédiments et contrôle selon les normes hydrauliques applicables.