Débitance (HU)

Traduction anglaise : Conveyance

Dernière mise à jour : 04/01/2024

Caractéristique intrinsèque d'une forme particulière de conduite (ou de canal) permettant le calcul du débit maximum (débit capable) qu'elle (il) est capable d'écouler à surface libre en régime uniforme.

Relation entre la débitance et le débit capable

La relation entre la débitance et le débit capable est de la forme :

$ Q_{max}=a.\sqrt{I} \qquad (1) $

Avec :

• $ Q_{max} $ : débit capable (m³/s) ;
• $ a $ : débitance (m³/s) ;
• $ I $ : pente de la conduite (m/m).

Évaluation de la débitance

La relation (1) est à rapprocher de la formule de Chézy qui peut se mettre sous la forme :

$ V = C.\sqrt{R_h.I} \qquad (2) $

Avec :

• $ V $ : vitesse moyenne (m/s) ;
• $ C $ : coefficient de Chézy (m^1/2/s) ;
• $ R_h $ : rayon hydraulique (m).

On peut donc écrire :

$ Q_{max}=V_{max}.S_{max} = C.\sqrt{R_{hmax}.I}.S_{max}\qquad (3) $

Avec :

• $ V_{max} $ : vitesse correspondant au débit maximum (m/s) ;
• $ S_{max} $ : section mouillée correspondant au débit maximum (m²) ;
• $ R_{hmax} $ : rayon hydraulique correspondant au débit maximum (m).

Sachant que le débit maximum est atteint pour une hauteur d'eau proche du remplissage maximum (dans le cas d'une section fermée), les relations (1) et (3) permettent d'écrire :

$ a= k.C.\sqrt{R_{hT}}.S_{T} \qquad (4) $

Avec :

• $ S_{T} $ : Surface totale de la conduite (m²) ;
• $ R_{hT} $ : rayon hydraulique de la conduite pleine (m).
• $ k $ : coefficient proche de 1 et fonction de la forme de la conduite (sans dimension).

Cas particuliers

Dans le cas d'une conduite circulaire de rayon R :

$ a= k.C.\sqrt{R_{hT}}.S_{T} = k.C.\sqrt{R/2}.Π.R^2 = k.C.Π.R^{5/2} \qquad (5) $

avec k de l'ordre de 0,95.

Dans le cas d'un canal rectangulaire de largeur L très grande par rapport à sa profondeur H

$ a= k.C.\sqrt{R_{hT}}.S_{T} = k.C.\sqrt{H}.L.H = C.L.H^{3/2} \qquad (6) $

Nota : k disparait de la relation (6) car il est égal à 1.

Choix de C

De nombreuses relations existent pour calculer le coefficient $ C $. Les plus connues sont celles de Bazin, de Colebrook et de Manning-Strickler.

La partie la plus difficile de l'analyse est le choix de la rugosité. Des tables sont disponibles pour choisir ces valeurs, mais ces tables sont souvent établies pour des ouvrages neufs et propres et peuvent conduire à surestimer les débits capables des ouvrages en service.