Diagramme de Shields (HU) : Différence entre versions

Version du 4 avril 2020 à 15:49

Traduction anglaise : Shields diagram

Diagramme permettant de calculer le seuil de mise en mouvement d’une particule dans un écoulement liquide.

Les travaux expérimentaux de Shields (1936) servent encore de base à la plupart des calculs de contrainte critique pour la mise en mouvement des particules au fond d'un canal, d'une rivière ou d'une conduite. Le critère de Shields (1936) permet par exemple de calculer le frottement critique dans le cas d’un écoulement permanent, sur un fond plat horizontal.

Nous préférons ici la représentation modifiée par Yalin (1977) plus facile à utiliser (Figure 1). Ce diagramme permet de calculer la valeur d'une tension adimensionnelle de frottement critique $ τ_* $ en fonction d'un diamètre adimensionnel de particule $ d_* $>.

Figure 1 : Diagramme de Shields-Yalin.

$ τ_* $ et $ d_* $ s'expriment de la façon suivante :

Avec :

• $ ρ $ : masse volumique de l'eau ($ kg/m^3 $) ;
• $ ρ_s $ : masse volumique de la particule ($ kg/m^3 $) ;
• $ ν $ : viscosité cinématique de l'eau ($ m^2/s $) ;
• $ R_h $ : rayon hydraulique de l'écoulement ($ m $) ;
• $ d $ : diamètre de la particule ($ m $) ;
• $ g $ : accélération de la pesanteur ($ m/s^2 $) ;
• $ J $ : Pente de la ligne d'énergie ($ m/m $).

Bibliographie :

• Shields, A. (1936) : Application of Similarity Principles and Turbulence Research to Bed-Load Movement. California Institute of Technology, Pasadena (Translate from German).
• Yalin, M.S. (1977) : Mechanics of sediment transport. 2nd ed. Pergamon Press, Oxford, UK. 360 pp