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Hauteur critique (HU)

De Wikigeotech
Version du 14 avril 2021 à 16:00 par Bernard Chocat (discuter | contributions)

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Traduction anglaise : Critical depth

Dernière mise à jour : 14/04/2021

En hydraulique : profondeur correspondant au minimum de la charge spécifique (somme des termes de l’équation de Bernoulli qui expriment l’énergie potentielle et l’énergie cinétique).

Importance de la hauteur critique

Lorsque la hauteur d'eau devient voisine de la hauteur critique dans un bief uniforme, la pente de la ligne d'eau devient théoriquement infinie.

La relation d'ordre entre la hauteur d'eau et la hauteur critique détermine le type d'écoulement :


Figure 1 : Transitions entre le régime fluvial et le régime torrentiel ; hn1 et hn2 représentent respectivement les hauteurs normales à l'amont et à l'aval de la transition.

Dans le cas d'une transition d'un régime torrentiel vers un régime fluvial, le passage de la hauteur critique provoque l'apparition d'un ressaut hydraulique.


Figure 2 : Au passage d'un seuil hydraulique on observe souvent une double transition : fluvial-torrentiel à l'amont et torrentiel-fluvial à l'aval avec formation d'un ressaut hydraulique ; le Rhône à l'amont de Lyon ; crédit photo : Bernard Chocat.

Intérêt en métrologie

L'un des intérêts de la hauteur critique est d'être liée directement au débit par la relation $ (1) $ :


$ Q^2.B=g.S^3 \quad (1) $

Avec :

  • $ Q $ : débit ($ m^3/s $) ;
  • $ B $ : largeur miroir ($ m $) ;
  • $ g $ : accélération de la pesanteur ($ m^2/s $) ;
  • $ S $ : section mouillée ($ m^2 $).


De ce fait on utilise souvent des seuils hydrauliques de forme adaptée (rectangulaires ou triangulaires, avec ou sans contraction), associés à une mesure de la hauteur d'eau à l'amont, comme débitmètre.

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