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NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la mise à jour de l'article intitulé "Détermination du débit des fluides par intégration du champ des vitesses" rédigé par Francis DUPRIEZ, publié en 1992.
RÉSUMÉ
La quantification du débit d’un fluide (liquide ou gaz) passe souvent par l’intégration de mesures de vitesse distribuées au sein d’une section en travers de l’écoulement. Le résultat de débit est alors obtenu par l’intégration spatio-temporelle du champ des vitesses sur la section et sur une durée donnée. L’intégration spatiale peut se faire ou bien directement par interpolation linéaire et extrapolation aux parois, ou bien à l’aide de formules normalisées de moyenne pondérée. Cet article fournit les principaux éléments de procédure pour la mesure des écoulements de liquide à surface libre (hydrométrie des cours d’eau) et des écoulements de fluide en conduite fermée.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jérôme LE COZ : Chercheur (IPEF) - Unité de recherche Hydrologie-Hydraulique, Irstea, Lyon-Villeurbanne, France
-
Isabelle CARÉ : Chargée d’études, référent technique débitmétrie gazeuse et anémométrie - CETIAT, division Études et Formation, Villeurbanne, France - Note de l'éditeur : Cet article est la mise à jour de l'article intitulé « Détermination du débit des fluides par intégration du champ des vitesses » rédigé par Francis DUPRIEZ, publié en 1992.
INTRODUCTION
Pour mesurer le débit d’un fluide (liquide ou gaz) s’écoulant dans une conduite ou un chenal, une méthode globale est employée chaque fois que cela est possible. Bien que ces méthodes soient nombreuses, il n’est pas toujours possible d’en trouver une qui convienne ni de pouvoir l’utiliser. C’est notamment le cas des conduites fermées ou des chenaux de grandes dimensions, mais aussi celui des conduites dans lesquelles il n’est pas possible, pour diverses raisons, d’insérer un débitmètre. Il est alors nécessaire d’effectuer un relevé des vitesses et de la géométrie dans une section en travers et de calculer le débit par intégration.
Les dispositifs, capteurs et méthodes pour la mesure des vitesses, sont décrits dans l’article « Mesures locales de vitesse dans un fluide » [R 2 110].
Le présent article se propose d’exposer les règles à suivre dans l’exécution des mesures et le calcul du débit. Ces règles sont prescrites dans un certain nombre de normes françaises et étrangères auxquelles le lecteur pourra se référer.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 1971 par André FAUQUET, Robert BONNAFOUX
- Version archivée 2 de janv. 1979 par André FAUQUET, Robert BONNAFOUX, Francis DUPRIEZ
- Version archivée 3 de janv. 1992 par Francis DUPRIEZ
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Écoulement d’un fluide en conduite
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2. Écoulement de liquide à surface libre
2.1 Exécution des mesures
2.1.1 Choix de la section de mesure
Pour des recommandations de bonne pratique pour la mesure du débit des cours d’eau naturels et artificiels, le lecteur peut se référer utilement à la charte qualité de l’hydrométrie , ainsi qu’au manuel et au règlement technique de l’Organisation météorologique mondiale. Pour que la mesure du débit soit aussi précise que possible, la section de mesure sera choisie, autant que faire se peut, telle que :
-
les vecteurs vitesses soient pratiquement orthogonaux à la section de mesure ;
-
la répartition des vitesses soit la plus régulière possible ;
-
les dimensions géométriques de la section soient correctement définies.
Pratiquement, on s’attachera à respecter les points suivants :
-
le chenal doit être quasi rectiligne sur une longueur égale à au moins trois fois sa largeur (si la longueur du tronçon est limitée, la section de mesure sera placée au tiers aval), de section et de pente constantes ;
-
le lit et...
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Écoulement de liquide à surface libre
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PUECHBERTY (R.), PERRET (C.), POLIGOT-PITSCH (S.) coord - Charte Qualité de l'Hydrométrie – Guide de bonnes pratiques. - Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer, 83 p. (disponible en ligne) (2017).
-
(2) - World Meteorological Organization - Manual on Stream Gauging. - (WMO 1044, disponible en ligne) (2010).
-
(3) - Organisation météorologique mondiale - Règlement technique. - Volume III, hydrologie (OMM – N° 49, disponible en ligne) (2006).
-
(4) - LE COZ (J.), CAMENEN (B.), DRAMAIS (G.), FERRY (M.), ROSIQUE (J.L.), RIBOT-BRUNO (J.) - Contrôle des débits réglementaires. - Application de l'article L. 214-18 du Code de l'environnement. Eds. Onema/Irstea, 128 p. (disponible en ligne) (2011).
-
(5) - LE COZ (J.), PIERREFEU (G.), SAYSSET (G.), BROCHOT (J.F.), MARCHAND (P.) - Mesures hydrologiques par profileurs Doppler ADCP. - Eds. Quae, 164 p. (2008).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Field acceptance tests to determine the hydraulic performance of hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines. - IEC 60041 - 1991
-
Hydrométrie – Méthodes d'exploration du champ des vitesses à l'aide de moulinets – Recueil et traitement des données pour la détermination des incertitudes de mesurage du débit. - ISO 1088 - 2007
-
Mesure de débit d'eau propre dans les conduites fermées – Méthode d'exploration du champ des vitesses dans les conduites en charge et dans le cas d'un écoulement régulier, au moyen de moulinets. - ISO 3354 - 2008
-
Mesure du débit des fluides dans les conduites fermées – Méthode d'exploration du champ des vitesses au moyen de tubes de Pitot doubles. - ISO 3966 - 2008
-
Hydrométrie – Profils Doppler acoustiques – Méthode et application pour le mesurage du débit en conduites ouvertes. - ISO/TR 24578 - 2012
-
Hydrométrie – Mesurage du débit des liquides dans les canaux découverts au moyen de moulinets ou de flotteurs. - NF EN ISO 748 - 2009
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