Les touches labyrinthe, à crête large, à crête pointue, de piano et composées sont des types de ?
seuil
* Étant donné qu'un déversoir augmente généralement la teneur en oxygène de l'eau lorsqu'elle passe au-dessus de la crête, un déversoir peut avoir un effet néfaste sur l'écologie locale d'un système fluvial. Un seuil réduira artificiellement la vitesse de l’eau en amont, ce qui peut entraîner une augmentation de l’envasement (dépôt de fines particules de limon et d’argile sur le fond d’une rivière). Un déversoir à large crête est une structure à crête plate, avec une crête longue par rapport à l'épaisseur de l'écoulement. Lorsque la crête est « large », les lignes de courant deviennent parallèles au inversé de la crête et la répartition de la pression au-dessus de la crête est hydrostatique. Les caractéristiques hydrauliques des seuils à large crête ont été étudiées aux XIXe et XXe siècles. L'expérience pratique a montré que le trop-plein du déversoir est affecté par les conditions d'écoulement en amont et par le déversoir. Pour réduire les risques liés aux grandes inondations, EDF a équipé certains de ses seuils de crêtes en forme de touches de piano. Cette conception permet l’évacuation d’un grand débit d’eau excédentaire en cas de crue extrême.
Un déversoir est une barrière traversant une rivière conçue pour modifier ses caractéristiques d'écoulement. Dans la plupart des cas, les déversoirs prennent la forme d’obstacles plus petits que la plupart des barrages conventionnels, regroupant l’eau derrière eux tout en lui permettant de s’écouler régulièrement au-dessus de leur sommet. Les déversoirs sont couramment utilisés pour modifier le débit des rivières afin de prévenir les inondations, de mesurer le débit et de contribuer à rendre les rivières navigables. Les déversoirs sont également utilisés dans l'étude des salmonidés qui reviennent.

Fonction

Un déversoir peut être utilisé pour maintenir le profil vertical d'un ruisseau ou d'un canal, et est alors communément appelé stabilisateur de pente, comme le déversoir de Duffield, Derbyshire, Angleterre, Royaume-Uni.

La crête d'un déversoir de trop-plein sur un grand barrage est souvent appelée déversoir.

Les déversoirs, appelés barrages-barrières à faible chute dans ce contexte, sont utilisés pour lutter contre la lamproie marine envahissante dans les Grands Lacs. Ils servent de barrière pour empêcher la recolonisation par la lamproie au-dessus du déversoir, réduisant ainsi la zone à traiter avec du lampricide et fournissant un point pratique pour mesurer le débit d'eau (pour calculer la quantité de produit chimique à appliquer).

Les étangs de moulin fournissent à un moulin à eau l'énergie dont il a besoin, en utilisant la différence de niveau d'eau au-dessus et en dessous du déversoir pour fournir l'énergie nécessaire.

Mesure de flux

Les déversoirs offrent aux hydrologues et aux ingénieurs une méthode simple pour mesurer le débit volumétrique dans les cours d'eau de petite à moyenne taille ou dans les sites de rejets industriels. Puisque la géométrie du sommet du déversoir est connue et que toute l’eau s’écoule par-dessus le déversoir, la profondeur de l’eau derrière le déversoir peut être convertie en débit. Le calcul repose sur le fait que le fluide traversera la profondeur critique du régime d'écoulement à proximité de la crête du déversoir. Si l’eau n’est pas évacuée du déversoir, la mesure du débit peut être compliquée, voire impossible.

La décharge peut être résumée comme suit :

Q = C L H^n

Où
* Q est le débit du fluide
* C est une constante pour la structure
* L est la largeur de la crête
* H est la hauteur de la chute d'eau au-dessus de la crête
* n varie selon la structure (par exemple 3/2 pour un déversoir horizontal, 5/2 pour un déversoir à encoche en V)

Lorsqu'il est utilisé pour la mesure du débit, il est important que la crête du déversoir soit exempte de rouille ou d'entailles. Quelle que soit la forme de rugosité, le déversoir rejettera plus d'eau que ce qui est indiqué par les équations ou les tableaux de débit standard. L'air doit également circuler librement sous la nappe, car des erreurs de débit pouvant atteindre 25 % peuvent se produire si la nappe n'est pas suffisamment ventilée.

Désavantages

* Étant donné qu'un déversoir augmente généralement la teneur en oxygène de l'eau lorsqu'elle passe au-dessus de la crête, un déversoir peut avoir un effet néfaste sur l'écologie locale d'un système fluvial. Un seuil réduira artificiellement la vitesse de l’eau en amont, ce qui peut entraîner une augmentation de l’envasement (dépôt de fines particules de limon et d’argile sur le fond d’une rivière).
* Les déversoirs peuvent également avoir un effet sur la faune locale. Bien qu'il soit facile pour certains poissons de sauter par-dessus une fascine, d'autres espèces ou certains stades de vie de la même espèce peuvent être bloqués par les fascines en raison de vitesses de nage relativement lentes ou de caractéristiques comportementales. Les échelles à poissons permettent aux poissons de passer entre les niveaux d'eau.
* Même si l'eau autour des déversoirs peut souvent sembler relativement calme, ils peuvent être des endroits extrêmement dangereux pour faire du bateau, nager ou patauger, car les modèles de circulation du côté aval, généralement appelés sauts hydrauliques, peuvent submerger une personne indéfiniment. Ce phénomène est si bien connu des canoéistes, kayakistes et autres personnes qui passent du temps sur les rivières qu'ils ont même un nom triste pour les déversoirs : « machines à noyade ».
* Le déversoir peut devenir un point où les déchets et autres débris s'accumulent. Cependant, une passerelle au-dessus du déversoir sera probablement utile pour éliminer les débris flottants piégés par le déversoir, ou pour y travailler des barrages et des écluses lorsque le débit change. Ceci est également parfois utilisé comme point de passage piétonnier pratique pour la rivière.

Les types

Il existe plusieurs types de déversoirs. Un déversoir peut être une simple plaque de métal percée d’une encoche en V, ou il peut s’agir d’une structure en béton et en acier traversant le lit d’une rivière. Un déversoir qui provoque un changement important du niveau d’eau derrière lui, par rapport à l’erreur inhérente à la méthode de mesure de la profondeur, donnera une indication précise du débit. Certains barrages sont utilisés comme ponts sur lesquels les gens peuvent se promener.

Déversoir labyrinthe

Un déversoir labyrinthe utilise une géométrie de paroi de déversoir de forme trapézoïdale (vue en plan) pour augmenter la longueur du déversoir. Ce sont des structures polyvalentes et peuvent être modifiées pour s’adapter à de nombreuses applications.

Déversoir à large crête

Un déversoir à large crête est une structure à crête plate, avec une crête longue par rapport à l'épaisseur de l'écoulement. Lorsque la crête est « large », les lignes de courant deviennent parallèles au inversé de la crête et la répartition de la pression au-dessus de la crête est hydrostatique. Les caractéristiques hydrauliques des seuils à large crête ont été étudiées aux XIXe et XXe siècles. L'expérience pratique a montré que le trop-plein du déversoir est affecté par les conditions d'écoulement en amont et par le déversoir.

Déversoir à crête pointue (déversoir du Fayoum)

Un déversoir à crête pointue permet à l'eau de s'écouler proprement du déversoir. Les déversoirs à crête pointue sont généralement des plaques métalliques plus minces. Les déversoirs à crête pointue se présentent sous de nombreuses formes et styles différents, tels que les déversoirs rectangulaires (avec et sans contractions d'extrémité), à encoche en V et Cipoletti. Dans des conditions contrôlées, les déversoirs à crêtes pointues peuvent présenter des précisions allant jusqu'à +/-2 %, bien que dans des conditions de terrain, il ne faut pas s'attendre à des précisions supérieures à +/-5 %.

La crête d'un déversoir à crête pointue ne doit pas être plus épaisse que pour garantir que la nappe ressort clairement de la crête du déversoir. Lorsque la plaque du déversoir est plus épaisse que , la face aval du déversoir doit être biseautée.

Déversoir à touches de piano (PKW)

Pour réduire les risques liés aux grandes inondations, EDF a équipé certains de ses seuils de crêtes en forme de touches de piano. Cette conception permet l’évacuation d’un grand débit d’eau excédentaire en cas de crue extrême.

Déversoir composé

Les déversoirs à crête pointue peuvent être regroupés en trois groupes géométriques : a) le déversoir rectangulaire, b) l'encoche en V ou triangulaire, et c) les encoches spéciales, telles que les déversoirs trapézoïdaux, circulaires ou paraboliques. Pour une mesure précise du débit sur une plage plus large de débits, un déversoir composé combine deux types ou plus - généralement un déversoir à encoche en V avec un déversoir rectangulaire.

Ces déversoirs sont une combinaison d'un déversoir à encoche en V et d'un déversoir rectangulaire et sont disponibles pour une insertion dans des tuyaux de 6 à - avec des adaptateurs secondaires disponibles pour des tuyaux de plus grandes tailles. Les déversoirs sont destinés à mesurer au maximum 35 % de la capacité d'écoulement du canal ouvert de la conduite.

Déversoir à encoche en V

Le déversoir à encoche en V est une section de canal triangulaire, utilisée pour mesurer de petites valeurs de débit. Le bord supérieur de la section est toujours au-dessus du niveau de l'eau, le canal est donc toujours triangulaire, ce qui simplifie le calcul de la surface de la section transversale. Les déversoirs à encoches en V sont préférés pour les faibles débits, car la hauteur au-dessus de la crête du déversoir est plus sensible aux changements de débit que les déversoirs rectangulaires, par exemple le déversoir Rehbock. Dans des conditions de laboratoire, les déversoirs à encoches en V atteignent généralement des précisions de 2 % à 5 %, tandis que des précisions sur le terrain peuvent être attendues de 5 % à 15 %.

Les déversoirs à encoche en V sont dimensionnés entre 22-1/2° et 120°, avec 22-1/2°, 30°, 45°, 60°, 90° et 120° comme incréments de taille courants - bien que le débit soit libre. des équations peuvent être développées à partir d’une équation universelle pour les déversoirs à encoche en V de 25° à 120°.

Fond de déversoir à crête pointue

Le déversoir à encoche en V est un type de déversoir à crête pointue pour lequel des informations générales sont données dans Mesure du débit en canal ouvert 1. Des informations générales supplémentaires sur le déversoir à crête pointue sont données dans cette section, puis les équations du déversoir à encoche en V sont discutées dans les deux sections suivantes. Le diagramme de gauche montre certains paramètres et la terminologie utilisés avec un déversoir à crête pointue pour la mesure du débit en canal ouvert.

La crête du déversoir est le sommet du déversoir. Pour un déversoir à encoche en V, c'est le point de l'encoche, qui est le point le plus bas de l'ouverture du déversoir. Le terme nappe est utilisé pour désigner la nappe d'eau qui s'écoule sur le déversoir. Les équations permettant de mesurer le débit dans cet article nécessitent un écoulement libre, qui a lieu lorsqu'il y a de l'air sous la nappe. Le rabattement est la diminution du niveau d’eau passant au-dessus du déversoir due à l’accélération de l’eau. La tête au-dessus du déversoir est représentée par H dans le diagramme ; la hauteur de la crête du déversoir est indiquée par P ; et le débit ou le débit du canal ouvert est indiqué par Q.

Équation de déversoir à encoche en V entièrement contractée, à 90 degrés

L'équation recommandée par le Bureau of Reclamation dans son manuel de mesure de l'eau, à utiliser avec un déversoir à crête pointue, entièrement contracté, à 90°, avec encoche en V, avec des conditions d'écoulement libre et 0,2 pied Q = 2,49H^{2,48}
Où
*Q est le débit en cfs, et
*H est la tête au-dessus du barrage en pieds.

Les conditions pour que le déversoir à encoche v soit entièrement contracté sont P > 2H_{max}, S > 2H_{max}.

Le diagramme de gauche montre les paramètres H, P, θ et S pour un déversoir à encoches en V utilisé pour la mesure du débit en canal ouvert.

Équation du déversoir à encoche en V pour des angles d'encoche autres que 90 degrés

Pour les angles d'entaille autres que 90°, l'équation de Kindsvater-Carter, telle qu'indiquée ci-dessous, du Bureau of Reclamation, Water Measurement Manual, doit être utilisée. Cette équation est :
Q = 4,28 C_{e} \tan{\left(\frac{\theta}{2}\right)}(H + k)^{5/2}
Où
* Q et H sont tels que définis précédemment, y compris les unités
* θ est l'angle de l'encoche v
*C_{e} est le coefficient de décharge effectif
*k est un facteur de correction de tête
Le diagramme de gauche est un graphique de C_{e} en fonction de l'angle d'entaille, θ, et le diagramme de droite donne k en fonction de θ.

Un déversoir à encoche en V est simplement une « encoche en V » dans une plaque placée de manière à obstruer l'écoulement d'un canal ouvert, provoquant l'écoulement de l'eau par l'encoche en V. Il est utilisé pour mesurer le débit d'eau dans le canal, en mesurant la hauteur d'eau au-dessus de la crête de l'encoche en V. Le déversoir à encoche en V est particulièrement adapté à la mesure d'un faible débit, car la zone d'écoulement diminue rapidement à mesure que la hauteur au-dessus de l'encoche en V devient petite.

Déversoir à perte d'énergie minimale

Le concept de structure à perte d'énergie minimale (MEL) a été développé par Gordon McKay en 1971. La première structure MEL était le système de voies navigables pluviales de Redcliffe, également appelé émissaire de drainage Humpybong Creek, achevé en 1960 dans la péninsule de Redcliffe dans le Queensland, en Australie. Il s'agissait d'un déversoir MEL agissant comme une entrée de chute profilée suivi d'un ponceau de 137 m de long se déversant dans l'océan Pacifique. Le déversoir a été conçu pour empêcher le sable de plage d'être emporté et d'étouffer le ponceau, ainsi que pour empêcher l'intrusion de sel dans le ruisseau Humpybong sans afflux (montée du niveau d'eau du côté amont d'un obstacle). La structure est toujours utilisée et a subi des crues supérieures au débit de conception dans plusieurs cas sans inondation (McKay 1970, Chanson 2007).

Le concept du déversoir à perte d'énergie minimale (MEL) a été développé pour évacuer les grandes crues avec un minimum de perte et d'afflux d'énergie et une hauteur d'eau totale presque constante le long du cours d'eau. L'écoulement dans le canal d'approche est contracté à travers une goulotte profilée et la largeur du canal est minimale au pied de la goulotte, juste avant d'empiéter sur le canal naturel en aval. L'entrée et la goulotte sont rationalisées pour éviter des pertes de forme importantes et le débit peut être critique depuis la lèvre d'entrée jusqu'au pied de la goulotte au débit de conception. Les déversoirs MEL ont été conçus spécifiquement pour les situations où le bassin versant de la rivière est caractérisé par des pluies torrentielles et par une très faible pente du lit. Le premier grand déversoir MEL était le déversoir de Clermont (Qld, Australie 1963), si l'on ne compte pas le petit déversoir de contrôle à l'entrée du ponceau de Redcliffe. Le plus grand, Chinchilla Weir (Qld, Australie 1973), est répertorié comme « grand barrage » par la Commission internationale des grands barrages.