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Livre

Hydraulique appliquée : milieux, écoulements, aménagements

Résumé

Un panorama des bases techniques, des outils et des méthodes de calcul nécessaires aux travaux d'hydraulique en milieu urbain qu'ils soient souterrains, en surface ou encore en application d'énergie cinétique et mécanique. ©Electre 2018


  • Éditeur(s)
  • Date
    • DL 2018
  • Notes
    • Bibliogr. Index
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • 1 vol. (1093 p.) : ill. ; 24 cm
  • Collections
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 978-2-281-14204-4
  • Indice
    • 626 Constructions hydrauliques, canaux
  • Quatrième de couverture
    • Hydraulique appliquée

      Milieux, écoulements, aménagements

      Ce livre constitue un abrégé des fondements et des formulations hydrauliques usuelles, étendues aux matières connexes de l'hydrologie et de l'hydromorphologie.

      Chaque chapitre décrit de façon simple et homogène les contextes particuliers de l'hydraulique naturelle, souterraine, en surface, en obstacle, en aménagement, en réseau, en application d'énergie cinétique et mécanique. Les développements théoriques sortant du cadre d'application courante ont été réduits à l'essentiel.

      Conçu comme un instrument de travail et comportant plus de 700 schémas, cet ouvrage présente un condensé d'outils et de méthodes de calcul illustrés par de nombreux exemples concrets qui rendent effectifs les savoir-faire et les applications théoriques.

      Y sont présentées les connaissances utiles en situation de diagnostic, d'aménagement hydraulique, de conception de réseaux d'eau et d'assainissement, d'exploitation d'ouvrages, d'électropompage, d'aménagement de rivière et d'hydro-environnement.

      Cet ouvrage sera utile aux techniciens et ingénieurs - qu'ils soient maîtres d'ouvrage ou maîtres d'oeuvre -, pour la réalisation et l'exploitation d'adduction d'eau potable, la conception de réseaux d'assainissement, l'aménagement de rivières, etc.


  • Tables des matières
      • Hydraulique appliquée

      • Milieux, écoulements, aménagements

      • Régis Bourrier

      • Editions Le Moniteur

      • Sommaire5
      • Avant propos7
      • Liste des abréviations9
      • Liste des symboles13
      • Chapitre 1 Définitions et terminologies17
      • 1.1 Explicatives d'hydrostatique et d'hydrodynamique 17
      • 1.2 Caractéristiques hydrauliques essentielles 19
      • 1.2.1 Forces statiques, dynamiques et contraintes19
      • 1.2.1.1 Hydrostatique des fluides (l'eau non compressible) 19
      • 1.2.1.2 Dynamique des fluides (l'eau non compressible) 25
      • 1.2.2 Charge hydraulique, spécifique et moyenne27
      • 1.2.3 Forces de mouvement, d'inertie, de gravité28
      • 1.2.4 Rapport entre les forces33
      • 1.2.5 Ecoulements externes, couche limite, couche cisaillée39
      • 1.2.6 Descriptions, variations et lignes d'émission40
      • 1.2.7 Bilans de matière et d'énergie dans l'écoulement44
      • 1.2.8 Ligne d'énergie, ligne piézométrique47
      • 1.2.9 Equations et formulations générales49
      • 1.2.10 Charge hydraulique et ligne d'énergie54
      • 1.2.10.1 Théorème de Bernoulli 54
      • 1.2.10.2 Liens entre perte de charge, profil de vitesse et débit 59
      • 1.2.11 Energie hydraulique et cinétique d'une chute61
      • 1.2.12 Moment cinétique d'un point « matériel » en rotation62
      • 1.2.13 Effet ou forces centrifuge et centripète63
      • 1.2.14 Ecoulement oscillatoire naturel64
      • Chapitre 2 Hydrosphère et hydraulicité67
      • 2.1 Bilan hydrique du cycle de l'eau 67
      • 2.2 Quantification des flux d'eau en France 70
      • 2.3 Modélisation et typologie des modèles 72
      • 2.3.1 Modèles de représentation géographique74
      • 2.3.2 Modèles statistiques74
      • 2.3.3 Modèles mécanistes74
      • 2.3.4 Modèles conceptuels75
      • 2.3.5 Modèles globaux ou stochastiques75
      • 2.3.6 Modèles de propagation d'onde de crue75
      • 2.3.7 Modèles d'écoulements transitoires75
      • 2.3.8 Modèles de projets et de contrôles75
      • 2.4 Caractérisation hydraulique des milieux et des écoulements 76
      • 2.4.1 Topologie hydrologique et hydraulique76
      • 2.4.1.1 Hydro-écorégions 77
      • 2.4.1.2 Bassins versants 78
      • 2.4.1.3 Zones hydrographiques 79
      • 2.4.1.4 Caractéristiques des structures superficielles et des sols 79
      • 2.4.1.5 Facteurs d'érosion des sols 81
      • 2.4.2 Cartes topographiques hydrographiques et hydrologiques81
      • 2.4.3 Système d'information géographique (SIG)82
      • 2.4.4 Facteurs de prévention et de protection85
      • 2.5 Typologie des usages de l'eau et configurations 86
      • 2.5.1 Demande en eau86
      • 2.5.2 Répartition des usages de l'eau88
      • 2.5.2.1 Prélèvement global d'eau et consommation 88
      • 2.5.2.2 Usages de loisirs et de tourisme 89
      • 2.5.3 Interface d'hydrologie et d'hydraulique90
      • 2.5.4 Interface d'hydraulique fluviale et maritime90
      • 2.6 Hydraulicité et changement climatique 92
      • Chapitre 3 Écoulements naturels et superficiels93
      • 3.1 Pluviométrie et précipitations 93
      • 3.2 Données hydrologiques 94
      • 3.2.1 Pluie efficace, infiltration et évaporation95
      • 3.2.2 Évaporation et évapotranspiration97
      • 3.2.2.1 Evapotranspiration potentielle (ETP) 97
      • 3.2.2.2 Evaporation physique de référence (Et) 100
      • 3.2.2.3 Evapotranspiration réelle (ETR) 100
      • 3.2.2.4 Evaporation instantanée (Ej) 101
      • 3.2.3 Capacité d'infiltration102
      • 3.2.3.1 Loi d'infiltration de Holtan et Horton 103
      • 3.2.3.2 Décalage de la courbe d'infiltration par rapport au hyétogramme 107
      • 3.2.3.3 Stockage dépressionnaire 108
      • 3.2.4 Pluie nette d'écoulement109
      • 3.2.5 Intensité, durée, fréquence (IDF)110
      • 3.2.5.1 Formules IDF 112
      • 3.2.5.2 Formule exponentielle 112
      • 3.2.5.3 Formule homographique 116
      • 3.2.5.4 Formule homographique ajustée 117
      • 3.2.6 Construction des hyétogrammes118
      • 3.2.6.1 Modèle de pluie de projet de Desbordes 119
      • 3.2.6.2 Modèle de pluie de projet de Chocat 119
      • 3.2.6.3 Modèle de hyétogramme de Keiffer 120
      • 3.2.6.4 Modèle d'hydrogramme de crue fluviale 122
      • 3.3 Génération des débits maxima 122
      • 3.3.1 Transformation pluie-débit122
      • 3.3.1.1 Variabilité spatio-temporelle des composantes hydrologiques 122
      • 3.3.1.2 Temps de concentration 124
      • 3.3.1.3 Coefficient de ruissellement dans le temps 130
      • 3.3.2 Méthode rationnelle d'écoulements superficiels132
      • 3.3.2.1 Principes et formulations 132
      • 3.3.2.2 Utilisation de la méthode rationnelle à la génération du débit de pointe 139
      • 3.3.2.3 Utilisation de la méthode rationnelle à une pluie d'intensité variable 141
      • 3.3.3 Méthode du curve number ou SCS-CN142
      • 3.3.4 Méthode superficielle des écoulements149
      • 3.3.4.1 Equation de base 149
      • 3.3.4.2 Temps de concentration (t1 et t2) 149
      • 3.3.4.3 Formule générale d'expression du débit maximal 151
      • 3.3.4.4 Définition et influence des divers paramètres des formules superficielles 152
      • 3.3.4.5 Exemple d'application (assemblage en parallèle) 155
      • 3.3.4.6 Limites d'application 158
      • 3.3.5 Résolution des grands bassins versants158
      • 3.3.6 Méthode Socose162
      • 3.3.6.1 Principe de la méthode Socose 162
      • 3.3.6.2 Exemples d'applications comparées 165
      • 3.3.7 Méthode mécaniste167
      • 3.3.8 Méthode conceptuelle à réservoir168
      • 3.3.8.1 Modèle de réservoir linéaire 169
      • 3.3.8.2 Modèle à réservoirs linéaires en série 171
      • 3.3.8.3 Modèle à réservoir non linéaire 174
      • 3.3.9 Modèle de Muskingum176
      • 3.3.10 Modèle de Barré de Saint-Venant179
      • 3.3.1.1 Modèle distribué ou hortonien 180
      • 3.4 Exemple réel et calculs comparatifs 182
      • Chapitre 4 Rétention et maîtrise des écoulements187
      • 4.1 Méthodes de calcul des volumes à stocker 190
      • 4.1.1 Méthode rationnelle de rétention191
      • 4.1.2 Méthode « des pluies »193
      • 4.1.3 Méthode des volumes196
      • 4.1.3.1 Exemple (application et démonstration) 198
      • 4.1.3.2 Exemple d'estimation d'un volume de stockage à l'échelle parcellaire 199
      • 4.1.4 Méthode de l'hydrogramme de la formule rationnelle200
      • 4.1.4.1 Première hypothèse : tr < tc (fig. 4.9a) 200
      • 4.1.4.2 Deuxième hypothèse : tr = tc (fig. 4.9b) 200
      • 4.1.4.3 Troisième hypothèse : tr> tc (fig. 4.9c) 203
      • 4.1.5 Méthode des débits variables205
      • 4.1.6 Limites d'application et comparaison des méthodes206
      • 4.1.6.1 Cas d'utilisation de la formule exponentielle 207
      • 4.1.6.2 Cas d'utilisation de la formule homographique 207
      • 4.1.6.3 Cas particulier de plusieurs retenues en parallèle 207
      • 4.2 Dispositions conceptuelles des systèmes de rétention 209
      • 4.2.1 Rétentions diffuses210
      • 4.2.2 Rétentions diffuses en domaine privé213
      • 4.2.3 Rétentions diffuses généralisées214
      • 4.2.4 Noues, fossés et jardins d'eau217
      • 4.2.5 Toitures stockantes et toitures végétalisées219
      • 4.2.6 Structures réservoirs sous voiries et aux abords220
      • 4.2.6.1 Dispositif tampon de rétention au passage sous voirie 221
      • 4.2.6.2 Constitution de la structure réservoir 222
      • 4.2.6.3 Autres techniques adaptées aux espaces peu circulés 224
      • 4.3 Dispositions constructives des bassins 225
      • 4.4 Soutènement de retenue en palplanches ou quai béton 231
      • 4.3 Calcul des forces de pression d'un réservoir 234
      • Chapitre 5 Écoulements en milieux poreux239
      • 5.1 Nappes souterraines 239
      • 5.1.1 Nappes libres240
      • 5.1.2 Nappes littorales240
      • 5.1.3 Nappes phréatiques240
      • 5.1.4 Nappes perchées240
      • 5.1.5 Nappes fermées240
      • 5.1.6 Nappes captives241
      • 5.1.7 Nappes artésiennes241
      • 5.1.8 Nappes aquifères241
      • 5.1.9 Nappes karstiques241
      • 5.1.10 Nappes de craies242
      • 5.1.11 Nappes alluviales242
      • 5.1.12 Nappes profondes243
      • 5.1.13 Nappes fossiles243
      • 5.2 Sources d'eaux souterraines 243
      • 5.3 Ressources en eau 244
      • 5.3.1 Ressources disponibles244
      • 5.3.2 Ressources potentielles244
      • 5.3.3 Écogestion des ressources245
      • 5.3.3.1 Renforcement de la ressource 247
      • 5.3.3.2 Rechargement de nappe 247
      • 5.3.3.3 Réalimentation artificielle des nappes (RAN) 248
      • 5.3.3.4 Comportement des nappes 249
      • 5.4 Porosité et perméabilité 250
      • 5.4.1 Porosité250
      • 5.4.1.1 Porosité efficace ou porosité effective ? 251
      • 5.4.1.2 Porosité cinématique 252
      • 5.4.1.3 Porosité totale P1 252
      • 5.4.1.4 Porosité et granulométrie 253
      • 5.4.1.5 Coefficient d'emmagasinement S 254
      • 5.4.1.6 Transmissivité T 254
      • 5.4.1.7 Diffusivité hydraulique (dh) 255
      • 5.4.1.8 Charge hydraulique en aquifère 255
      • 5.4.2 Perméabilité256
      • 5.5 Expérience de Darcy 257
      • 5.5.1 Loi d'écoulement souterrain257
      • 5.5.2 Conductivité hydraulique260
      • 5.5.3 Mesures de la perméabilité263
      • 5.5.4 Écoulement à travers les terrains perméables267
      • 5.5.5 Essais de perméabilité des sols271
      • 5.5.5.1 Essai de type Porchet 273
      • 5.5.5.2 Essai Matsuo 275
      • 5.5.5.3 Essai Lefranc 276
      • 5.3.3.4 Essai Nasberg 277
      • 5.5.5.5 Essai « double anneau » 278
      • 5.6 Condition d'écoulement des nappes en surface 279
      • 5.7 Conditions de captage des eaux souterraines 282
      • 5.7.1 Ouvrages sur champs captants282
      • 5.7.2 Débitance d'une galerie drainante282
      • 5.7.3 Débitance d'un puits captant285
      • 5.7.4 Débitance comparée d'un puits et d'une galerie288
      • 5.7.5 Débitance d'un puits artésien289
      • 5.7.6 Débitance d'une ligne de puits290
      • 5.7.7 Débitance d'une tranchée drainante292
      • 5.7.8 Débitance d'un captage à tranchées rayonnantes292
      • 5.7.9 Débitance d'un captage à drains rayonnants293
      • 5.7.10 Débitance d'une nappe littorale295
      • 5.7.11 Débitance dans les milieux fissurés297
      • 5.8 Appréciation de la puissance d'une nappe 297
      • 5.8.1 Effets d'un prélèvement sur un gisement aquifère297
      • 5.8.2 Effets du tarissement de nappes302
      • 5.8.3 Comportement dynamique304
      • 5.8.4 Calcul du stock d'eau305
      • 5.8.5 Actions sur les aquifères305
      • 5.8.5.1 Construction de petits barrages 306
      • 5.8.3.2 Création de canaux d'irrigation et dérivation de cours d'eau 306
      • 5.8.3.3 Périmètres de protection 306
      • 5.8.3.4 Dimensionnement des zones de protection des captages 308
      • 5.8.5.3 Périmètres de protection des prélèvements en eau de surface 312
      • 5.9 Ouvrages de captage 313
      • 5.9.1 Puits de captage313
      • 5.9.2 Puits à drains rayonnants313
      • 5.9.3 Prises d'eau par captage de source316
      • 5.9.4 Prises d'eau dans les nappes profondes318
      • 5.9.5 Prises d'eau par forage individuel322
      • 5.9.6 Prises d'eau dans les plaines alluviales et les rivières322
      • 5.10 Modélisation hydrogéologique des systèmes aquifères 323
      • 5.10.1 Principes et domaines d'application323
      • 5.10.2 Méthode de transfert hydrogéologique323
      • 5.10.3 Modèles d'écoulement hydrogéologique324
      • 5.10.4 Modèles de distribution en milieu aquifère325
      • 5.10.5 Modèles de discrétisation spatiale326
      • 5.10.6 Modèles hydrophysiographiques327
      • 5.10.6.1 Fonction de discrétisation spatiale 328
      • 5.10.6.2 Fonction de production 328
      • 5.10.6.3 Fonction de transfert 329
      • Chapitre 6 Écoulement à surface libre333
      • 6.1 Écoulements superficiels 333
      • 6.1.1 Ruisseaux, rivières et fleuves334
      • 6.1.2 Plans d'eau, lacs, étangs, réservoirs334
      • 6.2 Caractéristiques physiques spatiales 334
      • 6.2.1 Caractéristiques physiques longitudinales335
      • 6.2.2 Caractéristiques physiques transversales336
      • 6.3 Caractéristiques hydriques d'un bassin hydrologique 340
      • 6.3.1 Coefficient d'écoulement340
      • 6.3.1.1 Coefficient d'écoulement apparent (Ce) 340
      • 6.3.1.2 Coefficient d'écoulement réel (Cr) 341
      • 6.3.1.3 Déficit d'écoulement (De) 341
      • 6.3.2 Ecrêtement des crues342
      • 6.3.3 Soutien d'étiage343
      • 6.3.4 Caractéristiques hydrologiques et hydrographiques344
      • 6.3.4.1 Estimation statique des débits 345
      • 6.3.4.2 Courbe des débits caractéristiques 346
      • 6.4 Caractéristiques hydrauliques des régimes d'écoulement 349
      • 6.4.1 Définitions et principes hydrauliques349
      • 6.4.2 Relations hydrauliques des écoulements à surface libre350
      • 6.4.3 Régime uniforme et permanent357
      • 6.4.3.1 Canal de section rectangulaire 358
      • 6.4.3.2 Canaux de section trapézoïdale 360
      • 6.4.3.3 Canal de section triangulaire 363
      • 6.4.3.4 Canal à section circulaire 363
      • 6.4.3.5 Canaux larges ou lames d'eau 364
      • 6.4.3.6 Canaux naturels et rivières 365
      • 6.4.4 Régime d'écoulement varié367
      • 6.4.4.1 Variabilité dans le temps et dans l'espace 367
      • 6.4.4.2 Célérité de l'onde de gravité 368
      • 6.4.4.3 Célérité à l'embouchure des fleuves 371
      • 6.4.4.4 Interprétation de la variation d'écoulement 373
      • 6.4.4.5 Interprétation de la pente critique 373
      • 6.4.4.6 Autre interprétation du régime critique 374
      • 6.4.4.7 Influence de la pente sur le régime d'écoulement 377
      • 6.4.4.8 Influence des singularités sur les lignes d'eau 379
      • 6.4.4.9 Influence des vitesses et des pressions 381
      • 6.4.4.10 Influence des frottements 383
      • 6.4.5 Régime non uniforme et permanent385
      • 6.4.6 Régime dynamique non uniforme393
      • 6.4.7 Régime graduellement varié395
      • 6.4.8 Régime brusquement varié401
      • 6.4.8.1 Ressaut hydraulique 401
      • 6.4.8.2 Classification des ressauts 405
      • 6.4.8.3 Différentes courbes de remous 409
      • 6.4.8.4 Conjugaison des courbes de remous 413
      • 6.4.8.5 Changements de régime 419
      • 6.4.9 Régime non uniforme et non permanent421
      • 6.4.9.1 Variation de l'écoulement dans l'espace-temps 421
      • 6.4.9.2 Régime d'écoulement transitoire 422
      • 6.4.9.3 Propagation d'une onde de crue en rivière 428
      • 6.4.9.4 Propagation simple de l'onde cinématique 431
      • 6.4.9.5 Résolution du système : espace-temps de Muskingum 432
      • Chapitre 7 Écoulements libres sur obstacles ou aménagements439
      • 7.1 Méandres de rivière 439
      • 7.2 Écoulement à l'approche d'une chute 441
      • 7.3 Passage d'un plan d'eau à un canal 442
      • 7.4 Prises d'eau en rivière et plan d'eau 443
      • 7.5 Écoulements d'étiage et de montée de crue sur lit de dunes 445
      • 7.6 Écoulements avec frottements le long du lit 448
      • 7.7 Écoulement à travers un rétrécissement 449
      • 7.8 Écoulement de laves torrentielles 452
      • 7.9 Écoulement au-dessus d'une marche-seuil 452
      • 7.10 Écoulement au-dessus d'un obstacle bas 456
      • 7.11 Seuil et déversoir 460
      • 7.11.1 Détermination de la perte d'énergie461
      • 7.11.2 Seuils et déversement461
      • 7.12 Torrent en escalier hydraulique 464
      • 7.13 Vannes de fond ou de demi-fond 465
      • 7.14 Passage d'une transition réservoir-canal 469
      • Chapitre 8 Métrologie des écoulements à surface libre471
      • 8.1 Mesures des vitesses d'écoulement 471
      • 8.2 Mesures de niveau 474
      • 8.2.1 Mesures de niveau par échelles limnimétriques474
      • 8.2.2 Mesures de niveau par ultrasons474
      • 8.2.3 Mesures de niveau par effet de la pression476
      • 8.3 Mesures de débit 477
      • 8.3.1 Mesures de débit par courbe d'étalonnage477
      • 8.3.2 Mesures de débit sur section de contrôle479
      • 8.3.3 Mesures de débit en sortie d'orifice483
      • 8.3.4 Mesures de débit à l'aide d'un traceur484
      • 8.3.5 Mesures du débit de débordement en rivière, estuaire et bathymétrie485
      • 8.4 Critères d'ajustement entre valeurs mesurées et simulées 486
      • Chapitre 9 Ouvrages d'art et aménagements hydrauliques487
      • 9.1 Canaux de navigation et ouvrages connexes 487
      • 9.1.1 Écluse488
      • 9.1.2 Ascenseurs à bateaux, escalier hydraulique et plans inclinés491
      • 9.2 Canaux d'adduction et d'irrigation 492
      • 9.3 Barrages et digues 494
      • 9.3.1 Dispositions constructives494
      • 9.3.2 Approche géotechnique de la tenue des berges498
      • 9.4 Quais et appontements 502
      • 9.3 Traversées et passages hydrauliques 503
      • 9.5.1 Passages inférieurs en portique ouvert (PIPO)503
      • 9.5.2 Passages en voûtes504
      • 9.5.3 Ponceaux505
      • 9.5.4 Autres ouvrages hydrauliques506
      • 9.5.5 Dalots et conduits rectangulaires508
      • 9.5.6 Conduit d'écoulement diphasique ou aéré511
      • Chapitre 10 Écoulements des débits solides et décantation513
      • 10.1 Évolution des transports solides et des dépôts 513
      • 10.1.1 Contexte données et résultats513
      • 10.1.2 Loi hydrodynamique du transport517
      • 10.1.3 Loi de transport solide518
      • 10.1.4 Loi de conservation des sédiments520
      • 10.1.5 Loi de chargement520
      • 10.2 Conception des ouvrages de décantation 522
      • 10.3 Principe de la décantation statique 525
      • 10.3.1 Mécanisme de la décantation525
      • 10.3.2 Décantation statique circulaire531
      • 10.3.3 Décanteur longitudinal en sortie de milieu agraire533
      • 10.3.4 Décantation lamellaire536
      • 10.3.4.1 Calcul de la décantation lamellaire 536
      • 10.3.4.2 Caractéristiques dimensionnelles - exemple d'un ouvrage en service 543
      • 10.3.5 Séparation par centrifugation543
      • 10.3.6 Décantation tourbillonnaire546
      • Chapitre 11 Amenées d'eaux gravitaires547
      • 11.1 Amenée d'eau gravitaire 547
      • 11.1.1 Perte de charge, débit, vitesse548
      • 11.1.2 Conception d'un canal551
      • 11.1.2.1 Forces tractrices critiques 552
      • 11.1.2.2 Courants tractifs 556
      • 11.1.2.3 Courants fortement chargés de solides 557
      • 11.1.2.4 Loi de décantation ou de déplacement des particules 557
      • 11.1.3 Contraintes d'amenée d'eau canalisée559
      • 11.2 Adduction à variation d'écoulements 562
      • 11.2.1 Application de la méthode de Muskingum562
      • 11.2.2 Application en cas de section circulaire563
      • 11.2.3 Application au cas d'une section rectangulaire564
      • Chapitre 12 Écoulements en canalisations567
      • 12.1 Charge, ligne de charge et perte de charge 567
      • 12.1.1 Principes et définitions567
      • 12.1.2 Pertes de charge en conduites570
      • 12.1.2.1 Pertes de charge linéaires 570
      • 12.1.2.2 Pertes de charge singulières 575
      • 12.2 Conduites en série et en parallèle 577
      • 12.2.1 Éléments de conduites en série577
      • 12.2.2 Eléments de conduites en parallèle578
      • 12.3 Écoulements en réseau 580
      • 12.3.1 Écoulement libre uniforme en canalisation580
      • 12.3.2 Écoulement permanent non uniforme587
      • 12.3.2.1 Écoulement libre ralenti par l'aval 588
      • 12.3.2.2 Écoulement en charge 589
      • 12.3.2.3 Application du diagramme de Moody 591
      • 12.3.3 Écoulement semi-permanent et non uniforme592
      • 12.3.3.1 Méthode heuristique de mise en charge aléatoire 592
      • 12.3.4 Écoulement transitoire595
      • 12.3.4.1 Méthode de Muskingum appliquée aux canalisations 595
      • 12.3.4.2 Application des équations de Barré de Saint-Venant 597
      • 12.3.5 Écoulement en conduites sous pression599
      • 12.3.6 Écoulement sur des singularités599
      • 12.3.7 Écoulement à travers un regard600
      • 12.3.8 Écoulement dans les éléments de canalisation601
      • 12.3.9 Écoulement sur les jonctions606
      • 12.3.10 Écoulement sur les bifurcations et dérivations607
      • 12.3.11 Écoulement en chutes sur seuil bas607
      • 12.3.12 Écoulement dans les siphons608
      • 12.3.12.1 Perte de charge dans deux passages inversés 608
      • 12.3.12.2 Ecoulement à travers les grilles 612
      • 12.3.12.3 Écoulement à travers les caniveaux à grilles et avaloirs 613
      • 12.3.13 Écoulement à travers les orifices613
      • 12.3.14 Écoulement sur les seuils déversoirs617
      • 12.3.14.1 Déversoir frontal droit 617
      • 12.3.14.2 Déversoir frontal à échancrure 620
      • 12.3.14.3 Déversoir frontal trapézoïdal ou triangulaire 621
      • 12.3.14.4 Déversoir frontal circulaire 622
      • 12.3.14.5 Déversoir en puits à seuil circulaire 623
      • 12.3.14.6 Déversoir à crête oblique 623
      • 12.3.14.7 Déversoir frontal sur ouvrage d'assainissement pluvial ou unitaire 623
      • 12.3.14.8 Déversement sur seuil latéral 624
      • 12.3.14.9 Déversoir à double seuil latéral 630
      • 12.3.14.10 Déversement en fond de radier 630
      • 12.3.14.11 Déversement dans l'ouverture du radier 631
      • 12.3.14.12 Déversoir à orifice parabolique dit « Leapring Weir » 632
      • 12.3.14.13 Déversoir à effet vortex 634
      • 12.3.14.14 Déversoir siphoïde 634
      • 12.3.14.15 Déversoir à vannage 636
      • 12.3.14.16 Déversoir à évacuation retardée et prolongée 637
      • 12.3.14.17 Déversoir avec seuil à effacement 641
      • Chapitre 13 Éléments constitutifs des réseaux et des ouvrages643
      • 13.1 Canalisations et accessoires 645
      • 13.1.1 Types de canalisations645
      • 13.1.1.1 Tuyaux et raccords en cuivre 645
      • 13.1.1.2 Tuyaux en acier 646
      • 13.1.1.3 Tuyaux en béton non armé à section circulaire 646
      • 13.1.1.4 Tuyaux en béton armé à section circulaire 647
      • 13.1.1.5 Tuyaux ovoïdes préfabriqués 649
      • 13.1.1.6 Tuyaux en béton fibré 650
      • 13.1.1.7 Tuyaux en grès 651
      • 13.1.1.8 Tuyaux en matière plastique 652
      • 13.1.1.9 Tuyaux et raccords en polychlorure de vinyle (PVC) 653
      • 13.1.1.10 Tuyaux en PRV 654
      • 13.1.1.11 Tuyaux et raccords en polypropylène 655
      • 13.1.1.12 Tuyaux et raccords en polyéthylène 655
      • 13.1.1.13 Tuyaux et raccords en fonte 656
      • 13.1.2 Appareillages connexes659
      • 13.1.2.1 Robinets et vannes de sectionnement 659
      • 13.1.2.2 Appareils de comptage 662
      • 13.1.2.3 Appareils de retenue : clapets 662
      • 13.1.2.4 Appareils de prises d'eau : crépines 663
      • 13.1.2.5 Appareils de lutte contre l'incendie et de lavage de crue 664
      • 13.1.2.6 Appareils de régulation 664
      • 13.1.2.7 Appareils de protection : purgeur et ventouse 665
      • 13.1.2.8 Bornes d'irrigation 668
      • 13.2 Ouvrages d'assainissement 668
      • 13.2.1 Branchements au réseau668
      • 13.2.1.1 Regards de façade et caniveaux 669
      • 13.2.1.2 Canalisations de branchement 670
      • 13.2.2 Ouvrages de collecte en surface671
      • 13.2.2.1 Noues, fossés, gargouilles et caniveaux 671
      • 13.2.2.2 Bouches d'engouffrement et caniveaux 671
      • 13.2.3 Ouvrages d'accès au réseau672
      • 13.2.3.1 Regards de visite 672
      • 13.2.4 Ouvrages annexes et accessoires675
      • 13.3 Rétention des flottants et protections 676
      • 13.3.1 Grilles et dégrilleurs676
      • 13.3.2 Débouchés de collecteurs678
      • 13.4 Passages en siphon spécifiques 681
      • 13.5 Réservoirs et châteaux d'eau 682
      • 13.5.1 Retenues et stockages d'eau brute683
      • 13.5.2 Réservoirs au sol685
      • 13.5.3 Réservoirs surélevés et châteaux d'eau687
      • 13.5.3.1 Description et choix 687
      • 13.5.3.2 Eléments constitutifs et équipements 688
      • 13.5.3.3 Capacité de stockage 690
      • 13.3 Fontaines et bassins d'agrément 693
      • Chapitre 14 Conception des réseaux d'assainissement695
      • 14.1 Réseaux d'eaux usées 695
      • 14.1.1 Évaluation des débits EU696
      • 14.1.2 Dimensionnement des tronçons de canalisations697
      • 14.1.3 Conditions d'autocurage700
      • 14.2 Réseaux d'eaux pluviales 702
      • 14.2.1 Caractéristique physiques703
      • 14.2.2 Données de base704
      • 14.2.3 Calcul par la méthode rationnelle704
      • 14.2.4 Calcul par la méthode superficielle705
      • 14.2.5 Conclusion sur l'application des méthodes proposées706
      • 14.3 Diagnostic de réseaux unitaires 715
      • 14.4 Réseaux équipés d'aéro-éjecteurs 719
      • 14.4.1 Schémas de distribution719
      • 14.4.2 Hauteur manométrique totale (HMT)722
      • 14.4.3 Réseau d'air comprimé722
      • 14.3 Réseaux sous vide 723
      • 14.5.1 Principe de fonctionnement723
      • 14.5.2 Calcul de la perte de pression726
      • 14.5.3 Calcul de la centrale727
      • 14.5.3.1 Pompes de refoulement 727
      • 14.5.3.2 Pompe à vide 728
      • 14.5.3.3 Cuve de stockage 728
      • Chapitre 15 Distribution en réseaux sous pression731
      • 15.1 Pressions admissives et de service 731
      • 15.2 Configuration des réseaux, ouvrages et organes associés 732
      • 15.2.1 Analyse de la structure732
      • 15.2.1.1 Schéma structurel 732
      • 15.2.1.2 Dimensionnement 734
      • 15.2.1.3 Approche hiérarchisée 734
      • 15.2.2 Prémodélisation et résolution du système736
      • 15.2.2.1 Données topologiques 736
      • 15.2.2.2 Inconnues et mises en équations 737
      • 15.2.3 Rappel des équations fondamentales740
      • 15.2.3.1 Equation du régime permanent et uniforme 740
      • 15.2.3.2 Equation de la perte de charge totale entre deux points 741
      • 15.2.3.3 Equation d'équilibre des débits 741
      • 15.2.3.4 Equation d'une maille 742
      • 15.3 Mode de calcul d'un réseau ramifié 742
      • 15.3.1 Calcul d'un diamètre connaissant le débit Q742
      • 15.3.2 Calcul d'une canalisation fournissant un débit en route743
      • 15.4 Méthodes de calcul des réseaux maillés 746
      • 15.4.1 Méthode « euristique » de calcul des réseaux maillés746
      • 15.4.2 Méthode itérative de Newton de calcul des réseaux maillés748
      • 15.4.3 Méthode de Hardy Cross du calcul des réseaux maillés750
      • 15.4.3.1 Exemple sur un réseau de deux mailles 752
      • 15.4.3.2 Exemple avec une maille considérée comme isolée 753
      • 15.4.3.3 Exemple numérique sur une maille adjacente 756
      • 15.4.3.4 Cas général de plusieurs mailles adjacentes 760
      • 15.4.3.5 Exemple de plusieurs mailles adjacentes 761
      • 15.4.4 Cas d'un service en route avec réservoirs765
      • 15.4.4.1 Cas de liaisons entre deux réservoirs 770
      • 15.4.4.2 Cas de configuration des trois réservoirs 770
      • 15.5 Méthode itérative de Newton-Raphson 771
      • 15.5.1 Ecoulement en charge771
      • 15.5.2 Ecoulement libre773
      • 15.6 Modèles de distribution des flux et pressions 773
      • 15.7 Modèle de calcul des régimes transitoires 777
      • 15.7.1 Système d'équations777
      • 15.7.1.1 Équation de Newton 777
      • 15.7.1.2 Équation de continuité 778
      • 15.7.1.3 Forces de frottement 779
      • 15.7.2 Méthode d'intégration du système d'équations779
      • 15.7.2.1 Méthode des caractéristiques 780
      • 15.7.2.2 Intégration numérique 781
      • 15.7.2.3 Conditions aux limites 782
      • Chapitre 16 Métrologie des écoulements canalisés787
      • 16.1 Mesures de pression 787
      • 16.1.1 Pression absolue et pression relative787
      • 16.1.2 Mesure par manomètre de pression788
      • 16.1.3 Mesure de niveaux par limnimètre à sonde piézorésistive788
      • 16.1.4 Mesure d'écoulement par limnimètre différentiel à couple de sonde789
      • 16.1.5 Mesure de niveaux par capteur à ultrasons790
      • 16.1.6 Mesure par un codeur limnimétrique à flotteur791
      • 16.2 Mesure de la vitesse d'écoulement 791
      • 16.2.1 Mesure par exploration du champ de vitesses791
      • 16.2.2 Mesure de la vitesse par capteur à ultrasons792
      • 16.2.3 Mesures sur cordes de vitesses par ultrasons793
      • 16.2.4 Mesure de la vitesse par effet Doppler794
      • 16.3 Mesures des débits 794
      • 16.3.1 Débitmètre à ultrasons sur conduite en charge794
      • 16.3.2 Débitmètre électromagnétique sur conduite en charge795
      • 16.3.3 Débitmètre à ultrasons dans un écoulement libre796
      • 16.3.4 Débitmètre à ultrasons au-dessus de l'écoulement796
      • 16.3.5 Débitmètre à canaux et seuils jaugeurs797
      • 16.3.6 Mesure du débit à l'aide d'un déversoir798
      • 16.3.7 Mesures du débit par comptage799
      • 16.3.8 Mesures par organe déprimogène800
      • 16.3.8.1 Cas du Venturi 801
      • 16.3.8.2 Cas du diaphragme 802
      • 16.3.9 Mesures du débit par rotamètre803
      • 16.3.10 Mesures par un réglet électronique immergé805
      • 16.3.11 Mesure du débit au fil de l'eau805
      • 16.3.12 Mesure du débit à l'aide d'un traceur807
      • 16.3.13 Mesure dans une bâche de pompage808
      • 16.3.14 Dispositifs débitmétriques amovibles808
      • 16.3.15 Débitmétrie d'un jet808
      • 16.4 L'adéquation de mesures à la simulation de débits 810
      • 16.5 Comparaisons entre les résultats de calculs et les mesures 811
      • Chapitre 17 Stations de pompage et équipements associés813
      • 17.1 Antécédents technologiques des machines hydrauliques 813
      • 17.2 Constituants des stations de pompage 814
      • 17.3 Typologie des pompes 817
      • 17.3.1 Pompes centrifuges817
      • 17.3.2 Pompes à hélices ou hélicoïdes818
      • 17.3.3 Pompes hélico-centrifuges822
      • 17.3.4 Pompes volumétriques822
      • 17.3.5 Pompes doseuses, pompes de chloration823
      • 17.3.6 Pompes mono et multicellulaires823
      • 17.3.7 Pompes de surface à axe horizontal824
      • 17.3.8 Motopompes immergées ou submersibles825
      • 17.4 Méthodologie de conception ou de contrôle fonctionnel 826
      • 17.4.1 Données sur les débits caractéristiques826
      • 17.4.2 Hauteur géométrique827
      • 17.4.3 Hauteur manométrique totale (HMT)828
      • 17.4.4 Détermination des caractéristiques de fonctionnement829
      • 17.4.4.1 Dimensionnement de la pompe 829
      • 17.4.4.2 Lignes de charge et piézométrique 830
      • 17.4.4.3 Volume de la bâche équipée d'une seule pompe 834
      • 17.4.4.4 Volume de la bâche équipée de deux pompes 837
      • 17.4.4.5 Volume de la bâche équipée de plusieurs pompes 842
      • 17.4.5 Calcul des puissances et des rendements845
      • 17.4.5.1 Préalables réglementaires sur les rendements 845
      • 17.4.5.2 Puissances électriques 846
      • 17.4.5.3 Puissance hydraulique Ph 850
      • 17.4.5.4 Hauteur d'aspiration et cavitation 851
      • 17.4.5.5 Pompe à vitesse variable spécifique 854
      • 17.4.5.6 Exemple de calcul pour un groupe de pompage 855
      • 17.4.5.7 Fonctionnement en cascade et simultané de plusieurs pompes 858
      • 17.5 Stations de pompage particulières 861
      • 17.5.1 Postes de crues861
      • 17.5.2 Pompage en ligne862
      • 17.5.3 Ensemble de pompage complexe863
      • 17.5.4 Poste de pompage « standard »866
      • 17.5.5 Relèvement à vis d'Archimède867
      • 17.5.6 Station de surpression869
      • 17.6 Pompages à énergie durable 870
      • 17.6.1 Eolienne de pompage870
      • 17.6.2 Aérogénérateur de pompage872
      • 17.6.3 Pompage à énergie solaire873
      • 17.6.4 Pompage par bélier hydraulique876
      • 17.6.5 Disposition de pompage-turbinage877
      • 17.7 Énergie hydroélectrique 878
      • 17.8 Énergie hydrolienne 880
      • Chapitre 18 Coup de bélier dans les conduites881
      • 18.1 Description du phénomène 881
      • 18.2 Équations du phénomène de coup de bélier 882
      • 18.3 Méthode des caractéristiques appliquée au coup de bélier 885
      • 18.4 Calculs de la célérité 886
      • 18.5 Calcul du coup de bélier en l'absence de pertes de charge 887
      • 18.5.1 Cas d'un arrêt brusque des pompes887
      • 18.5.2 Cas d'un arrêt progressif des pompes888
      • 18.5.3 Valeur de la dépression le long de la conduite889
      • 18.6 Prise en compte des pertes de charge 889
      • 18.7 Protection contre le coup de bélier 890
      • 18.7.1 Calcul avec cheminée ou réservoir d'air891
      • 18.7.2 Estimations des surpressions, dépressions et contraintes896
      • Chapitre 19 Modèle physique de reproduction de phénomène903
      • 19.1 Modèle de fonctionnement hydraulique 903
      • 19.2 Modèle physique de la sédimentation 904
      • 19.3 Lois de similitude 906
      • 19.3.1 Modèle d'écoulement à surface libre907
      • 19.4 Étalonnage du modèle 909
      • Chapitre 20 Exécution des travaux911
      • 20.1 Maîtrise d'ouvrage et maîtrise d'oeuvre 911
      • 20.1.1 Maître d'ouvrage911
      • 20.1.2 Maître d'oeuvre912
      • 20.1.3 Missions d'ingénierie913
      • 20.2 Élément de missions d'ingénierie 916
      • 20.2.1 Études préliminaires (EP)916
      • 20.2.2 Esquisse d'investigations (ESQ)917
      • 20.2.3 Enquêtes auprès des exploitants917
      • 20.2.4 Analyses des besoins et des contraintes918
      • 20.2.5 Étude des concepts d'avant-projet (AVP)918
      • 20.2.6 Solutions techniques et enquêtes919
      • 20.2.6.1 Solutions techniques standard (STS) 919
      • 20.2.6.2 Enquêtes et investigations de définition des contraintes 919
      • 20.2.6.3 Synthèse des données et cartographies 922
      • 20.2.6.4 Plan de prévision des risques (PPR) 922
      • 20.2.7 Études des solutions variantes924
      • 20.2.8 Avant-projet définitif (APD) ou (AVP)924
      • 20.2.9 Étude des ouvrages spéciaux et équipements particuliers925
      • 20.2.10 Spécifications, plans d'exécution et de synthèse, visa925
      • 20.2.11 Application de la charte qualité927
      • 20.2.12 Élaboration des pièces écrites927
      • 20.2.13 Coordination spatiale et ordonnancement928
      • 20.2.14 Modes de dévolution des travaux928
      • 20.2.14.1 Analyse des offres 928
      • 20.2.14.2 Passation du marché de travaux 929
      • 20.2.15 Direction de l'exécution des travaux930
      • 20.2.16 Gestion financière des travaux931
      • 20.2.17 Réception définitive des travaux932
      • 20.3 Amélioration de la qualité des études et des travaux 934
      • 20.3.1 Assistance à maîtrise d'ouvrage (AMO)934
      • 20.3.2 Normes de qualité dans les études et conseils934
      • 20.3.3 Charte qualité des chantiers935
      • 20.3.3.1 Préceptes de qualité 935
      • 20.3.3.2 Responsabilités des maîtres d'ouvrage et d'oeuvre 935
      • 20.3.3.3 Responsabilités des entreprises 935
      • 20.3.3.4 Plan d'assurance qualité (PAQ) 936
      • 20.3.3.5 Responsabilités des fabricants et fournisseurs 936
      • 20.3.3.6 Responsabilités des exploitants et gestionnaires 936
      • 20.3.4 Mission de suivi et audit des chantiers937
      • 20.3.5 Coordination sécurité et protection de la santé (CSPS)938
      • 20.3.5.1 Mission du SPS 938
      • 20.3.5.2 Sécurité, hygiène, environnement (SHE) 940
      • 20.3.5.3 Modalités d'établissement du plan général de coordination (PGC) 941
      • 20.3.5.4 Dossier d'intervention ultérieure sur l'ouvrage (DIUO) 941
      • 20.3.6 Plan de contrôle général des travaux (PCGT)942
      • 20.4 Logistique et organisation des chantiers 942
      • 20.4.1 Préparation et démarrage du chantier942
      • 20.4.1.1 interventions de l'organisme de contrôle 943
      • 20.4.1.2 Préparation du chantier 943
      • 20.4.1.3 Phase travaux 944
      • 20.4.2 Logistique d'approvisionnement et de travaux944
      • 20.4.2.1 Etude des flux d'activités 944
      • 20.4.2.2 Démarches préalables d'ouverture de chantier 945
      • 20.5 Installation de chantier et travaux préparatoires 946
      • 20.5.1 Plan des installations947
      • 20.5.2 Signalisation temporaire de chantier947
      • 20.5.3 Catégories de signalisation948
      • 20.5.3.1 Signalisation d'approche 948
      • 20.5.3.2 Signalisation de position 948
      • 20.5.3.3 Signalisation de prescription 948
      • 20.5.4 Signalisation des chantiers mobiles948
      • 20.5.5 Signalisation des personnes et des véhicules950
      • 20.5.6 Distances de sécurité950
      • 20.6 Conditions de réalisation des travaux 953
      • 20.6.1 Modes d'approvisionnement et conditionnement953
      • 20.6.2 Ajustement de la fréquence des livraisons953
      • 20.6.3 Manutention manuelle des charges953
      • 20.7 Démarrage et conduite des travaux 954
      • 20.8 Modalités d'exécution des ouvrages 955
      • 20.8.1 Conditions géotechniques955
      • 20.8.1.1 Principaux désordres 955
      • 20.8.1.2 Méthodologie de reconnaissance géotechnique 956
      • 20.8.2 Caractéristiques des sols960
      • 20.8.2.1 Masse volumique ou densité apparente 960
      • 20.8.2.2 Action des forces et déformations 960
      • 20.8.2.3 Contrainte et résistance au cisaillement 961
      • 20.8.2.4 Compacité, porosité et teneur en eau 962
      • 20.8.2.5 État des sols - Limites d'Atterberg 962
      • 20.8.2.6 Indice de plasticité 963
      • 20.8.2.7 Indice de consistance 964
      • 20.8.2.8 Indice de liquidité 964
      • 20.8.2.9 Estimation de la fraction argileuse 965
      • 20.8.2.10 Classification LCPC et USCS 965
      • 20.8.3 Protection et renaturation des cours d'eau966
      • 20.8.4 Travaux de protection contre les inondations966
      • 20.9 Terrassements, fondations et soutènements 967
      • 20.9.1 Principes et règles de terrassement967
      • 20.9.2 Mode d'exécution des fouilles969
      • 20.9.2.1 Travaux préparatoires 969
      • 20.9.2.2 Extraction des déblais et fouilles 970
      • 20.9.2.3 Déblais en pleine masse ou excavation talutée 971
      • 20.9.2.4 Calcul du volume des excavations 972
      • 20.9.2.5 Cubature des mouvements longitudinaux 973
      • 20.9.2.6 Cubature des fouilles en tranchées 975
      • 20.9.2.7 Fouilles en milieu urbain 976
      • 20.9.2.8 Fouilles blindées et étaiements 976
      • 20.9.3 Stabilité des fouilles et soutènements980
      • 20.9.3.1 Stabilité d'une pente 980
      • 20.9.3.2 Mise en oeuvre d'un soutènement 981
      • 20.9.3.3 Stabilité des murs de soutènement 982
      • 20.9.3.4 Stabilité des fouilles non soutenues 987
      • 20.9.4 Réutilisation des sols en remblai988
      • 20.9.4.1 Cas de sols compressibles 988
      • 20.9.5 Caractérisation des matériels de compactage988
      • 20.9.6 Contrôle du compactage989
      • 20.9.7 Comportement des canalisations en tranchée991
      • 20.9.7.1 Méthode de calcul 991
      • 20.9.7.2 Méthode de calcul du compactage 994
      • 20.9.8 Dispositions relatives aux ouvrages hydrauliques995
      • 20.10 Réunions de chantier et du CISSCT 997
      • 20.10.1 Participants aux réunions997
      • 20.10.2 Objectifs des réunions de chantier997
      • 20.10.3 Diffusion des informations998
      • 20.10.4 Réunions du collège interentreprises de sécurité, de santé et des conditions de travail (CISSCT)998
      • Chapitre 21 Gestion fonctionnelle et entretien999
      • 21.1 Méthodologie générale 999
      • 21.2 Constats de gestion et d'entretien 1001
      • 21.2.1 Mise à jour régulière du système d'information1001
      • 21.2.2 Outils d'exploitation1002
      • 21.2.2.1 Nomenclature des ouvrages 1002
      • 21.2.2.2 Fichier des matériels et technologies d'amélioration 1002
      • 21.2.2.3 Catalogue des défauts apparents 1002
      • 21.2.2.4 Registre d'inspection 1002
      • 21.2.2.5 Tableau de bord 1002
      • 21.2.2.6 Carnet de santé 1003
      • 21.2.2.7 Fichier d'entreprises et de sous-traitants 1003
      • 21.2.3 Pérennité des ouvrages1003
      • 21.2.4 Pathologie des ouvrages1005
      • 21.2.3 Opérations d'entretien1006
      • 21.3 Exploitation et maintenance des ouvrages 1007
      • 21.3.1 Interventions et niveaux d'entretien1007
      • 21.3.2 Coûts d'investissement comparés1009
      • 21.4 Hygiène et sécurité du personnel 1009
      • 21.4.1 Les dangers et risques1009
      • 21.4.2 Politique de prévention1009
      • 21.5 Ressources humaines 1010
      • 21.5.1 Astreintes et pénibilité1010
      • 21.5.2 Formation des personnels1010
      • 21.6 Supports cartographiques d'exploitation 1011
      • 21.7 Démarche de qualité « exploitation » 1012
      • Annexes1013
      • Annexe A1 Unités de base appliquées à l'hydraulique1015
      • Annexe A2 Calculs de sections1025
      • A2.1 Sections trapézoïdales 1025
      • A2.2 Section de débit maximum 1026
      • A2.3 Section circulaire 1027
      • Annexe A3 Coefficients des formules pour les écoulements des canaux ouverts et canalisations1029
      • Annexe A4 Géométrie des sections1033
      • Annexe A5 Tables de pertes de charge dans les conduites d'eau1035
      • Références bibliographiques1057
      • Index1059

  • Origine de la notice:
    • FR-751131015 ;
    • Electre
  • Disponible - 626 BOU

    Niveau 3 - Techniques