Développement et expérience avec les systèmes de drainage à pertes de charge minimales (minimum energy loss culverts)

Development and Experience of Minimum Energy Loss in culverts designs

Résumé

Les buses de drainages, et canaux de drainage à ciel ouvert, font partie des ouvrages hydrauliques les plus courants. Au milieu du 20ème siècle, des ingénieurs australiens ont introduit un nouveau concept : le système de drainage à Pertes de Charge Minimales (PCM). Cette type d'ouvrage permet de réaliser des canaux de drainage, sous un remblai, avec un afflux minimum, voir nul, réduisant considérablement les inondations en amont. La conception des ouvrages PCM est basée sur un design profilé pour éliminer les pertes de forme, associé à un écoulement critique, pour le débit de dimensionnement. Ces systèmes de drainage ont opéré, avec succès, pendant plus de quarante ans, souvent dans des conditions hydrologiques extrêmes. Cette expérience démontre le bien-fondé des concepts de base, associé à une maintenance réduite, et un coût pouvant être très inférieure à celui des structures conventionnelles. On discute, de plus, d'une analogie avec le flot au travers d'une brèche dans une digue, et cette analogie fournit un modèle physique du développement de la brèche. Le lecteur trouvera de plus amples informations sur un site Internet {http://www.uq.edu.au/~e2hchans/mel_culv.html}, avec un documentaire vidéo (APELT 1994) et dans un chapitre du livre CHANSON (1999,2004).

Abstract

Culverts are among the most common hydraulic structures. Modern designs do not differ much from ancient structures and are characterised by significant afflux at design flow conditions. A major advance in hydraulic engineering was the development of Minimum Energy Loss (MEL) culverts by the late Professor Gordon McKAY in the late 1950s. The design technique allows a drastic reduction in afflux associated with lower costs. The successful operation of MEL culverts for more than 40 years demonstrate the design soundness while highlighting the importance of streamlining and near-critical flow conditions throughout the structure. The novelty of the MEL culvert design is emphasised, as well as its application to embankment breach development. Further information are available on the Internet {http://www.uq.edu.au/~e2hchans/mel_culv.html}, a video documentary (APELT 1994) and a chapter of the textbook CHANSON (1999,2004).