Détermination de la ligne d'eau en milieux de grande porosité dans un canal expérimental

Water profile determination in coarse porous media in an experimental channel

¹ Laboratoire Sciences et Technologie de l'Eau de l'Institut National Agronomique de Tunis (INAT), Université de Carthage
e-mail: amel.inat@hotmail.fr, jouini_manel@hotmail.fr
² Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse, INP Toulouse, France
e-mail: Lucien.masbernat@imft.fr, Denis.dartus@imft.fr

Résumé

Dans cette étude est développée une solution analytique pour le calcul de la ligne d'eau dans des écoulements à surface libre à travers des enrochements. Cette solution est basée sur la résolution de l'équation de la ligne d'eau, en utilisant la relation de Stephenson pour les pertes de charge. L'objectif est de déterminer les pertes de charge pour différentes configurations d'écoulement afin de vérifier la formule de Stephenson, et de voir sa capacité à reproduire la ligne d'eau. Cette solution analytique a été appliquée à une première série de nos essais réalisés dans un nouveau canal rectangulaire, construit à l'Institut National Agronomique de Tunis 'INAT' en collaboration avec le bureau d'étude MECATER, et l'INP de Toulouse. MECATER s'intéressait à ces écoulements, dans le cadre de projet avec la société du nickel (SLN) du groupe ERAMET de la Nouvelle Calédonie qui a pris en charge le financement de ce projet concernant la protection des stériles miniers contre les écoulements d'eau dans les hautes montagnes. Ces applications nous ont permis d'avoir une analyse préliminaire. Les valeurs des hauteurs d'eau à l'entrée de la mèche étant des données obtenues pour chaque essai, et les premiers calculs à l'aide de cette solution analytique ont montré que le calcul de la courbe de remous (avec un calage du coefficient d'angularité K_t), a donné des résultats acceptables.

Abstract

In this study was developed an analytical model to calculate the water profile in free surface flows, through large porous media. This solution is based on the resolution of the water profile equation using the Stephenson's relation for the head loss. The purpose is to determine the head loss for different flow configurations in order to verify the Stephenson's formula, and to see its ability to reproduce the water profile. This analytical model was applied to our first experimental series, realized in a new rectangular flume built at the National Agronomic Institute of Tunis 'INAT', in collaboration with the firm engineering consultants MECATER, and INP Toulouse. MECATER was interested at these flows, within the framework of project with the nickel society (SLN) of ERAMET group in New Caledonia, concerning the protection of mining sterols against water flows at high mountains. These applications had allowed us to have some analysis. The water depth values at the wick entrance were measured for each test, and the first calculations with this analytical model had showed that the back water curves calculations, had given acceptable results.