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1. Introduction : Le déversoir est un ouvrage place généralement perpendiculair

1. Introduction : Le déversoir est un ouvrage place généralement perpendiculairement à l’écoulement dans un canal, le liquide (eau) s’écoule en formant à l’aval de cet ouvrage une veine libre. Les déversoirs sont utilisés pour régler le courant dans les canaux et permettent d’en calculer le débit, Deux types de déversoirs sont proposés ici : rectangulaire et triangulaire. 2. But de la manipulation : Le but de cette expérience est d’établir la relation entre le débit et la hauteur d’eau déversée pour deux déversoirs à parois minces de formes rectangulaire et triangulaire et déduire les valeurs respectives des coefficients de débit. 3. Description de l’appareil : L’appareil est constitué d’un canal (1) alimenté par un banc hydraulique. A la sortie du canal, une rainure est prévue pour y placer le déversoir à étudier (2) dont deux types : rectangulaire (2a) et triangulaire (2b). L’eau d éversée par une cuve de vidange (3) pour être ensuite restituée au banc hydraulique. Pour assurer la mise à niveau, l’appareil est porté sur des pieds réglables (4) qui permettent d’ajuster l’horizontalité du canal. Figure 01 : Déversoirs à paroi minces. 1 4. Partie théorique : 4.1. Débit théorique :  Déversoir rectangulaire : Le déversoir rectangulaire est le plus classique, qui a été le mieux étudié, de par sa géométrie simple, d’où les multiples observations qui ont été effectuées ce qui a permis de donner des valeurs plus exactes du débit. Figure 02 : Déversoir rectangulaire. Le débit théorique est donné par la formule suivante : Q R=2 3 b√2g. H 3/2  Déversoir triangulaire : Le dispositif est représenté par une plaque verticale mince disposée en travers de l’écoulement dans un canal généralement de forme rectangulaire, Elle demeure la section la plus avantageuse pour la mesure des très faibles débits, de plus les valeurs calculées du débit seront données avec une précision raisonnable. Figure 03 : Déversoir triangulaire. Le débit théorique est donné par la formule suivante : 2 QT= 8 15 ×tan( θ 2)×√2g×H 5/2 Avec : H=h−p H : La charge du déversoir [m]. h : La hauteur à partir de niveau d’eau à la base de déversoir. P : La pelle. b : La largeur de l’ouverture de déversoir rectangulaire [m]. Ɵ : Angle d’ouverture du déversoir triangulaire. 4.2. Débit expérimentale : Le débit expérimental est donné par la formule suivante : Qexp= V 0 t  Déversoir rectangulaire : Cq1=Qexp.R QR  Déversoir triangulaire : Cq2=Qexp.T QT Avec : V0 : volume d’eau recueilli [m3]. t : temps [s]. Cq : coefficient de débit. 5. Partie expérimentale : 1. Tracer les courbes expérimentales et théoriques de la variation du débit en fonction de la hauteur déversée : 1.1. Déversoir rectangulaire : h (m) H (m) h3/2 Qr (m3/s) t(s) Qexprec(m3/s) Cq1 3 0,122 0,048 0,01051627 3 0,00127322 1 16,56 0,0009058 0,71142148 0,12 0,046 0,00986590 1 0,00119448 17,89 0,00083846 0,70194336 0,115 0,041 0,00830186 7 0,00100512 23,75 0,00063158 0,62836178 0,11 0,036 0,00683052 0,00082698 2 29,93 0,00050117 0,60602242 0,105 0,031 0,00545811 3 0,00066082 2 52,21 0,0002873 0,43476335 0,095 0,021 0,00304318 9 0,00036844 4 144 0,00010417 0,28272078 Cq1Moy 0,56087219  La courbe : 4 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 0.05 0 0 0 0 0 0 0 0 Qr/exp=f(H) Qthéo Linear (Qthéo) Qexp Linear (Qexp) H(m) Q (m3/s) 1.2. Déversoir triangulaire : h (m) H (m) h3/2 Qr (m3/s) t(s) Qexprec(m3/s) Cq2 0,122 0,048 0,010516273 0,001273221 16,56 0,0009058 0,65673296 0,12 0,046 0,009865901 0,00119448 17,89 0,00083846 0,76656712 0,115 0,041 0,008301867 0,00100512 23,75 0,00063158 0,80895301 0,11 0,036 0,00683052 0,000826982 29,93 0,00050117 1,02010332 0,105 0,031 0,005458113 0,000660822 52,21 0,0002873 1,12222267 0,095 0,021 0,003043189 0,000368444 144 0,00010417 0,76299514 Cq2Moy 0,8562623  La courbe : 5 0.03 0.04 0.04 0.05 0.05 0.06 0.06 0.07 0.07 0.08 0 0 0 0 0 0 0 0 Qr/exp=f(H) Qthéo Linear (Qthéo) Qexp Linear (Qexp) H(m) Q (m3/s) 2. Tracer la courbe log (Qexp) en fonction de log (h) et en déduire la valeur de coefficient de débit Cq : 2.1. Déversoir rectangulaire : Log(H) Log(Qexp) -1,31875876 -3,04296907 -1,33724217 -3,07651908 -1,38721614 -3,19957235 -1,4436975 -3,30001546 -1,50863831 -3,54166243 -1,67778071 -3,98227123  La courbe : 6 -1.8 -1.7 -1.6 -1.5 -1.4 -1.3 -1.2 -4.1 -3.9 -3.7 -3.5 -3.3 -3.1 -2.9 Log(Qexp)=f(Log(H)) Log(H) Log(Qexp) Le graphe est une droite qui ne passe par l’origine, son équation est la suivante : Y = AX + B. Physiquement nous avons : Qexp=Cq1× 2 3 b√2g. H 3/2 → log(Q¿¿exp)=log ¿¿ Ou : { A=3 2 B=log(Cq1× 2 3 b√2g)=log Cq1×12.1=−0,13 Cq1= 10 B 12.1 → Cq1=0,061 Commentaire : La valeur du coefficient (Cq1=0,061) obtenue grâce à ce graphe, n’est pas proche de celle obtenue analytiquement (Cq2/moy=0,5608), et cela est due aux erreurs commises lors de la manipulation. Ce coefficient représente aussi la différence entre le débit calculé avec la formule donnée et celui mesuré directement au laboratoire. 2.2. Déversoir triangulaire : Log(H) Log(Qexp) -1,14874165 -3,12013503 -1,18045606 -3,13225969 -1,21467016 -3,19442183 -1,29242982 -3,28810011 -1,33724217 -3,3586961 -1,4436975 -3,79239169 7  La courbe : Qexp=Cq1× 8 15 ×tan( θ 2)×√2g× H 5/ 2 → log(Q¿¿exp)=log ¿¿ Ou : { A= 8 15 B=log(Cq2× 8 15 ×tan( 40 2 )×√2 g¿¿)=logCq2×0,859=−0,5 Cq1= 10 B 0,859 → Cq2=0,368  Commentaire : La valeur du coefficient (Cq2=0,368) obtenue grâce à ce graphe, est proche de celle obtenue analytiquement (Cq2/moy=0,85). Ce coefficient représente la 8 -1.5 -1.45 -1.4 -1.35 -1.3 -1.25 -1.2 -1.15 -1.1 -3.9 -3.8 -3.7 -3.6 -3.5 -3.4 -3.3 -3.2 -3.1 -3 Log(Qexp)=f(Log(H)) Log(Qexp) Log(H) différence entre le débit calculé avec la formule donnée et celui mesuré directement au laboratoire.  Commentaire générale : On peut dire qu’au début il existe une certaine ressemblance entre les deux courbes, car elles ont la même allure et en plus elles se chevauchent, mais lorsque la hauteur augmente la courbe qui caractérise le débit du déversoir triangulaire fléchie un peu plus, donc la quantité d’eau déversée pendant une même durée n’est pas la même pour les deux types de réservoirs. 6. Conclusion générale : On distingue de ce « TP » la différence entre deux formes de déversoir ; « Rectangulaire » & « Triangulaire », que le débit augmente si la charge augmente, et chaque déversoir à ces propriétés et les caractéristiques d’après sa forme. On voie que le déversoir rectangulaire à un coefficient de débit (Cq1) petit à celui du déversoir triangulaire et ce dernier est faible par rapport au déversoir rectangulaire, est sa due à la forme. La forme d’un déversoir joue un grand facteur dans les ouvrages comme évacuer le surplus du débit sans risquer d'endommager le barrage, pour déduire une forme d’un déversoir il faut des calculs et des relèvements des donnes hydrologique pour avoir le débit maximal en suite déduire les dimensions du déversoir demander. 9 uploads/Litterature/ tpdeversoire.pdf