Applied hydraulics : open-channel flows

Enseignants

Soares Frazao Sandra;

Langue
d'enseignement

Anglais

Préalables

Hydraulique fondamentale, telle qu'enseignée dans le cours LGCIV1051.

Thèmes abordés

• Eléments d'hydrologie
• Ecoulements permanents à surface libre
• Théorie des déversoirs, application aux évacuateurs de crue

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :
1	Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil des constructions », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants : AA1.1, AA1.2, AA1.3, AA2.1, AA5.2, AA5.3 Plus précisément, au terme du cours, l'étudiant sera capable de : Déterminer les débits à utiliser pour le dimensionnement d'ouvrages ; Dimensionner des canaux d'irrigation ; Dimensionner des collecteurs urbains ; Calculer les lignes d'eau en écoulement permanent ; Décrire et quantifier l'effet de changements locaux de géométrie sur la ligne d'eau (rétrécissement, élargissement, changement de pente de fond, piles de pont) Dimensionner un déversoir d'évacuateur de crue (déversoir normalisé). Acquis d'apprentissage transversaux : Créer une feuille de calcul Excel pour résoudre de manière simple et efficace un problème d'ingénierie hydraulique Synthétiser ses connaissances sur la matière de manière à présenter, au tableau, une réponse claire et concise à une question posée Aborder le questionnement des ressources en eau, surtout dans la partie hydrologie.

Contenu

• Introduction: domaines d'intervention de l'hydraulique à surface libre
• Hydrologie : mécanismes de la pluie, cycle de l'eau, mesure et analyse des débits, relations pluie-débit (hydrogramme unitaire, méthode rationnelle, Hauff-Vicari)
• Hydraulique à surface libre en écoulement permanent: canaux, collecteurs et rivières. Ecoulement uniforme : équations de Chézy et de Manning, section optimale, canaux composés et composites, calcul de la profondeur uniforme en canaux et en collecteurs. Ecoulement graduellement varié : énergie spécifique, profondeur critique, pente critique, axes hydrauliques : théorie et calcul pratique. Ecoulement en rivières naturelles : mouvement pseudo-uniforme. Ecoulement brusquement varié : ressaut hydraulique, ressaut noyé. Ecoulements en géométrie non régulière : écoulement entre une vanne de fond et un réservoir, changements de pente, changements de largeur et obstacles : piles de pont et de barrage, canaux Venturi, seuils, déversoirs à seuil épais.
• Théorie des déversoirs : problématique de la stabilité de l'écoulement déversant. Déversement libre et noyé. Déversoirs à paroi mince, déversoirs de Creager, chenaux déversants, déversoirs latéraux.

Méthodes d'enseignement

Cours en auditoire ou en ligne, selon le nombre d'étudiants inscrits et la capacité des auditoires, travaux pratiques et laboratoires, intimement liés.
Exemples concrets d'applications, cas réels illustrant l'applicabilité des méthodes développées.
Utilisation de logiciels didactiques, création de feuilles de calcul, utilisation d'un MOOC et de vidéos comme support didactique.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Exercices (1/3 de la note finale), consistant en un test écrit (calcule d'écoulement à surface libre) et des devoirs durant l'année (hydrologie, déversoirs).
Théorie (2/3 de la note finale): examen oral, comportant 3 questions qui couvrent l'entièreté de la matière vue au cours.

Ressources
en ligne

Site Moodle du cours, MOOC edX "Hydraulique fluviale 1 : écoulements à surface libre".
Vidéos du cours: LGCIV2051 - YouTube

Bibliographie

Chow, "Open-channel hydraulics".
Lencastre, "Hydraulique générale".

Faculté ou entité
en charge

GC