Génie hydraulique
Les mesures, interventions ou constructions dans les zones d’eaux souterraines, eaux superficielles et les zones côtières sont regroupées sous la dénomination de génie hydraulique. Les principes de base du génie hydraulique sont donnés dans ce chapitre.
L’écoulement dans des canaux traite entre autres de la régulation des rivières à des fins de navigabilité, de la retenue des eaux de rivière à des fins énergétiques et / ou du stockage d’eau potable et de la protection contre les inondations.
Pour la formation et la recherche, on utilise des canaux d’essai pour montrer et étudier, à l’échelle du laboratoire, les principaux phénomènes de l’écoulement dans des canaux. Les canaux d’essai GUNT démontrent les rapports d’écoulement dans des canaux ouverts avec section rectangulaire. Il existe un grand nombre de modèles qui peuvent être utilisés dans les canaux d’essai, permettant de traiter des sujets tels que les ouvrages de contrôle, la modification de section, la mesure de l’écoulement ou les vagues.
Section d'essai disponible dans une longueur de 2,5m ou de 5m, en circuit d'eau fermé, avec inclinaison réglable
Contenu didactique/essais
- avec les modèles disponibles comme accessoires, on étudie les phénomènes suivants
- écoulement uniforme et écoulement non uniforme
- formules de débits
- changement d’écoulement (ressaut)
- dissipation d’énergie (ressaut, bassin d’amortissement)
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Section d'essai disponible dans une longueur de 5m, 7,5m, 10m ou de 12,5m, en circuit d'eau fermé, avec inclinaison réglable
Contenu didactique/essais
- avec les modèles disponibles comme accessoires, on étudie les phénomènes suivants
- écoulement uniforme et écoulement non uniforme
- formules de débit
- changement d’écoulement (ressaut)
- dissipation d’énergie (ressaut, bassin d’amortissement)
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Section d'essai disponible dans une longueur de 5m, 7,5m, 10m ou de 12,5m, en circuit d'eau fermé, avec inclinaison réglable
Contenu didactique/essais
- avec les modèles disponibles comme accessoires, on étudie les phénomènes suivants
- écoulement uniforme et écoulement non uniforme
- formules de débit
- changement d’écoulement (ressaut)
- dissipation d’énergie (ressaut, bassin d’amortissement)
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Section d'essai disponible dans une longueur de 16m de longueur, circuit d'eau fermé, inclinaison réglable
Contenu didactique/essais
- avec les modèles disponibles comme accessoires, on étudie les phénomènes suivants
- écoulement uniforme et écoulement non uniforme
- formules de débit
- changement d’écoulement (ressaut)
- dissipation d’énergie (ressaut, bassin d’amortissement)
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L’objet de ce sous-chapitre est l’étude du transport de matières solides et du transport des sédiments dans des eaux courantes. Le transport des sédiments fait la distinction entre le transport de matières en suspension et le transport d’alluvions.
Canal d'essai compact permet de simuler le petits cours d'un fleuve dans le sable; inclinaison de la section d'essais ajustable
Contenu didactique/essais
- transport par charriage dans des canaux ouverts
- étude des grandeurs d’influence sur le transport par charriage
- vitesse d’écoulement
- inclinaison
- formation de rides sur le lit de rivière
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Conditions de départ du transport par charriage
Contenu didactique/essais
- observation
- conditions de départ du transport par charriage
- influence de la vitesse d’écoulement sur le transport par charriage
- formation de rides et de dunes sur le lit de rivière
- marque d’obstacle fluviale de piles de pont (formation d’affouillements et atterrissement)
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Observation de la forme des lits créés; visualisation de l'écoulement avec du produit de contraste
Contenu didactique/essais
- transport par charriage dans des canaux ouverts
- écoulement sous-critique et supercritique
- formation des rides, dunes et antidunes
- influence de la vitesse d’écoulement sur le transport par charriage
- marque d’obstacle fluviale (formation d’affouillements et d’atterrissement)
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Une grande section d'essai permet de simuler le cours d'un fleuve dans le sable; essais avec et sans bâtiment
Contenu didactique/essais
- transport par charriage dans des canaux ouverts
- influence de la vitesse d’écoulement sur le transport par charriage
- formation de rides sur le lit de rivière
- observation de l’apparition de méandres
- marques d’obstacle fluviales sur des ouvrages
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Séparation solide/liquide dans un réservoir de sédimentation, visualisation des conditions d’écoulement
Contenu didactique/essais
- principe de base de la séparation de matières solides de suspensions dans un réservoir de sédimentation
- détermination de la charge superficielle hydraulique
- influence des paramètres suivants sur le processus de séparation:
- concentration de matières solides
- débit
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Les écoulements avec des matières perméables et les écoulements souterrains sont des mouvements de l’eau dans un sous-sol perméable (sable, gravier, etc.). L’infiltration et le stockage des précipitations en font partie. En génie hydraulique, l’infiltration des digues en terre ou l’infiltration des ouvrages de retenue ont une importance particulière.
Visualisation des lignes de courant dans une cellule Hele-Shaw; encre comme produit de contraste
Contenu didactique/essais
- visualisation des lignes de courant dans différents cas
- écoulement autour de corps de résistance: cylindres, profil d’aube directrice, carré, rectangle
- écoulement traversant des modèles: contour de la buse, rétrécissement/élargissement discontinu
- décollement d’écoulement, écoulement dévié à 90°
- modélisation de l’écoulement autour de corps par superposition de l’écoulement parallèle avec des sources ou des puits:
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Analyses en 3 D; démonstration d'abaissement des eaux souterraines; étude de fouilles
Contenu didactique/essais
- détermination du niveau de la nappe phréatique
- abaissement des eaux par un ou deux puits
- écoulement souterrain en fouilles
- études des eaux souterraines en cas de charge concentrique sur le sous-sol
Détermination graphique de réseaux d'écoulement; étude de la pression de l'eau sur les ouvrages
Contenu didactique/essais
- détermination graphique de réseaux d’écoulement dans des milieux perméables
- lignes de courant en dessous d’un rideau de palplanche
- lignes de courant au travers de digues
- drainage sur une tranchée ouverte
- détermination de l’évolution de la pression sur une fondation
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Étude des relations entre précipitation et débit, comportement de stockage des sols, écoulements d'infiltration, écoulements souterrains
Contenu didactique/essais
- étude des processus non stationnaires
- influence de précipitations de durées différentes sur le débit
- capacité de stockage d’un sol
- étude des processus stationnaires
- étude de l’écoulement d’infiltration
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- étude de l’écoulement d’infiltration
Écoulements d'infiltration et écoulements souterrains dans les sols; transport des sédiments et obstacles dans les eaux courantes
Contenu didactique/essais
- étude des processus non stationnaires
- influence de précipitations de durées différentes sur le débit
- capacité de stockage d’un sol
- étude des processus stationnaires
- écoulement d’infiltration
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- écoulement d’infiltration
Relations entre précipitations et infiltration; différentes méthodes de drainage
Contenu didactique/essais
- effets de précipitations de durées et d’intensité différentes sur des sols ayant des taux de saturation différents
- enregistrement d’hydrogrammes après des précipitations
- comparaison entre drainage naturel et drainage par tuyau
- influence des bassins de retenue de l’eau de pluie sur l’hydrogramme
Principes de la filtration: équation de Darcy
Contenu didactique/essais
- bases de la filtration: équation de Darcy
- filtration en profondeur avec différentes couches et suspensions
- filtration sur gâteau avec différentes suspensions
- détermination des valeurs caractéristiques de la filtration