HYDRAULIQUE.

HYDRAULIQUE.

mites maximum que nous \enons d’indiquer, on en dé-duit, au moyen des formules précédentes, la forme àdonner au canal, puis ses dimensions en fonction de laquantité d’eau qu’il doit débiter.

Dans les grandes vitesses, celles de 4" et au-dessus,on remplace la valeur de Q que nous avons donnée, parlu suivante :

Q — 51 s >/ np.

Prise d’eau des canaux.

Les canaux, à l’exception des canaux de navigationà point de partage, prennent leurs eaux dans des réser-voirs, bassins ou retenues, placés à leur tête, et qui sontle plus souvent des portions de rivière dont le niveauest éleve à cet effet par un barrage.

La tête du canal, nu point de prise, est ou entière-ment ouverte, ou bien elle est garnie d’un vannage.

Canal libre d son entrée. L’eau, à son entrée dans uncanal ouvert, forme une chute : son niveau baisse jus-qu’à une certaine distance, puis il se relève un peu, parde légères ondulations, au-delà desquelles la surfacefluide prend et conserve une forme à peu près plane etparallèle au fond du lit, sa pente et son profil étant toujours censés constants. La vitesse s’accélère depuis lehaut jusqu’au bas de la chute; elle diminue ensuite,pendant le relèvement de la surface, et bientôt après lemouvement se continue d’une manière sensiblementuniforme.

Soit H, la hauteur de l’eau dans le réservoir au-dessus du seuil de l’entrée du canal; h t la profondeurconstante du courant après que le mouvement y est de-venu uniforme; et t>, la vitesse de ce mouvement; soiten outre D, la différence de niveau entre la surface del’eau dans le réservoir et à l’extrémité du canal, et L,la longueur de ce dernier; on aura .

H — à = 0,06225 U 1 ; — p Lr=D — (H — h);y/ '2736 n p — 0,033 ; et Q = s v ;

Au moyen de ces équations on pourra déterminer ladépense, la pente ou une des dimensions du canal, lesautres quantités étant connues.

La plupart du temps, les prises d’eau ont pour butd’utiliser celle-ci comme moteur ; or la force qu’a uncourant pour mouvoir des macliiues dépend non seule-ment de la quantité d’eau qu’il mène, mais encore de lahauteur dont elle peut tomber, c’est à-dire de la diffé-rence de niveau entre la surface de la retenue à l’extré-mite du canal, et le point de la rivière où cette eau peutlui être rendue en aval de l’usine : cette force est me-surée par le produit de la quantité d’eau par la hauteurde la chute. Plus on donnera de pente au canal, et pluson augmentera la quantité d’eau, un des facteurs du pro-duit; mais, en même temps, on diminuera l’autré fac-teur, la chute ; et il arrivera que le produit, après avoird’abord augmenté avec la pente, diminuera ensuite,lorsqu’elle continuera à augmenter ; il y a donc numaximum de force qu il importe de déterminer, cequ’on fera par tâtonnement, en déterminant chacun desfacteurs du produit et par suite ce dernier, pour unesérie de pentes croissant, par exemple, parmillièmes, ets'arrêtant aussitôt qu’il commence à diminuer.

Canal avec vannage. Lorsqu’un canal reçoit l’eau parl’ouverture d’un vannage établi à sa tête, ce qui est lecas de presque tous les coursiers des usines, et que sacharge sur le centre de l’orifice est forte et dépassedeux ou trois fois la hauteur de cet orifice, son bord su-périeur n’est pas recouvert par l’eau de l’aval, et la dé-pense est donnée par la formule :

Q = 3,1 lh y/ÏT

H, étant la charge sur l’orifice, l et h, la largeur etl’ouverture de la vanne.

Il suffira alors de donner au coursier une pente tellsque l’eau débitée puisse s’écouler, ce que l’on calculeraaisément par les formules que nous avons indiquées enparlant du mouvement de l’eau dans les canaux.

Si l’eau s’élève en aval de la vanne à une hauteur no-table au dessus du bord supérieur de l'orifice, la charged’eau H de l'équation ci-dessus, sera égale à la diffé-rence du niveau de l'eau en amont et en aval de lavanne.

des rivières. Nous n’entrerons pas ici dans le dé-tail du régime des rivières, des effets des remous, del’affouillement des berges et du fond en aval des pontset des barrages, dont il sera parlé dans des articles sé-parés : nous ne parlerons ici que du jaugeage des coursd'eau.

Indiquons d’abord le moyen de déterminer la vitessed’un cours d’eau.

Le procédé le plus simple consiste daus l’emploi d’unflotteur qui, placé sur l’eau, en prend la vitesse. On sesert ordinairement de morceaux de bois ou autres corpsd’une densité presque égale à celle de l’eau, et l’oncompte le nombre de secondes qu’ils emploient à parcourir une distance préalablement mesurée. On les placesur le plus fort du courant, et assez en amont du pointoù commence l’observation, pour qu’en y arrivant ilsaient déjà acquis la vitesse du fluide dans lequel ils sontplongés. La vitesse moyenne du cours d’eau sera ap-proximativement les 0,8 de la vitesse ainsi observée.

On &e sert très fréquemment du moulinet de \Volt~mann qui présente un arbre tournant, communiquantpar un pas de vis avec un compteur (voir ce mot), etqui porte quatre petites ailes disposées comme cellesd’un moulin à vent. Le courant les fait tourner, et dunombre de révolutions N, faites en un certain temps T,lequel est indiqué par l’instrument même, on conclut

directement la «Resse c = a étant un coefficient

constant pour uu même moulinet, et que l’on détermineen faisant parcourir au moulinet un certain espace dansune eau stagnante, dans un bassin, par exemple, e:divisant l’espace parcouru par le nombre de tours del’arbre.

Pour jauger les grandes rivières, on y prend une sta-tion en un poinf quelconque, on mesure l’aire de la sec-tion transversale, ainsi que la vitesse moyenne de cettesection, et on multiplie ces deux quantités l’une parl’autre : à cet effet, transversalement à la rivière , a lastation choisie, on jette plusieurs sondes : elles divisentla section en trapèzes, et on calcule l’aire de chacund’eux. Puis, à peu près à égale distance entre les pointsde tendage, on conduit et fixe successivement un bateaud’où, avec un moulinet de Woltmann, on détermine plusieurs vitesses sur la même verticale; on en prend lamoyenne, et on la multiplie par l’aire du trapèze res-pectif. La somme de tous ces produits donne la dépensede la rivière.

Dans le cas des petits cours d’eau, ceux pa( exemplequi ne mènent que de 1 à 2 mètres cubes d'eau par se-conde, on pratique un barrage dans le cours d’eau, pardessus lequel l’eau tombe en déversoir soit sur toute lalargeur du barrage, soit une largeur inférieure; puis me-surant lacbarged’eauH sur le seuil, la largeur dn déver-soir /, et celle du barrage L, on calculera la dépense purla formule

Q=4,77ttlv r H

lorsque l sera plus grand que 0“,09 et moindre que1/3 L, et /H plus faible que la cinquième partie de

lu section du courant immédiatement en amont du ré-

«

servoir

Lorsque ( sera égal à L, et que H sera plus grandque O”,06 et plus faible que le quart de la profon-

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