JAUGEAGE DES RIGOLES ET DES DRAINS

Les procédés et les instruments de jaugeage que nous venons de brièvement décrire exigent des précautions minutieuses, quand il s'agit de sources, de ruisseaux, de canaux ou de rivières, mais ils ne sont plus applicables aux rigoles d'irrigation, surtout si Ton veut

( i ) Dans cette formule x « C 4- 1/ A H , A , B et C sont des constantes déterminées par le tarage de chaque instrument. (Baumgarten, Notice sur le moulinet de Woltmann ; Ann. des ponts et chaussées, 1848.)

mesurer l'eau passant en un point donné, que la rigole soit petite ou grande, sans modifier le régime de l'irrigation elle-même (i).

D'autre part, la disposition de chutes ou de barrages pour les jaugeages directs, ou par déversoir, est à peu près impraticable dans l'intérieur des terrains arrosés. Les vannes d'arrosage qui fournissent un jaugeage suffisant à l'entrée, ne permettent pas de mesurer les eaux réparties sur les parcelles. Les flotteurs qui conviendraient pour le jaugeage de grandes rigoles, quand le lit est rectiligne et la section régulière, ne peuvent plus servir pour des rigoles la plupart sinueuses, à sections variables et envahies par les herbes. Enfin, le moulinet de Woltmann, comme celui modifié par Baumgarten, exigeant l'emploi d'un compteur à secondes, des vérifications de tarage, des emplacements particuliers, sont des instruments d'un volume peu maniable et d'un emploi délicat.

Tube Pitot-Darçy. — Pitot avait proposé de déterminer la vitesse des courants d'eau en mesurant la différence de niveau de deux tubes plongés dans l'eau. L'un de ces tubes était coupé droit à son extrémité inférieure, et sa section était parallèle au courant. L'autre tube recourbé à angle droit, à son extrémité inférieure, avait sa section perpendiculaire au courant. Il est évident que l'eau doit s'élever dans ce deuxième tube plus haut que dans le premier, et d'une quantité qui dépend de la pression exercée par le courant (2).

D'après les expériences de Pitot, l'ingénieur Darcy a disposé sur le même principe un instrument exact et

(1) Hervé Mangon, Expériences sur V emploi des eaux d irrigation, Paris, 1869, p. i3.

(2) J. Salleron, Notice sur les instruments de précision, Paris. i858.

d'un usage commode, notamment pour les études d'irrigation.

Dans une planche de chêne AB (fig. i53) sont incrustés deux tubes de verre C et D; la partie inférieure de ces tubes est mastiquée dans une même pièce de cuivre, traversée par une clef de robinet E, qui ferme à la fois les orifices des deux tubes.

Au bas du robinet, et sous les orifices des tubes, sont soudés deux tuyaux de cuivre prolongés hors de la planche et recourbés à angle droit, afin que leurs extrémités se trouvent frappées par le même filet d'eau et placées hors du contre-courant que produit l'instrument.

La section de l'extrémité a du tube C est dirigée normalement au courant; Textrémité a du tube D est recourbée verticalement et sa section est parallèle au

Fie i53. —Tube jauceur Pitot-Darcv-

courant. Le niveau de l'eau est en conséquence plus élevé dans le tube C que dans le tube D.

Procédant à l'essai, on fixe l'instrument à une tige de fer FG et on le descend dans l'eau jusqu'à ce que les orifices a et à des tubes soient à la profondeur du courant dont on cherche la vitesse. La planche AB, mobile autour de la tige en fer, est entraînée par le gouvernail J parallèlement au courant, de sorte que les orifices a et à sont toujours dans le tilde l'eau. On ouvre le robinet £ en tirant un des cordons: l'eau prend son niveau dans les tubes; lorsqu'il est bien établi, on tire le deuxième cordon qui ferme le robinet et on retire l'instrument. On obtient ainsi les hauteurs des deux colonnes liquides, et la vitesse cherchée se déduit de la formule de Torricelli (i).

Pour mesurer la vitesse à de grandes profondeurs, l'instrument devant être descendu au-dessous du niveau de l'eau, il faudrait faire usage de tubes d'une trop grande longueur. Darcy y a suppléé en comprimant de l'air par le robinet H dans les deux tubes. Comme ils communiquent entre eux à la partie supérieure, il en résulte que la différence de niveau des deux colonnes liquides n'est pas changée, malgré la pression qui s'exerce au-dessus d'elles.

Si les profondeurs sont trop faibles, ou s'il s'agit de mesurer la vitesse de l'eau à la surface, on fait l'inverse; c'est-à-dire qu'on aspire l'air contenu dans les tubes afin d'élever le niveau de leau au-dessus du robinet E.

(i) D'après la formule de Torricelli : A -» \f igh — h\ qui se trouve dans les tables ordinaires, h et h' sont les hauteurs observées des deux colonnes 1 iquides , et g la vitesse due à la pesanteur au bout d'une seconde de chute — 9",8o88; v la vitesse cherchée discourant «= AB, B étant une constante déterminée par le tarage de l'instrument, comme avec le moulinet de Woltmann.

Mangon a employé le tube jaugeur de Darcy dans ses expériences. « Fort simple, dit-il, ne contenant aucun mécanisme susceptible de dérangement, il n'exige pas l'emploi de compteur, et la vérification de son tarage, pour déterminer la valeur du coefficient numérique, se fait avec facilité. Le petit volume des tubes permet de l'introduire dans le plus petit courant, sans déranger le régime et sans former de remous.

a Pour faire de bonnes observations, ajoute-t-il, il suffit que l'instrument soit bien vertical, que les tubes de laiton soient parfaitement dans le fil de l'eau, que les ajutages ne soient ni bouchés, ni faussés, etc., précautions on ne peut plus faciles à observer.

« On attend, avant de faire une lecture, que le niveau ne varie plus dans les tubes, et on répète plusieurs fois l'observation au même point du courant. Quand on opère bien, les différences de lecture entre deux observations consécutives n'excèdent pas 2 à 3 millimètres.

« Pour avoir la vitesse moyenne de l'eau dans une section, on place l'instrument successivement en un nombre de points suffisants de cette section (1). »

Comme il n'opérait que sur des rigoles de petite ou de moyenne grandeur, Mangon supportait le tube jaugeur à l'aide d'une vis à pince, sur deux règles horizontales fixées par des écrous à oreilles; deux jalons étaient enfoncés à droite et à gauche de la rigole. La tige en fer et le gouvernail dont l'instrument est muni pour les jaugeages des grands cours d'eau devenaient ainsi inutiles.

Grâce au tube Darcy, « la rigole du sommet d'un billon, dans la prairie de Saint-Dié (Vosges), a pu être jaugée en quatre points de sa longueur, puis deux rigoles de colature, de façon à retrouver à quelques litres

(1) Hervé Mangon, loc. cit.

près dans ces dernières, l'eau déversée sur les deux ailes de Fados. »

Jauge des drains. — Pour jauger la quantité d'eau déversée par de très petites sources ou par des drains, Mangon a proposé de disposer sous la bouche de décharge, dans le fossé d'écoulement (fig. 154 a), une caisse prismatique en zinc, divisée en plusieurs compartiments par des cloisons verticales. Ces cloisons ne sont pas toutes soudées de la même manière : les unes touchent le

OOO 0-*

Fig. 154. — Jauge des drains.

fond et ne s'élèvent pas jusqu'à la partie supérieure de la caisse; tandis que les autres partent du haut de la caisse et ne descendent pas jusqu'au fond. Il résulte de cette disposition que l'eau qui tombe dans le premier compartiment, avec une certaine force et une vitesse acquise due à sa chute, arrive dans le dernier compartiment tout à fait inerte (1).

La paroi extérieure de la caisse qui ferme le dernier compartiment, est percée d'une série de trous formant

(1) Salleron, loc. cit.

un triangle dont le sommet est tourné vers le bas de l'instrument. Une division est gravée le long d'un des côtés de ce triangle perforé.

Supposons que l'eau tombe de la bouche de décharge en minime quantité, le premier trou formant le sommet du triangle pourra suffire à son écoulement. Si, au contraire, l'eau tombe en abondance, le niveau pourra s'élever dans la jauge et couler à la fois par plusieurs rangées de trous. La division tracée sur l'échelle, en regard de la plus haute rangée de trous par lesquels l'eau s'écoule (fig. 154 £), fait connaître le nombre de litres d'eau déversée en une minute par la bouche de décharge.