DU JAUGEAGB DES EAUX COURANTES

175. On emploie divers procédés pour connaître le produit d'un courant d'eau. Le plus direct et le plus exact consiste à faire écouler le courant dans des vases d'une capacité connue , en observant le temps nécessaire pour les remplir. Cette méthode ne peut être employée que pour les courants dont le produit est fort petit.

Lorsque le courant présente sur une longueur considérable un état constant, en sorte que la pente, la section et la vitesse n'ont pas dans cet intervalle de variations notables, il suffit d'observer la pente et la section pour pouvoir en conclure la vitesse moyenne, et par conséquent le produit [voyez les nM 112 et suivants). Dans une circonstance semblable, on chercherait encore, pour se procurer une vérification, à connaître la vitesse moyenne par l'observation. On y parviendrait en mesurant la vitesse à la surface et au milieu du courant, et en estimant d'après cela la vitesse moyenne au moyen des relations indiquées n° 126.

On mesure la vitesse à la surface et au milieu du courant par divers procédés:

1° On observe le temps qu'un flotteur abandonné au courant emploie à parcourir un certain espace.

S0 On observe le nombre de tours que fait, dans un temps connu, un moulinet dont les extrémités des ailes trempent dans le courant et en prennent la vitesse.

8*0n observe l'inclinaison d'un fil, à l'extrémité duquel est attaché un corps sphérique plongé dans le courant.

4# On présente au choc du courant une petite surface plane qui, en recevant ce choc, fait plier un ressort et mouvoir un index.

&• On présente au choc du courant un instrument formé d'une petite roue à ailes obliques, dont le mouvement se communique à d'autres roues, et fait marcher un index.

Ces procédés , h l'exception des deux premiers, exigent que l'instrument

ait été étudié d'avance dans des courants dont la vitesse est connue. On oart a dessein ici de faire mention du tube de Pitot, instrument fondé sur de principes inexacts, comme oo l'a reconnu par une étude approfondie de h résistance des fluides {voyez les notes du premier volume de l'jirclàtechm hydraulique de Bélidor, pages 557 et 561).

176. Lorsque les moyens précédents ne peuvent s'appliquer, ou ne praissent pas suffisamment exacts, on établit dans le lit du courant un barrage, dans lequel on ouvre un orifice par lequel on laisse couler l'eau. On attend que l'écoulement soit réglé, c'est-à-dire que l'eau ait pris sur l'orifice la auteur constante nécessaire pour lui faire dépenser le produit du courant. Oi calcule ensuite la dépense au moyen des règles exposées précédemment sur l'écoulement des fluides contenus dans des vases.

La meilleure disposition parait être l'emploi d'un orifice horizontal ouvert dans une paroi plane et mince. Il faut que la distance entre l'orifice et le niveau de l'eau dans le bief supérieur soit au moins égale à trois ou quatre fois le diamètre de ecl orifice.

Cependant on profite souvent dans le jaugeage des courants d'eau de» barrages établis pour les moulins, dont les pertuis présentent un orifice vertical préparé d'avance, tandis que l'établissement d'un orifice horizontal engérait une construction spéciale. Celte circonstance peut engager à employer de préférence un orifice vertical , quoique le calcul de la dépense paraisse alors plus susceptible d'erreur. On éviterait autant que possible ces erreurs, si l'orifice était évasé ou était placé dans une paroi plane, suffisamment étendue pour qu'on pût employer avec exactitude les valeurs du coefficient delà contraction données n° 54. Ces valeurs ne pourraient effectivement être appliquées si le fond de l'orifice ou ses eOtés étaient trop peu distants du fond

Les temps écoulés depuis l'instant où le bassin a été isolé, en secondes,.... Les volumes d'eau dépensés, en métrés cubes,

ï,tf,4",4m

Le produit Q du courant, c'est-à-dire la dépense par seconde qui avait lieu à l'orifice d'écoulement à l'instant où le bassin a été isolé et où l'on compte t = o, se calcule alors, suivant le nombre des observations simultanées, par les formules suivantes :

Pour une observation,

Pour deux observations.

Pour trois observations,

Pour n observations,

1 r f!(n— 1) q" n(n — l)(*»-2) q"' ql*>-\

Q = — *0' .—H db — .

Ces équations sont fondées sur les considérations suivantes. Soit généralement q le volume d'eau écoulé hors du bassin à la fin du temps t : On écrira

et prenant un nombre de termes égal à celui des observations, on déterminera le coefficient A de manière que l'équation soit satisfaite. Si 0 représente la section supérieure du vase, et j? la quantité dont cette surface s'est

dq d»

abaissée au bout du temps t, on a dq = 0 dz, — = 0 — . Or la valeur

dt dt

de — correspondante ht=o multipliée par 0 donne la valeur cherchée de dt

Q : donc

En cherchant par l'élimination les valeurs de A correspondantes à divers nombres d'observations, on parvient aux formules précédentes.

440 LEÇONS SDR L'APPLICATION DE LA MBCAHIQUR,

On doit remarquer, en employant cette méthode, que b surface de h dans le bassin ne peut en général se maintenir exactement horizontale : il s'y établir une pente du cOté de l'orifice. Il faut donc observer ahwttatfci l'abaissement de cette surface dans divers points do bassin, afin d'en a naître exactement la figure à chaque intervalle de temps i, et par snite I volumes d'eau écoulés après chacun de ces intervalles.