DISTRIBUTION DES VITESSES DES RESSAUTS HYDRAULIQUES DANS DES CANAUX A CIEL OUVERT

Bouriche, Fouzi (2024) DISTRIBUTION DES VITESSES DES RESSAUTS HYDRAULIQUES DANS DES CANAUX A CIEL OUVERT. Doctoral thesis, Faculté des sciences et technologie.

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Abstract

RESUME : La présente thèse constitue une contribution dans le contexte plus vaste de la recherche sur la distribution des vitesses dans les écoulements fluviaux ainsi que dans les canaux composés. Il représente également une source d'information pour la conception et la stabilisation des canaux, la gestion des crues et les projets d'aménagement hydraulique. Cette étude, se focalise sur une étude théorique et expérimentale de la distribution des vitesses moyennes horizontales dans deux types de ressauts hydrauliques, à savoir le ressaut contrôlé par seuil mince et le ressaut forcé de type ‘’A’’ également par seuils minces, évoluant dans un canal composé de forme trapézoïdale (lit majeur) à base rectangulaire (lit mineur) et de pente nulle. Ce travail commence par une recherche bibliographique explorant les types de ressauts hydrauliques utilisés dans cette étude en cherchant les relations fonctionnelles entre ces caractéristiques, puis par une étude expérimentale qui se concentre en première partie, sur la présentation et l’analyse des résultats des mesures des vitesses moyennes horizontales en explorant le comportement du ressaut notamment dans la région du rouleau. Sur la base des résultats obtenus, nous avons entrepris l'évaluation de la corrélation entre les vitesses relatives (U* = Ui/U1) et les positions relatives (X* = X/LJ), afin d'établir une relation fonctionnelle (U*= f(X*)) en utilisant la méthode statistique des moindres carrés. La robustesse de la relation entre ces deux paramètres adimensionnels (R² très élevés, oscillant entre 0.73 et 0.98) nous a permis d’attribuer une utilisation universelle de ces rapports des vitesses relatives (U*) et les positions relatives (X*). Cela permettra de déterminer les vitesses en fonction de leurs positions, en se référant aux pourcentages présentés dans cette étude. Ces rapports relatifs sont liés aux valeurs de vitesse initiale (U1) et à la longueur du ressaut (LJ). Cette approche est applicable indépendamment des caractéristiques hydrauliques et géométriques spécifiques des ressauts considérés (Q, U1, H1, HS, LS, LR, LJ), qu'il s'agisse d'un ressaut contrôlé ou forcé de type ‘’A’’ dans un canal composé de la même forme de section que celle utilisée dans notre étude. ABSTRACT : The present thesis constitutes a relevant contribution in the broader context of research on velocity distribution in river flows as well as in compound channels. It also represents a crucial source of information for the design and stabilization of canals, flood management, and hydraulic development projects. This study focuses on a theoretical and experimental approach to the distribution of average horizontal velocities in two types of hydraulic jumps, namely the jump controlled by a thin threshold and the forced jump of type ''A'', also by thin thresholds, evolving in a channel composed of a trapezoidal shape (major bed) with a rectangular base (minor bed) and zero slope. This work begins with bibliographic research exploring the types of hydraulic jumps used in this study by seeking the functional relationships between these characteristics. The experimental study then concentrates, in the first part, on the presentation and analysis of the results of the measurements of horizontal average velocities, exploring the behavior of the jump, particularly in the roll region. Based on these results obtained, we will undertake the evaluation of the correlation between relative velocities (U* = Ui/U1) and relative positions (X* = X/LJ), in order to establish a functional relationship (U* = f(X*)) using the least squares statistical method. The robustness of the relationship between these two dimensionless parameters (very high R², oscillating between 0.73 and 0.98) allowed us to attribute a universal use of these ratios of relative velocities (U*) and relative positions (X*). This will make it possible to determine the speeds according to their positions, referring to the percentages presented in this study. These relative ratios are linked to the initial speed values (U1) and the length of the jump (LJ). This approach is applicable independently of the specific hydraulic and geometric characteristics of the jumps considered (Q, U1, H1, HS, LS, LR, LJ), whether it is a controlled or forced jump of type ''A'' in a channel composed of the same section shape as that used in our study.

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