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Manuel d`hydrométrie

1. 10 275 BIBLIOGRAPHIE ROCHE Hydrologie de surface ORSTOM Gauthier Villars Paris 1963 ANDRE M AUDINET G MAZERAN et C RICHER Hydrom trie pratique des cours d eau Eyrolles Paris 1976 TROKOLANSKI Th orie et pratique des mesures hydrauliques Dunod Paris 1962 CASTEX Hydraulique Mesure et essais applications aux tudes sur mod les r duits et aux essais caract re industriel Cours profess l ENSEEIHT OMM guide des pratiques hydrom t orologiques N 168 TP 82 M M Instruments observations et r seaux hydrom t orologiques en Afrique Cycle d tudes d Addis Abeba du 2 au 20 octobre 1967 J RODIER Les jaugeages au moulinet et au flotteur l heure du calcul automatique Colloque international sur i Hydrom trie Coblence 13 19 sept 1970 BOURGUIGNON Jaugeage au moulinet Chapitre ex cution des relev s E D F Direction des Etudes et Recherches Division Essais Ext rieurs Paris mai 1952 pages 13 45 Soci t Hydrotechnique de France Mesure des d bits M thode de jaugeage par exploration du champ de vitesses Fascicule N 3 CORMARY Les jaugeages au moulinet et au flotteur Stage technique d Hydrom trie Nimes 22 Mai 3 Juin 1967 RICARD Mesure de la vitesse des liquides Techniques de l Ing nieur Fascicule R 2110 p 1 14 11 12 13 14 15 16 17 18 20 21 22 276 JACCON et M TOURNE Ja
2. Coupes du moulinet V Arkansas chelle environ 3 10 1 Axe fixe 2 3 6 7 Roulements et cages 4 5 Entretoises 8 Ecrou 9 Gaine de vis sans fin 10 H lice ee SISTER SES DRE reel reed y M LA Seet Logg ET D i Z 14 Corps du moulinet 62 Vis de blocage sur perche 76 Levier du contact 80 Ressort du contact 77 Leme de contact 75 79 Ergot de contact 78 Axe de liaison avec levier de comnande FIGURE 16 D apr s OTT notice HB 10 050 05 59 Ce moulinet est class dans les moulinets entra nement m canique bien qu il n y ait aucun m canisme d multiplication dans le g n rateur d impulsions Ce dernier est constitu simplement par deux balais souples en cuivre frottant en bout d axe sur lequel est scell e une pastille isolante On obtient un contact par tour La figure 17 montre la coupe de ce moulinet ADIT Small Current Meter 10 150 111 103 Ae KEMPTEN BE EEE z27ZZZZZZzy S Z z Si 1 3 ITIN LA CES 9 10 Pi ce de blocage Paliers billes Corps du moulinet Arbre Raccord Ressort de pression Bague O Rondelle de fixation Bouchon vis 10 Dispositif de contact Vis de contact C ble du moulinet Ecrou molet Tige du moulinet H lice D apr s OTT notice 11103 Ab 60 M canisme entra nement magn tique Mouline
3. etc Lire la cote l chelle et l heure Faire des mesures de vitesse sur VI2 derni re verticale Lire la cote l chelle et l heure Amener le saumon la verticale de la rive oppos e et lire sur le compteur l abscisse correspondante Ramener le saumon sur V12 Lire la cote l chelle et l heure Faire les mesures de vitesse sur VI Lire la cote l chelle et l heure Ramener le saumon en Vll Lire la cote l chelle et l heure ecvsoscececcaeecece Apr s tre revenu en Vl et avoir rep r l abscisse de la rive c t VI on retourne vers V2 V3 V4 et ainsi de suite jusqu la fin de la crue On peut galement lorsqu on jauge partir d un pont op rer toujours dans le m me sens de VI VI2 afin d avoir pour chaque verticale des hauteurs l chelle mieux r parties Ceci n est pas possible avec une station t l ph rique en effet le trajet retour de V12 V1 est long et p nible lorsqu il est fait d une seule traite Il vaut donc mieux jauger galement au retour m thode ci dessus 239 Si les vitesses deviennent trop fortes on essaie de mesurer uniquement la vitesse en surface Si la cote se stabilise on peut faire des verticales inter m diaires quand on le juge n cessaire La mesure par verticales ind pendantes ne sera arr t e que lorsqu il devient possible de faire avec une bonne pr cision varia tion faible de la c
4. D mA P ere x OD DH DH H s ARKANSAS t C 31 SS DUMAS NEYRPIC DUMAS ee D 1 D Types 1 V 10050 type 10002 type 2113 cL type i type 101 55 Moulinets SS n est pl om ce gt y 11 n est plus NEYRFLUX plar type 2113 1 type 10152 TI construit type 2142 77 i TABLEAU V INITIATIONS DOCUMENTATIONS TECHNIQUES N 41 MANUEL D HYDROM TRIE Tome IV MESURE DES D BITS A PARTIR DES VITESSES M ALDEGHERI Directeur de Recherches de ORSTOM O R S T O M PARIS 1979 II La loi du 11 mars 1957 n autorisant aux termes des alin as 2 et 3 de l article 41 d une part que les copies ou reproductions strictement r serv es l usage priv du copiste et non destin es une utilisation collective et d autre part que les analyses et les courtes citations dans un but d exemple et d illustration toute repr sentation ou reproduction int grale ou partielle faite sans le consentement de l auteur ou des ayants droit ou ayants cause est illicite alin a Ter de l articie 40 Cette repr sentation ou reproduction par quelque proc d que ce soit constituerait donc une contrefacon sanctionn e par les articles 425 et suivants du Code P nal I S B N 2 7099 0546 9 O R S T O M 1979 LIT AVERTISSEMENT C est Ta fin de l ann e 1975
5. Correction c ble immerg 22 TABLEAU III u en m tres en fonction de y x et de e e cA en 24 26 28 30 32 34 36 38 YLI 175 Exemple On a hauteur du point de suspension au dessus de l eau d 5 m longueur du c ble d roul depuis la mise z ro du comp teur saumon non immerg au ras de l eau c ble vertical jusqu au contact du saumon avec le fond y 7 77 m angle de d rive saumon au fond 30 Calculer la profondeur r elle p a le tableau Ildonne pour d 5met 30 0 77 m b Nous avons y x 7 00 m Le tableau III donne pour y x 7 00met 30 u 0 33 m d o p y x u 7 77 0 77 0 33 p 6 67 m Les positions interm diaires de l quipement de mesure sur la verticale sont corrig es de la m me facon partir des lon gueurs de c ble d roul es yi CT et des angles des D EE observ s en chaque point En g n ral on peut utiliser la valeur de C existant lorsque le saumon est au fond la diff rence entre et les angles aux diff rentes positions du moulinet est inf rieure aux erreurs d estimation des angles Nous citons cette m thode pour m moire car c est une version un peu compliqu e de la m thode pr c dente En effet H ANDRE 176 introduit pour la correction de profondeur deux angles de d rive X lorsque le saumon est juste immerg et OH a lorsque
6. en tablissant un bar me pour le moulinet utilis donnant la vitesse en m s en fonction de bar me ou du nombre de tours r alis s dans le temps T fixe de 30 50 ou 100 secondes bar amp me V N ou du temps T mis pour faire un nombre de tours N fixe gal 50 100 ou 200 bar me V T Le choix du bar me V n V N ou V T d pend videmment du mat riel de comptage dont on dispose Avec un compteur pr s lec tion on peut choisir le bar me V N si l on pr s lectionne le nombre de tours N Ces bar mes sont tablis une fois pour toutes d s r ception du mat riel pour toute la gamme de vitesses et en tenant compte ventuellement des diverses formules de tarage du moulinet Les bar mes seront donn s avec trois chiffres significatifs apr s la virgule Les bar amp mes V N ou V T vitent d avoir calculer le rapport N T d o une certaine simplification b Les op rateurs disposent de calculatrices lectroniques program mables Les constantes du moulinet sont introduites en m moire dans la machine ainsi que la valeur de n N T limite entre deux qua tions Un programme simple permet ensuite de calculer V m s en introduisant successivement les valeurs de N et T obtenues en cha que point de mesure Un test est pr vu dans le programme pour d terminer en fonction de la valeur de n l quation qui doit tre utilis e pour le calcul de V Cette m thode est beaucoup plus rapide
7. N b d bul 50 206 Prendre compte tenu de cette capacit le saumon le plus lourd possible accroch un c ble lectroporteur dont le diam tre est le plus petit possible Nous r p tons que la tra n e du c ble est plus importante que celle du saumon Pour une m me vitesse de l eau un saumon de 100 kg avec un c ble de 6 mm donnera un angle de d rive C plus grand qu un saumon de 25 ou 50 kg avec un c ble de 3 mm Avec le montage sur saumon il est inutile d utiliser une h lice auto composante Bien surveiller l arriv e des corps flottants arbres 2 ou autres et ne pas h siter remonter l quipement de me sure lorsqu il y a doute sur la direction de 1 trajectoire et risque de collision Avec un porte faux sur v hicule v rifier avant de commericer la mesure si le trottoir du pont est capable de supporter l ensemble Placer l entr e et la sortie du pont les panneaux de signalisation r glementaire m me pr caution avec la cyclopotence Ajoutons pour terminer quelques conseils relatifs aux jaugeages par int gration conseils qui sont d ailleurs valables avec tous les modes op ratoires utilisant un mouli net mont sur saumon avant de commencer la mesure avec saumon faire un essai de descente pour ajuster la vitesse aux conditions lo cales d coulement et aussi pour v rifier que le saumon res te bien horizontal pend
8. N 772 Mesure du d bit des liquides dans les canaux d couverts Vocabulaire et symboles 31 TOSHIO TAKENOUCHI et TOSHIHIKO TERAMOTO Discharge measurement by observing the electricfield induced in a river due to a geomagnetic field 1963 32 33 34 35 36 37 38 39 40 278 RYCKBORST et R O CHRISTIE Feasibility of electromagnetic stream flow measurements using the earth s field Bulletin des Sciences Hydrologiques XXII 2 6 1977 Voir galement comptes rendus du Symposium de Reading d cembre 1974 sur le jaugeage des rivi res par les m thodes ultrasoniques et lectromagn tiques organis par Water Research Center et Water Data Unit M ALDEGHERI TERR Stations t l ph riques de jaugeage description notes de cal culs et r gles observer pour leur installation Cahiers ORSTOM s rie Hydrologie en pr paration OTT Documentation et tarifs instruments d hydrom trie OTT Moulinets et leurs accessoires Tarifs 103 NEYRPIC Mesures Hydrauliques Documentation mat riel hydrom trie J CALLEDE Le cercle hydrographique Note Ron o 11 pages Y L HOTE Techniques d Hydrom trie SRAE Lorraine J CRUETTE et J A RODIER Mesure de d bits de 1 00 ZEROUD pendant les crues exceptionnel les de l automne 1969 Cahier ORSTOM s rie Hydrologie volume VIII n 1 1971 279 ANNEXE QUELQUES MOULINETS USUELS IT LES COMPTEURS D IMPULSIONS III LES PERCHES IV LES TRE
9. direction de l coulement IV 3 D POUILLEMENT DU JAUGEAGE PAR LA M THODE POINT PAR POINT Nous disposons maintenant de feuilles de jaugeage sur lesquel les sont port es la largeur du plan d eau la profondeur de la rivi re au droit de chaque verticale dont la position est connue en abscisses et la vitesse du courant en diff rents points de ces verticales Le calcul du d bit se fera par double int gration graphique ou par int gration arithm tique IV 3 1 M THODE GRAPHIQUE Il existe deux m thodes 1a m thode des paraboles ou des paraboles de vitesse et la m thode des isodromes ou isotaches courbes d gale vitesse 249 Signalons aussi la m thode graphique de HARLACHER qui permet le calcul du d bit partir des vitesses moyennes obtenues par pla nim trage des paraboles surface divis e par 1 profondeur La courbe des d bits l mentaires est ensuite construite graphiquement sur une pure repr sentant la section de mesure Nous n examinercns ici en d tail que 1 m thode des paraboles qui est 1 plus utilis e 10 3 1 1 R gles g n rales On dessine pour chaque verticale la courbe des vitesses en fonction de 1 profondeur Pour cela tracer un trait horizontal repr sentant la surface de l eau et un trait perpendiculaire dirig vers le bas qui servira d origine aux vecteurs vitesses et sur le quel sera port e la profondeur de 1 verticale Attention l ori gine des p
10. l arriv e les deux bras de l appareil soient perpendiculaires Ne jamais remettre le compteur z ro mais faire une lecture au d part et une lectrue l arriv e Suivre le contour de la surface planim trer assez rapide ment et sans trembler Effectuer toujours deux planim trages successifs en d pla ant le p le du planim tre entre les deux mesures Si les r sultats pr sentent entre eux des carts de plus de 2 Z recommencer l op ration et prendre la moyenne de deux planim trages pr sentant des carts inf rieurs 2 Z OFFICE DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE OUTRE MER Direction g n rale 24 rue Bayard 75008 PARIS Service des Publications 70 74 route d Aulnay 93140 BONDY O R S T O M diteur D p t l gal 2 trim 1979 I S B N 2 7099 0546 9
11. 2 19 2 78 3 42 4 11 4 85 5 54 8 0 22 0 48 0 78 1 13 1 52 E 1 96 2 43 2 95 3 52 4 13 EE Tableau 1 Charge concentr e 5000 N YOE LXXX db dh de dt 4k de de de de Ib dE PE de 45 LL de 45 dh 42 de dh dh dt de ge de de ge Sh dr de dd 59 te dede T Ge Me dh iae TF tF de 42 de de de BR an LI sh 45 de de de de dE dE de p th dh 3t it it ne FC Z poros T4 t EN FCH TC 260006 0 73 D 355 0 41 4 TC 40000 2 748 Dein Tv 10940 Ep 55 3 ICH 5850004 Defi 26043 FC gt TC 60100475 0 407 Tv Don n TCH TO4dODA Li T go 49 4h04 FC 70 34 7 TC TO0O000AS 0 40 it Boos 25 Ras 8 Tv 160365 20 51 H 26000 les 1 59 40000 Q 24 043 3 l 3 50000 Del 23991 Je VC MG 18640049 JTSTAN ES 0 9 3 27 H e56000 0 53 1612 P long 0000 P Deb biet P 0 195 P 50000 0 30 009 Jeng P d 60000 0 23 35089 1 50 7T0000 45255 lun 5 64 eennn 3 259 1779 5 3 55 40000 1 14 7377 P 500001 0 57 P 20241 2 54 0000 0 43 33055 2 25
12. gale longueur du silence et du bruit Fig 11 ENREGISTREMENTS DES IMPULSIONS FOURNIES PAR QUATRE MOULINETS PLAC S DANS LE M ME COULEMENT k seconde ne LE 7 Moulinet OTT Arkansas H lice pas 0 25m 1 top tous les 10 tours Moulinet WEYRELUX H lice pas 0 25 1 top par tour 9 Moulinet OTT C 31 H lice pas 0 125 top par tour 2 Moulinet OTT C 31 H lice pas 25 top par tour St 46 Repr sentation contact moulinet Fig 12 9 xd 1 Him Impulsions DEPART Iz 47 Utilis es avec les moulinets g n ratrice de courant les h lices pas diff rents permettent de disposer de plusieurs plages de mesure et d am liorer ainsi la pr cision aux faibles vitesses Cepen dant il faut avoir soin de changer l h lice avant d atteindre des vitesses de rotation trop lev es max 700 t min afin d viter 1 saturation de la dynamo Il faut noter aussi que les h lices pas court du fait de la faible inclinaison de l ar te sur l axe pr sentent un couple moteur peu important on rem die cet inconv nient en augmentant la surface sur laquelle s exerce 1 pouss e hydrodynamique en r alisant des h li ces tripales ou double enroulement Dans les premiers moulinets l axe tournait entre deux pointes pos es sur coussinets de saphir Tr s rapidement on a adopt Les roulements billes de pr cision et on a che
13. obtenu avec une meilleure pr cision que dans le second Et sur une m me rivi re le choix de l emplacement du jaugea ge peut par suite de conditions non identiques d coulement ner des r sultats assez diff rents dans l estimation du d bit Nous donnerons plus loin et en d tail les principaux crit res de choix d une station de mesure Mais comme nous avons assez souvent eu l occasion de voir dans l embarras des agents encore inexp riment s nous noterons d s pr sent dans ce paragraphe d introduction que l emplacement de la section de jaugeage n est pas immuable Elle doit se situer videm ment pr s de la station d enregistrement des hauteurs d eau Il serait souhaitable qu elle puisse se trouver exactement au droit de cette station Malheureusement cela n est pas toujours possible On se place alors l aval ou l amont compte tenu de la configuration du lit et des caract ristiques du courant Une section de mesure peut convenir en hautes eaux mais n est plus utilisable l tiage par suite de mauvaises conditions d coule ment r sultant des faibles d bits Dans ce cas on d finit deux ou plu sieurs sections distinctes utilisables pour diff rentes gammes de d bit Il faut cependant veiller ce qu elles ne soient pas trop loign es les unes des autres et qu il n y ait pas d apports interm diaires ni fuites ou pr l vements Ces consid rations valent pour les stations sans apparei
14. r mn mm ILLI Les moulinets talonn s individuel lement doivent tre r talonn s suivant les r gles de routine ou au moins d s que leur fonctionnement peut tre suspect En pratique un r talonnage est effectu une fois par an ou apr s 300 h d emploi en prenant en consid ration 1 plus faible des deux p riodes Le moulinet doit tre examin avant et apr s chaque mesure de d bit pour d celer les paliers us s ou endommag s un mauvais alignement de l arbre le fonctionnement incorrect des points de contact la d formation de 1 carcasse de la roue coupelles dans le cas d un moulinet coupelles ou de l h lice dans le cas I d un moulinet 3 h lice Apr s un entreposage d assez longue dur e il convient de v rifier la lubrification des paliers du moulinet Dans le cas d un moulinet h lice afin de v rifier que le profil des pales n a pas t d form utiliser un moule en pl tre ou un mod le m tallique Nota Certains moulinets ne n cessitent pas de lubrification Essai de rotation L essai de rotati n est une m thode facile de v rification du fonctionnement du moulinet Le fabricant doit sp cifier la dur e de l essai de rotation que l on doit obtenir pour chaque type par ticulier de moulinet L essai est effectu comme indiqu et dans les conditions recommand es dans la notice du fabricant ou comme suit 142 Le moulinet doit tre correctement l
15. 5 79 6 35 7 97 9 14 7 0 46 0 98 1 54 2 15 2 Bo 3 53 4 30 5 11 5 98 6 90 P 8 0 29 0 63 1 02 1 44 1 91 2 62 2 98 3 54 E 4 2 4 9 X amp I e HA D e ER o x 39 3 dt de 1 A 1 tt de E de gh Ie tt SF dE de dh 45 dE de de TF de dede it dE P TE Tt tF dh de T de Se de TE dE de TE tE BE F F F th de 4h Gt F tb GE dE De Tableau Charge concentr e 7000 N 60 310 Le tableau IV donne les valeurs de la fl che vide pour une tension gale R 3 que l on peut comparer celle obtenue apr s montage de l installation VII 4 Remarques Avec les transporteurs a riens il est th oriquement possible de mesurer des vitesses de l ordre de 6 7 m s 1 faut que les quipes soient bien entra n es t qu il n y ait pas trop de transports en surface branches herbes Un jaugeage partir d une station t l ph rique est long les d placements du moulinet sont lents il faut compter 20 30 minu tes pour traverser 250 m avec un treuil double de 100 kg manuel Le mat riel doit toujours tre en parfait tat treuils et c bles graiss s p riodiquement ne pas oublier la poulie de renvoi qui risque de se gripper tr s rapidement Veiller au bon fonction nement du contact de fond car c est de lui qu
16. 70000 0 43 42352 1 55 ENTF 125 amp 7 P 0000 1 79 h Thha 3 8 k 0000 0 97 P 14785 3 32 P 80000 0 71 31169 2 95 P 70000 0 70 40778 2 19 69215 EN 6091 O 3 2 37 0000 55 R 35 4 364 50000 1 43 P 17554 amp 15 P 0000 amp 1 09 29433 3 72 P 70000 1 05 P 38800 2 78 Dl 2540 lt 90 hz 5 85 3 50060 2 10 16915 P 5 05 20000 P 1 55 i 27355 4 54 6 70000 1 52 37072 3 42 H 5 00 7 50000 31 5260004 40000 2 13 2Q 0 t 4 56 25741 98 2578129 Z50541 5 2 5 36 70000 7T0000 2 068 2 70 00400 Lau v2 35522 3464450 U01 13250 tell EF 6 95 P 5 54 R 000 00 91 000007 100000 100000 100000 100000 100000 100000 t 174 E 0 31 0 451 0 75 1 06 bl lete 1 35 2 35 79593 T750B 75339 73220 71177 590200 0 57041 1 1 57 1 35 2 893 P 2 35 3 5 45 13 6096 AeA 50000 0000 150000 150000 150000 5150000 0 43 0 53 P 0 87 P 1 15 1 68 1 96 H M 43646 141371 13931R 137256 35205 133182 8 E EEEE E TTT EE E E EEEE E EE E EE EEE EE E E EEEE EE GE E Tableau II S0 2 5 1 5 bim 60606006 ABAQUE DONNANT LA FLECHE VIDE F EN FONCTION DE LA FLECHE MAXIMALE EN
17. EWEN 52 00 51 20 50 56 502 49 53 4923 48 53 49 24 4755 MEA 46 59 46 32 46 06 4510 44 49 44 00 43 36 4113 42 50 4227 IEN 4143 41 00 40 39 4018 59 58 3958 3978 38 59 36 40 38 21 38 03 374 3727 37 09 g 610 615 6 20 625 630 635 640 645 650 655 660 655 670 675 cun 655 te 695 700 705 10 715 720 725 730 735 740 745 750 755 759 765 770 775 780 785 790 795 ec 36 52 306 35 36 18 36 02 35 45 35 29 75 14 34 58 34 43 3427 34 12 33 58 33 43 33 29 3314 axul 3247 32 32 20 32 07 31153 SINIT 31127 31 15 EIN 2751 32 32 30 27 EINEN 32 03 29 12 29 41 29 29 29 18 29 97 2855 28 45 28 35 28 25 28 15 EDEETEE 800 805 810 815 820 825 830 935 840 845 850 855 860 865 870 875 010 nas 890 895 900 909 910 915 920 925 930 935 940 945 950 955 900 965 970 975 980 985 930 598 28 04 274 2744 27 35 27 25 27 15 27 06 26 55 26 7 26 38 2529 26 20 26 11 25 02 25 SE 2520 25 20 25 12 25 03 24 47 PAIN 2132 Mant 24215 24 09 01 23 54 23 47 23 35 23 32 2325 RER 23 2304 2257 22 81 22 44 1000 1005 1010 1015 1020 1025 1030 1025 1040 1045 1050 1055 1060 1065 1070 1075 1099 1095 10J0 1095 1160 1105 1110
18. Vis de r glage de la perpendicularite du miroir Alidade PETER Pince de debrayage r S Grand Tambour de la 4 vis tangente i Lunette Cr maill re Vis de r glage de la parallaxe COS NET i Vis de fixation de J la lunette du viseur Vis de r glage du z ro Petit miroir Fig 33 CERCLE HYDROGRAPHIQUE O R S T O M Service Hydroiogique p 124 Avec le t l m tre l abscisse de chaque verticale est obtenue directement en visant une balise ou un rep re sur la berge Avec les t l m tres optiques la mesure n est possible qu au del d une certaine distance 30 ou 50 m pr s de la berge rive droite on visera la balise rive gauche et inversement Notons que des t l m tres lectroniques rayons infrarouges ou laser apparaissent actuellement sur le march ils sont pr cis d une maniement facile mais d un prix lev qui ne permet pas d envisager leur utilisation en hydrom trie pour la seule mesure des distances sur grandes rivi res Le th odolite plac en station ou sur une berge donnera 1 position du bateau sur l alignement d finissant la section par une mesure d angle e x sc cM Ee l 1 Ze 7 s AES o ME Fig 34 125 L appareil plac en de telle fa on que AC soit perpendicu laire AB donne l angle pour chaque position du bateau situ en B figure 344 On a AB
19. cet effet derri re le miroir figures 56 Observation d un bas de toiture R glage de la parallaxe Vis de reglage de la parallaxe Petit miroir mmo Vis de r glage du z ro Fig se Vis de r glage du petit miroir O R S T O M Service Hydrologique Cette op ration est effectuer souvent toutes les cinq ou six heures Mettre l alidade z ro tr s soigneusement index et tambour viser une verticale bien nette Les images directes et r fl chies doivent coincider sinon agir sur la vis de r glage du z ro situ e derri re le petit miroir 218 Entretien Nettoyer les miroirs l eau savonneuse et les essuyer avec un linge doux manipuler l appareil avec soin Ne jamais huiler la cr maill re mais enlever avec une curette en bois tout cambouis ou d p t Lorsque 1 section est adopt e les rep res D sont mis en place L alignement est r alis ais ment avec l aide d un niveau P ou d un th odolite Avec un th odolite plac en B puis en C on d termine apr s rotation de 90 par rapport AD la direction des rep res E F puis G H Cette direction est jalonn e puis la distance correspondant la demi base choisie piquet e et On proc de alors sur les huit jalons mis en place des contr les d alignement et de direction au cercle hydrographique r gl sur 90 Chaque point peut tre mat rialis
20. formule 1 sera P P U a Eo b m dp dp b vaT Or vT et dp P d o Ce qui est l expression de la vitesse moyenne le long de 1a verticale Le jaugeage par int gration donnant dono directement la vitesse moyenne sur la verticale permet La r alisation de mesures plus rapides et plus compl tes Nous verrons plus loin que le montage du moulinet ne permet pas d explorer la totalit de la verticale le moulinet est arr t yne certaine distance du lit de la rivi re du fait de la constante de fond du montage Nous donnerons une m thode qui permet d apporter une correction suffisamment approch e 20 Nous citerons cette m thode pour m moire car elle est assez peu utilis e Son application ne peut tre faite que dans des sections parfaitement calibr es en profondeur sur une certaine longueur Elle donne de bons r sultats dans le cas de vitesses tr s faibles o l uti lisation des moulinets n est plus possible Le principe est le suivant la vitesse moyenne de l eau est obtenue en chronom trant le temps mis par un flotteur lest immerg sur une profondeur gale au 4 5 environ du tirant d eau pour parcourir une certaine distance dont la longueur d pend de la vitesse du courant Pour que la mesure soit correcte il faut que le tirant d eau soit cons tant sur toute la longueur du d placement du flotteur afin qu il n y ait pas de risque de fr
21. la date et 1 cote l chelle La figure 65 montre un exemple de pr sentation du d pouille ment Les courbes d gal s vitesses ne sont trac es qu titre indi catif i 0 353 eh 4 Date le 25 17 1956 GEO Cates debut 3 48 m 148m n D bit 29 7 m7 DA pires 2 Operateur Y MOUN 3 Cross Moulinet gt OTT 8715 We E H bze OTT 8719 pas 0 25 asto composerte Perche DII 0194 section 60 a Largeur 94m gt Profondeur moyenne 0 64 m Peate Vitesse maximum 0792 m s Vitesse 0495 m4 Vitesse moyenne sugerfictele 0 530 m s Rapport U 0 93 Vas Ami tn Fig 65 i 1 Il reste le probl me de la cote adopter pour un jaugeage de crue lorsque celle ci a sensiblement vari au cours de la mesure Personnellement nous pr f rons dans ce cas repr senter le couple Q H sur la courbe de tarage par un segment de droite parall le l axe des hauteurs ayant pour origine la cote minimale et pour extr mit la cote maximale observ es pendant toute la dur e de la mesure voir figure 2 I 1 2 256 Certains hydrologues pr f rent lier le d bit la cote moyen ne Si les variations sont faibles et toujours dans le m me sens on peut prendre la cote moyenne entre le d but et la fin de mesure Si les variations de cotes sont amples et irr guli res une premi
22. lectroniques pilot es par quartz le compteur est constitu par un syst me affichage par diodes lectroluminescentes L alimentation se fait par batterie au cadmium nickel rechargeable sur le secteur l aide d un chargeur incorpor Sur le m me principe deux nouveaux appareils sont actuel lement l essai Ils fonctionnement sur piles et ont une autonomie de 250 heures de marche discontinue L affichage est r alis sur des blocs num riques 7 segments au Ga s P identiques ceux des calcu latrices de poche Le premier mod le CJR 20 dispose d une pr s lection du temps fixe 30 ou 60 secondes avec possibilit de mise hors circuit de cette pr s lection pour mesurer pendant un temps quel conque avec un chronom tre Le second mod le CJR 22 permet de pr s lectionner un temps quelconque Cette pr s lection peut tre mise hors circuit pour les mesures par int gration par exemple le temps est compt par l horloge interne et affich sur le cadran La masse de ces appareils est de l ordre de 435 g pour le premier et 550 g pour le second Leur paisseur est de 20 mm La planche N V montre les divers compteurs lectroniques m Planche V 1 CJR 1 pr s lection T ou N 2 CJR 100 point par point et par int gration 3 CJR 2 pr s lection T ou iN 4 CJR 20 dur e fixe 5 CJR 22 pr s lection T COMPTEURS ELECTRONIQUES 76 En annexe nous donnons quelques rem
23. nent des r sultats corrects pour des angles d incidence tr s faibles 5 tandis que les secondes donnent avec une bonne approximation la valeur Y cos avec des incidences pouvant atteindre 45 suivant Les mod les On abandonne de pius en plus les mat riaux traditionnels laiton chrom alliages d aluminium etc en faveur de la mati re plastique Les h lices et les moulinets sont g n ralement livr s avee un certificat de tarage 50 11 1 2 3 des moulin ts Tarer ou talonner un moulinet c est d finir 1 relation entre la vitesse de l eau dans laquelle il est plong et les para m tres qui sont effectivement d tect s nombre de tours N de l h lice dans un temps T donn avec les moulinets signalisation lec trique ou tension U aux bornes avec les moulinets g n ratrice Les moulinets sont talonn s par translation rectiligne dans un canal de dimensions suffisantes o l eau est parfaitement immobile Kik KR KE Le principe de fonctionnement du moulinet repose sur La lin arit de la relation entre la vitesse d coulement de l eau et la vitesse de rotation de l h lice L organe mobile mis en mouve ment par le fluide actionne un syst me de signalisation appropri qui permet de compter ou d enregistrer le nombre de tours effectu s N pendant un temps T La vitesse d coulement est calcul e partir du nombre de tours par seconde n N T de l h lice et
24. quel que soit le montage le moulinet est toujours plac perpendiculairement la section avec l h lice auto composante 200 111 3 2 3 3 Tenue du carnet La figure 49 montre comment seront inscrits les r sul tats dans le cas d un jaugeage l aide d un pied de perche ou d un chariot treuil Dans les deus cas il ne faut pas oublier de noter la valeur de la constante C Pour viter des erreurs on peut prendre l habitude de donner C 1 valeur 10 cm III 3 2 3 4 Conseils et erreurs viter Maintenir les supports en parfait tat de fonctionne ment et veiller particuli rement au graissage des divers galets et paliers Dans les r gions soumises des orages violents se rappeler que la perche plong e dans l eau constitue un ex cellent paratonnerre Eviter de jauger sous l orage 111 3 2 4 Jaugeages partir d un pont L aide d un moulinet mont sur saumont re Le saumon est manoeuvr dans ce cas soit l aide d une potence rudimentaire d un porte faux mont sur v hicule d une cyclopotence manuelle ou lectrifi e On peut jauger soit point par point soit par int gration si l on dispose d un ralentisseur pour le treuil simple d hydrologie Avec 1a cyclopotence lectrifi e et suivant le compteur d impulsions dont on dispose on peut jauger par int gration soit en mon tant soit en descendant Cho
25. sous l action de la traction du saumon Les diff rents constructeurs ont pr vu pour chaque type de treuil des ralentisseurs de descente pour ex cution de jaugeages par int gration de la vitesse le long de la verticale Le freina ge est obtenu par d placement plus ou moins grand de billes sous l action de la force centrip te l int rieur de pi ces coniques cas du ralentisseur OTT La vitesse de descente peut ainsi tre r gl e de 2 5 cm s Les syst mes de freinage utilisant des palet tes tournant dans l air ont t abandonn s cause du danger qu ils pr sentaient pour les op rateurs Notons qu il ne faut jamais en l absence de ralentisseur donner 1mpulsion rapide La manivelle sans la tenir avee la main car vitesse initiale dingt communiqu e au saumon peut augmenter le couple d La traction du c ble et provoquer la descente rapide de L ensemble saumon et moulinet occastonnant La fois des dommages au mat riel et des accidents l op rateur par suite de la rotation tr s rapide de la manivelle La transmission des contacts du moulinet et du d tecteur de fond se fait par l interm diaire de balais frottant sur des collecteurs en cuivre isol s fix s sur le tambour 95 On mesure la profondeur l aide d un compteur centim tri que chiffres sauteurs command soit par une poulie sur laquelle passe le c ble soit directement par le tambour d enroulement lorsqu il n y a qu une
26. 240 124 Emplacement et nature de la section Peat T Tm croquis au verso ugeage 2 e du mante ur anne 2501 D CH D dS Support Constante du saumon DAS E EPOR ER D but de la mesure en LUVR AMI Q C e Idest vies us ayka qa eiue d NIE Hove wes denis CRETE 1 top 0 6 CT T a op rateur E EE Observations Eng hanina kegen 507 CAE LOUE MAO Zort Z 4 C J amp 22 Jour GC a rc D D K D LS SS EN lt d Q No A3 B SLL Eeer S RARER JI EREREI D Q 1 H S ES No lt N e U ES S 9 ie fN Su des CRETE SRE Fig 50 2 N T Temps s tours Ausser du 22 72 7976 Lkopa Nombre de tops 205 Suite Positions Angle du moulinet a Profondeurs mesur e corrig e Distance Heure Hauteur 009 Observations E d oe 3 gd QO 4 e H S R De d We S d d t e d iN e d s E D Q f lt N M SI be lt N Q EN 9 NI TNT 338311111
27. 57 220 Le bateau tant ancr sur la verticale Vi on met en marche Le moteur puis on remonte le courant doucement pendant qu un ou deux aides remontent 1 cha ne On avance ainsi jusqu la verticale de l ancre pour faciliter son d crochement Puis l ancre est ramen e sur le bateau Le bateau d crit un S comme il est indiqu sur la figure et vient se placer au droit de la verticale Vi 1 en amont de la section la distance par rapport la section d pendant de la profondeur et de la vitesse du courant Pour que l ancre ne d croche pas il faut que 1 longueur de la cha ne immerg e soit au moins gale cinq fois la profondeur de la rivi re On jette alors l ancre en maintenant le bateau stationnaire par rapport la berge le moteur est ensuite mis au ralenti Le bateau d rive doucement pour permettre l ancre d accrocher le fond Lors que l ancre tient on laisse d river en largant 1 cha ne jusqu ce que le bateau soit dans l alignement des rep res B C D L ali gnement est r alis la jumelle et v rifi sur les balises B et C l aide du cercle avec graduation 180 Cette derni re op ra tion est parfois un peu superflue car l erreur introduite par un d faut d alignement de l ordre de 2 m est pratiquement n gligeable Le bateau tant en position stable ancre bien accroch e au fond l op rateur effectue alors les mesures des angles 2 Cet 2 P L angle 2 oh donne partir du tabl
28. IV 4 2 M THODE ARITHM TIQUE On adopte 1 m me m thode que pour le jaugeage point par point Le fait de n avoir qu une valeur de N et T par verticale simplifie notablement Le programme de calcul IV 4 3 CAS OU IL N A PAS T POSSIBLE D ESTIMER LA VITESSE AU VOISINAGE DU FOND Nous avons vu que lors des crues rapides il n est pas fa cile et m me dangereux pour le moulinet d estimer la vitesse moyenne sur la hauteur s parant l axe de l h lice de la semelle du contact de fond On peut l aide de jaugeages effectu s la m me station par la m thode point par point d finir le rapport K entre la vitesse moyenne pr s du fond et la vitesse moyenne entre ce point et la surface Soit U la vitesse moyenne entre la surface et le point situ juste au dessus du fond De la vitesse moyenne sur la portion de verticale correspondant la constante de fond De KU Si p est la profondeur obtenue apr s correction de la lecture du compteur partir de l angle de d rive a le d bit unitaire aura pour valeur q p U C U U P Lorsqu il n est pas possible d estimer la valeur de K on peut prendre sans trop de risques d erreur K 1 3 2 262 IV 5 D POUILLEMENT DU JAUGEAGE CONTINU OU PAR VERTICALES IND PENDANTES Le d pouillement d un jaugeage continu par verticales ind pen dantes est au d part celui d un jaugeage point par point ou par int gration suivant le mode op ratoire uti
29. On peut diminuer cette d rive en augmentant la masse du saumon et en diminuant le diam tre du c ble lectroporteur cause de cette d rive l indication du compteur de profondeur est toujours plus grande que la profondeur r elle de 1 rivi re Diverses m thodes ont t propos es pour corriger les indications du compteur et approcher au mieux la profondeur vraie Nous en citerons deux dans 1 suite de ce paragraphe Mais disons tout de suite que leur application n est pas toujours tr s facile On a souvent int r t par ticuli rement dans le cas de sections parfaitement stables de faire avant et apr s la crue un lever pr cis de 1 section donnant 1 pro fondeur aux diff rentes verticales en fonction de la cote l chelle On aura ainsi la section mouill e si elle est stable et cela aidera la reconstituer si elle ne l est plus Les indications du compteur relev es pendant le jaugeage seront corrig es en fonction des renseignements fournis par le lever topogra phique Cette m thode est plus efficace plus pr cise et d une mise en oeuvre plus rapide que celles bas es sur l estimation de l angle ver tical la d rive Dans le cas de sections instables quip es de trailles t l ph riques il est possible en cas de crue importante avec tr s fortes vitesses de r aliser le lever du profil en travers de la section de mesure en op rant avec le saumon de 100 kg d pouill de tous ses acces soir
30. V lt 2 5 m s v 3 cm s V gt 2 5 m s v H H 4 5 cm s Notons avec M ROCHE que pour une vitesse V de 1 m s et une vitesse de descente v de 5 cm s vitesse d j rapide et peu souvent utilis e 1 composante oblique est de 1 0012 m s soit un cart de 1 2 ce qui est tr s faible Ces chiffres sont donn s titre indicatif pour montrer que le d placement du moulinet n alt re que tr s faiblement 1 pr cision du jaugea ge et non pour inciter les op rateurs ne pas respecter Les valeurs donn es ci dessus 111 3 1 3 Jaugeages flotteurs Lest s On d finit d abord 1 section de mesure avec un pont les flotteurs sont plac s l amont et r cup r s l aval la vitesse moyenne est mesur e sur une longueur gale la largeur du pont en l absence de pont on peut tendre deux c bles paral l les 4 ou 5 m l un de l autre et perpendiculaires la direc tion g n rale du courant op ration tr s facile tant donn que les vitesses sont faibles Les flotteurs sont mis l eau un peu au dessus du c ble amont et r cup r s apr s leur passage sous le c ble aval l aide d un bateau 189 La section choisie ne doit pas tre encombr e par 1 v g tation aquatique Elle sera nettoy e avant chaque mesure Le profil doit tre aussi r gulier que possible aussi bien dans le sens longitudinal de fa on limiter les risques de frotte ment du flotteur sur le f
31. de 10 100 m3 s un chiffre apr s la virgule 45 7 m3 s de 100 1000 m3 s valeur enti re 457 m3 s au dessus de 1000m3 s arrondi la dizaine de m3 s 4570 m3 s Cette r gle qui pourrait s intituler r gle des trois chif fres significatifs se justifie ais ment compte tenu de 1 pr cision que l on peut esp rer atteindre dans les conditions normales de mesure sur le terrain 1 1 2 COURBE D TALONNAGE On trouvera dans le tome 3 de ce manuel les directives pour l installation des stations hydrom triques destin es 1 collecte de l information hauteurs d eau au droit d une section correctement choisie d un fleuve ou d une rivi re Les mesures de d bit apportent une information compl mentaire permettant de d finir le r gime du cours d eau tudi En effet partir de ces mesures il est possible d tablir 1a relation hauteur d bit dans la section consid r e Cette reletion est pr sent e le plus souvent sous forme de courbe d talonnage ou courbe de tarage Pour obtenir la meilleure d finition de cette courbe il est n cessaire de r aliser des mesures diff rents niveaux du plan d eau depuis l tiage jusqu aux plus fortes crues En g n ral lorsque la section de contr le des hauteurs d eau est bien choisie la relation hauteur d bit est constante dans le temps on dit que cette relation est univoque Rappelons que dix ou mieux quinze jaugeages bien r partis sur toute
32. des crues excep tionnelles Une mesure partielle extrapol e avec soin par comparaison avec des mesures compl tes donnera une estimation correcte du d bit l mentaire aveo Lequel il sera possible de r cup rer valablement un jaugeage ou d extrapoler vers les d bits lev s les courbes d talomage de certaines verticales Cependant 11 n est pas question d en d duire qu il suffit de faire quelques mesures compl tes de temps en temps 22 Par tr s forte crue les vitesses d coulement atteignent des valeurs telles qu il devient impossible de faire avec un mou linet un jaugeage complet par exploration du champ des vitesses En effet d s que la vitesse d passe 4 5 m s la d rive des instruments de mesure m me mont s sur des poids de lestage tr s lourds 100 kg devient tr s importante et de plus les transports solides en surface et aussi en suspension ou saltation peuvent en tra ner la perte ou 1 d t rioration du mat riel Dans ces cas extr mes l estimation du d bit est encore possible en mesurant les vitesses superficielles soit avec le moulinet si son immersion ne pr sente pas trop de risques goit l aide de flotteurs naturels corps flottants arbres etc ou artificiels bouteilles lest es etc 4 On obtient ainsi un certain nombre de points de mesures r partis sur toute la largeur de la rivi re l aide desquels il est possible de d finir la vitesse m
33. e ci dessus le d bit est donc gal au produit de la vitesse V du fluide par la surface S de la section travers e Q n3 s v m s x S m2 1 Cette formule implique V constant en tous les points de 1 section Or ceci ne se r alise jamais sur les fleuves et les rivi res La vitesse n est pas constante l int rieur d une section elle varie d un point un autre par suite de la forme du lit l amont ou l aval de la rugosit des berges de la v g tation des irr gularit s du fond etc et en un m me point elle fluctue en grandeur et en direction dans le temps Une repr sentation en perspective cavali re du d bit Q est donn e par la figure 3 Le d bit est gal au volume d eau contenu dans le tri8dre curviligne limit par la droite et les courbes AMB enveloppe des vecteurs vitesses des particules fluides en surface et ANB section du lit de la rivi re par le plan vertical passant par la droite AB La surface gauche limit e par les courbes AMB et ANB est le lieu g om trique l instant t 1 seconde des gouttes d eau ayant quitt le plan vertical ANB l instant t 5 c est donc en d finitive l enveloppe des vecteurs vitesses de toutes les par ticules liquides de la section en travers Repr sentation du d bit Fig 3 P Pa s Lit du cours d eau Verticale Vitesse d une particule liquide profondeur Si S est l aire de la section de mesure et v la vitesse suppos e
34. et 1 vitesse y est mesur e pendant un temps suffisamment long au moins 30 secondes Le nombre de points doit tre gal au moins cinq par verticales La vitesse moyenne sera obtenue soit par int gration graphi que m thode des paraboles et m thode des isotaches ou courbes d gale Vitesse dans la section soit par des m thodes arithm tiques Les principes des diff rentes m thodes de calcul sont les suivants Reprenons la formule 2 du paragraphe 1 2 1 Q vds s Jaugeage point par point Parabole des vitesses V V dod E o 1 2 3 4 5 S o D vitesse N U m s gt Point de mesure 2 verticale Chaque surface equivaut 9 m s Um s xpm profondeur pm Trac des courbes isotaches ds4 44 a Courbe des d bits q l mentaires q m2 prin courbes D bit Q isotaches Lm m s U Section mouill e Courbe des valeurs U2 cumul es de dS U U D bit Q k d 4 SCHEMA DU DEPOUILLEMENT D UN JAUGEAGE Us i POINT PAR POINT Sm Sm 1 M thode des isotaches Sm section mouillee 2 M thode des paraboles Vitesse moyenne Us H Sm 91 Se AE ee 17 tant la vitesse constante dans un l ment de surface d S Ceci revient tracer sur le plan de la section de jaugeage en s appuyant sur les valeurs de 1 vitesse mesur es chaque verticale des lignes d gale vitesse appel es aussi isotaches ou isodromes et faire la sommatio
35. fa O Sl lol D S MY N tpe E CR r1 DOE Fig 48 198 111 3 2 3 Jaugeages partir d un pont ou d une passerelle L aide d une perche Suivant la vitesse du courant et 1 profondeur on utilisera soit une perche ronde soit une perche profil e qui sera mont e soit sur un pied de perche soit sur chariot treuil Le deuxi me montage est d un maniement plus ais Les perches profil es sont quelquefois perc es de trous es pac s r guli rement sur toute leur longueur avec le pied de perche ces trous sont utilis s pour bloquer 1 perche dans les diff rentes positions du moulinet l aide d une goupille La section est mat rialis e par le c t amont du pont ou de 1 passerelle sur lequel ont t r p r es les verticales avec des traits la peinture Le pied de perche est d plac la main d une verti cale l autre peu pratique Le chariot treuil roule sur des galets guid s dans certains montages par des rails Monter le mat riel le moulinet avec h lice auto composante noter la distance C s parant l axe du moulinet du bout inf rieur de 1a perche de l ordre de 10 cm 1a perche dans le pied de perche ou le chariot le compteur faire les branchements puis les v rifications de fonctionnement III 3 2 3 2 Ex cution de 1a
36. l horizontale Diff rentes m thodes que nous examinerons dans lesparagraphes suivants ont t propos es Ces m thodes manuelles donnent des r sul tats corrects condition d tre appliqu es avec soin et elles ne sont point trop fastidieuses si les d pauillements sont fait imm diatement apr s chaque retour de tourn e 242 Il faut viter d accumuler Les mesures de d bits non d pouill es car la reprise d un grand nombre de mesures anciennes est un travail p nibie et les souvenirs sont confus Avec l apparition des ordinateurs un certain nombre de ser vices hydrologiques ont pens r sorber le retard pris dans l ex ploitation des jaugeages en utilisant la machine puis l habitude tant prise tous les jaugeages ont t syst matiquement calcul s de cette mani re Nous estimons que cette fa on de proc der n est pas recomman dable pour diverses raisons Avec ce mode de traitement l op rateur de terrain n arrive pas lui m me au but final qui est le calcul et 1a connnaissance du d bit Les renseignements qu il a recueillis souvent grand peine sont achemin s vers l ordinateur par des personnes qui igno rent en g n ral Les difficult s rencontr es pour obtenir cette in formation Nous pensons que le fait de d pouiller manuellement un jaugeage peut contribuer d velopper le sens de la mesure et vi ter certaines erreurs qui dans le cas d un d pouillement automa tique
37. le saumon touche le fond voir figure 41 ce qui compte tenu des conditions dans lesquelles s effectuent les mesures ne sim plifie pas les manoeuvres et risque de nuire la pr cision temps de mesure plus long au lieu de l am liorer Pour plus de d tails nous renvoyons aux pages 156 et suivantes de l ouvrage cit en faisant remarquer toutefois qu il nous semble inutile d op rer une correction tant que l angle CX reste inf rieur 10 les irr gularit s du fond sont en effet dans ces 1 sup rieures aux corrections donn es par les tableaux et rendent de ce fait les corrections parfaitement illusoires Notons de plus que dans le cas de rivi res en crue avec de nombreux charriages en surface il n est pas tr s recom mand de mettre le compteur z ro avec le saumon juste immerg cause des risques courus par le moulinet et aussi parce que cette position est souvent instable ce qui rend difficile l esti mation de l angle Nous pr f rons mettre le compteur z ro le saumon tant hors de l eau tangent la surface le rep re li au compteur tant P dans cas la semelle du contact de fond par exemple En r sum La profondeur est connue aveo pr cision par lecture direc 2 sur graduation de la perche lorsque ce support peut tre uti Ts Elle est connue avec une bonne pr cision lorsque le mou Linet est mont sur saumon et qu on op re dans un cou
38. les diff rentes hauteurs choisies les d bits qui permettront le tra c pr cis de la courbe de tarage de la section 26 De ce qui pr c de nous d duisons les r gles imp ratives respecter pour l application de cette m thode Faire les mesures toujours aux m mes verticales quelle que soit 1 cote l chelle jJauger pendant toute la dur e de 1 crue sans inter ruption Noter la cote l chelle au d but et la fin de chaque verticale L exploration des verticales se fera par points ou par in t gration suivant le mat riel dont on dispose La mesure par int gration est pr f rable chaque fois que cela est possible car le temps pass sur chaque verticale est r duit dans des proportions assez importantes par rapport la mesure point par point Pour r sumer le paragraphe I 3 nous dirons que La mesure du d bit s effectue soit suivant la m thode clas sique soit par La m thode du jaugeage continu par verticales ind pendantes en fonction des caract ristiques de l coulement dans la rivi re L exploration de chaque verticale est fatte de mant re com pl te points par points par int gration ou par flotteurs lest s en fonction du mat riel dont on dispose de mani re incompl te par mesures superfioielles lorsque Les m thodes ci dessus ne peuvent pas pour une raison ou une autre tre appliqu es Dans tous Les cas l op ration de mesure de d bit s appelle u
39. n ratrice courant continu qui d livre aux bornes une ten sion proportionnelle la vitesse du courant la mesure ou l en registrement de cette tension donne directement apr s talonna ge pr alable la vitesse du fluide Actuellement l appareil Le plus couramment utilis pour la mesure des vitesses en rivi re est le moulinet de deuxi me g n ration assoct un d tecteur d impulsions Le moulinet de trot st me g n ration vient d tre lanc sur Le march 11 permet de conna tre directement la vitesse par la mesure d une tension conti nue aux bornes de l appareil De nouveaux appareils sont l tude chez divers cons tructeurs et certains d passent d j le stade du prototype Ils b n ficient du d veloppement rapide de l lectronique et mettent en oeuvre des techniques lectromagn tiques et ultrasoniques Nous en parlerons plus en d tails dans le chapitre 11 1 4 39 Les chapitres suivants sont consacr s la description des moulinets axe horizontal signalisation lectrique des d tecteurs d impulsion qui lui sont associ s et du moulinet g n ratrice de courant continu Nous d crirons ensuite les diff rents supports de moulinets et le mat riel utilis pour les d placements verticaux et horizontaux 1 2 LES MOULINETS A H LICE Apr s avoir fait un essai de classification des divers mou linets h lice nous parlerons de l l ment essentiel de ces appareils l h
40. par deux moteurs diesel de 50 CV et quip pour les jaugeages et les mesures de transports solides sur la B nou En 1954 1a mission NEDECO sur le Niger utilisait cinq bateaux de 25 m de long jaugeant 45 tonneaux avec un tirant d eau de 0 90 m luxueusement quip s Dans son article sur les premiers jaugeages pr cis r alis s par l ORSTOM sur le Congo Pouyaud d crit le mat riel dont il disposait pour jauger 38000 33 5 09 Signalons bien que nous ne l ayons jamais utilis le canot MARK V de ZODIAC qui avec une longueur de 5 80 m une largeur de 2 40 m une charge utile de 2000 kg et quip d un moteur hors bord de 115 CV ou de deux moteurs coupl s de 50 CV devrait pouvoir tre utilis pour la mesure des d bits sur ies grands fleuves 1 POUYAUD Premiers jaugeages pr cis r alis s par l ORSTOM sur le Congo Maluku Tr chot Cahiers ORSTOM Hydrologie Vol IX N 2 1972 109 Planche XI CAS PARTICULIERS Jaugeage d tiage sur l IVOANANA l aide d un radeau en bambous Bateau de 12m quip de 2 moteurs de 50cv pour mesures de d bit et transports solides sur la BENOUE Jaugeage la perche ordinaire sur la MANAVANTANANA Jaugeage d tiage sur le MANGOKY avec des pirogues de fabrication locale Photos Aldegheri 110 a riens Lorsque les vitesses mesurer d passent 3 m s ou que la sta tion est situ e imm diatement l amont de chutes importantes le seul mat r
41. 115 1120 112 1130 1135 1140 7145 1150 1155 1150 1165 1379 1175 1189 1185 1190 4195 1200 2 ee 22 37 22 3 2224 22 18 22 11 22 05 21 59 21 52 21 45 21 s 0 2 34 2127 21 22 21216 21 10 21 05 2019 20 53 20 48 20 42 20 37 20 3l 20 76 2U 20 20 15 20 10 20 04 19 59 19 54 19 59 1944 19 39 19 34 19 29 19 24 19 19 19 14 19 10 19 13 00 18 56 215 Fig 53 Fig_54 Il est bien vident que la premi re solution donne plus facilement et plus rapidement la position de et il convient de l adopter chaque fois que c est possible III 3 2 6 3 Utilisation du cercle Mode d emploi L empioi du cercie et en particulier 1 r alisation de 1 coincidence n cessite pour un d butant un entra nement pr ala ble de quelques heures L op ration n est pas vidente et l on confond assez facilement les balises Le viseur sans optique est d un emploi plus facile La lunette ne sera utilis e que pour les sections tr s larges On op re de la fa on suivante monter le viseur de telle sorte que l axe optique passe approximativement sur le sommet du miroir fixe champ de vis e di recte gal au champ de vis e r fl chie Si l on utilise la lunette mettre au point en tirant sur le tube oculaire en vis e directe sur les balises l instrument tant suppos r gl viser la balise de
42. AC tga Avec un peu d habitude l op rateur en C peut pr d terminer les valeurs de les afficher sur l appareil afin de diriger les op rations d ancrage du bateau pour obtenir une bonne r partition des verticales sur la section La base AC doit tre suffisamment grande de l ordre de la 1 2 largeur de la section pour avoir une bonne pr cision au voisinage de la berge oppos e H 4 2 MESURE DES ANGLES Nous distinguerons les angles dans le plan horizontal et les angles dans le plan vertical Pour les premiers il s agit soit de l angle que fait la section de jaugeage avec la direction du c urant dans le cas d une mesur partir d un pont non perpendiculaire l axe de la rivi re par exemple soit de l angle que fait le saumon par rapport la section de jaugeage sous l action d un courant oblique Cet angle intervient dans le calcul de la vitesse vraie dans la section Dans le plan vertical il s agit de l angle entre le c ble lectroporteur et la verticale passant par le point de suspension sous l action de la pouss e du courant angle de tra n e ou de d rive La connaissance de cet angle permet d apporter une correction la profondeur mesur e avec le compteur v rification avec profil en tra vers topographique ou sondeur ultra son 11 4 2 1 Angles horizontaux Section oblique L angle que fait la section avec la direction du courant est souvent estim l oeil La pr cision est g n
43. CABLES IV 1 Documentation Voir notices OTT HL 120 17 HL 120 18 et notices Neyrpic M 23 24 a IV 2 Remarques sur les treuils OTT ne fabrique plus le treuil VOLGA de 100 kg version m ca nique et lectrique L ancien treuil GRAN de 75 kg dans sa version actuelle peut supporter des charges de 100 kg 11 est regrettable que Neyrpic ne pr voit pas pour son treuil l ger un ralentisseur pour jaugeages par int gration Le treuil de 25 kg de ne peut recevoir qu une seule couche de c ble sur le touret La mesure de la profondeur est erron e lors qu il y a plusieurs couches Les treuils bien que le plus souvent tr s robustes doivent tre manipul s avec soin et entretenus correctement graissage r gulier aux paliers r glage du frein propret des balais et collec teurs graissage du m canisme des compteurs qui ne sont pas tanches l eau IV 3 Remarques sur les c bles La r sistance la rupture des c bles lectroporteurs un conducteur est de l ordre de 6000 newtons ce qui est largement suffisant pour les mesures avec des saumons de 100 kg Des essais ont t faits la Circonscription Electrique du Sud Ouest Toulouse en vue de d tecter les signaux du moulinet parasites radio mis par un vibreur plac dans le saumon et action n par les contacts du moulinet l aide d un r cepteur radio 294 La suspension du saumon est r alis e avec un cab
44. Le lit de la rivi re par suite de la pr sence du d tecteur de fond et des divers modes de fixation possibles du moulinet sur le saumon Il existe donc une certaine distance entre l axe de l h lice et le bas du d tecteur de fond appel e g n ralement Constante du saumon le long de laquelle il ne sera pas possible de mesurer la vitesse Cette constante de fond peut varier de 15 30 ou m me 50 cm suivant le montage Arriv au fond le d tecteur de fond se ferme et le compteur ne peut plus enregistrer les tours d h l ce les valeurs de N et T enregistr es pendant la descente donnent 1 vitesse moyenne entre la surface et la position at teinte par le moulinet au moment de la fermeture du contact de fond Pour avoir une mesure compl te il faudrait pouvoir con na tre le nombre de tours effectu s par l h lice le moulinet se d plagant de la position contact de fond ferm jusqu au lit de la rivi re Pour estimer ce nombre de tours il existe deux m thodes a Si C repr sente la constante de fond et v la vitesse de descente du moulinet pour atteindre le fond le moulinet mettrait un temps t C v On op re de la facon suivante lors que le d tecteur se ferme au contact avec le lit on arr te le comptage des tours et du temps puis on rel ve l g rement l en semble saumon moulinet l aide du treuil et on reprend Le comp tage des tours d h lice pendant un temps t C v soit n ce nombre de tours Si N et T
45. avec saumon de 25 kg sur canot Zodiac Mark II 1885 SEM 0 P05 ET ORSTOM DIV 261 657 LOE 302 personnel r duit 2 op rateurs sur le bateau arrivent mener bien une mesure de d bit dans les limites indiqu es ci dessus mat riel l ger et peu encombrant angle de d rive du c ble donn par un rapporteur fix sur la poulie poulies de guidage emp chant le c ble de sauter de la po lie de renvoi par fortes vitesses Il nous semble utile d insister sur les points suivants Avec une embarcation pneumatique il est dangereux et donc d conseill de placer le saumon l avant du bateau car il y a d s quili bre important et risque de rentr e d eau par l avant m me pour des vitesses relativement faibles de fixer le canot un c ble en travers sans moteur l arri re En effet dans ces conditions si un op rateur se trouvant seul sur le bateau se porte vers l avant il y a risque de chavirement Le canot pneumatique peut sous l action du courant tourner autour du c ble d j vu en France avec des vitesses de l ordre de 1 m s de fixer le bateau un c ble de fa on rigide Des embarcations pneumatiques modernes avec les am nagements que nous avons d crits sont parfaitement adapt es la mesure des d bits en rivi re et les hydrom tristes n ont notre avis pas besoin de se compiiquer la t che avec des canots m talliques
46. bit Pour tre valable cette m thode n cessite une organisation minutieuse et un bon eniratnement de L quipe de jaugeurs Bien que donnant des r sultats satisfaisants lorsqu elle est bien appliqu e 11 ne faut pas quand m me oublier qu un jaugeage complet au moulinet est toujours pr f rable un jaugeage aux flotteurs 235 Tous les hydrologues ont constat que les crues les plus im portantes se produisent le plus souvent la nuit 1 est donc prudent de pr voir dans le cas par exemple d tudes sur petit bassin repr sentatif un quipement avec lequel il sera possible de faire des mesures aux flotteurs pendant la nuit Le mat riel de base sera constitu par deux projecteurs orien tables aliment s par un groupe lectrog ne ou des batteries On uti lisera des flotteurs artificiels et des balises recouverts de pein ture phosphorescente Un aide lance les flotteurs intervalles r guliers en amont de la section AB L op rateur situ en oriente son projecteur sur un point situ un peu en amont de il prend le flotteur dans le faisceau lumineux Lorsque Le flotteur traverse la ligne AB 11 teint son phare et met en marche son chronom tre ce signal l o p rateur situ en C d clenche son chronom tre et allume son projec teur Il suit le flotteur avec le projecteur et arr te l aiguille rattrapante lorsque le flotteur traverse la ligne BC L op rateur A arr te l aiguille rattrapante et
47. brancher le compteur et proc der toutes les v rifications de bon fonctionnement Ne pas oublier la pi8ce servant de but e et destin e viter le contact de l h lice avec le fond Mat rialiser la section de mesure l aide d un c ble ou d un double d cam tre Enlever si possible les grosses pierres situ es dans la section III 3 2 2 Ex cution de la mesure L op rateur se place l aval du c ble ou du d cam tre jambes cart es et aussi loign es que possible de la perche afin d viter de cr er des remous au voisinage du moulinet ou de perturber l coulement La perche est tenue deux mains en position verticale Le moulinet est plac perpendiculairement la section s il est quip d une h lice auto composante Avec une h lice ordinaire on placera le moulinet parall lement l axe de 1 coulement et on notera l angle P que fait la direction du cou rant avec la perpendiculaire la section La perche doit tre parfaitement immobile pendant toute la dur e de la mesure Choisir l origine de la mesure en rive droite ou rive gauche d finir les positions des diff rentes verticales chaque verticale lire directement la profondeur Sur le vernier avec la perche coulisse lorsque le moulinet est plac l axe de l h lice la surface de l eau directement sur la perche moulinet hors de l eau en prenant Soin de placer les graduations dans une zone non soum
48. centim tre La Soci t OTT n a pas pr vu de vernier sur la coulisse HERES La figure 4 donne les plans d un vernier que nous avons mis au point et qui s adapte la coulisse HERES Les Etablissements OTT peuvent la demande graduer la per che JANA come indiqu sur la figure 4 de fa on faire des lec tures directes Ne pas oublier d utiliser les perches avec une plaque de base adapt e la nature du fond plus le lit est mobile plus la surfa ce de la plaque de base doit tre grande pour viter l enfoncement de la perche Supprimer la pointe de la perche OTT sur fond rocheux ou ra dier de b ton III 3 Note au sujet de la perche AGAR III Actuellement 1 fabrication de la perche AGAR III est arr t e Elle est remplac e par 1a perche Int gration et R gulation Electronique PIREE qui sera commercialis e d but 1978 Cet appareil tient compte des enseignements fournis par 10 ans d utilisation de la perche AGAR III L accent a t mis sur la fiabilit et la facilit d utilisation grace notamment son chrono compteur lectronique incorpor Graduation de la perche Jong ORST OM DIV 261 660 croquis zeme l ment m tre Perche Jong Position moulinet Jer l ment 1 m amp tre non gradu C1 052 Perche Jana gradu e pour utilisation avec coulisse H res et vernier pour lecture directe des profondeurs en cm c6c 293 IV LES TREUILS ET LES
49. compteur Z 100 de OTT Alimenta tion par 6 piles rondes de 1 5 V Fr quence maximale admissible 20 impulsions par seconde Le temps est pr s lectionn en secondes et 1 10 Pr s lection soit du temps soit des tops gr ce un in verseur plac sur l appareil 2266 A de Neyrpic Ce r cepteur compte de mani re semi automatique soit le nombre d impulsions mises par le moulinet pendant un temps donn soit le temps n cessaire pour recevoir un nombre donn d impulsions Dans les deux cas la mesure s arr te automatiquement lorsque le temps choisi est coul ou lorsque le nombre de tops pr s lectionn a t compt Dans les deux cas le compteur garde en m moire le nombre choisi pour une nouvelle mesure il suffit de r armer ce compteur et de mettre z ro le compteur de mesure La fr quence maximale est galement de l ordre de 20 impulsions par seconde Tous ces appareils pr s lection ne sont utilisables que pour les jaugeages point par point 71 Planche APPAREILS DE COMPTAGE Compteur pr selection SIAP R cepteurs Totalisateur Ref 2251 B1 NEYRPIC Chrono compteur Ref 2264 BA 72 Appareils sp ciaux La Soci t OTT fabrique deux appareils F10 et 781 repr sent s sur la planche N IV Le premier donne directement 1 fr quence des impulsions par lecture sur la graduation d un voltm tre la fr quence ayant t au pr alable transform e en
50. constante travers un petit l ment dS dp x al dp l ment de 1 profondeur et d l ment de la largeur le d bit dQ E traversant cet l ment de section sera donn d apr s 1 par 40 et le d bit total s exprimera Q use Puit 2 5 qui peut s crire aussi ede fad 4 f o P et L tant respectivement la profondeur et la largeur de La section travers laquelle s coule Ie d bit Q La premi re formulation de 3 indique qu il faut d finir une Vitesse moyenne sur toute la profondeur et obtenir ainsi un d bit l mentaire appel aussi d bit unitaire souvent d sign par le symbole p u suivant une verticale qui sera somm ensuite sur toute la largeur La deuxi me formule de 3 montre que 1 vitesse moyenne peut tre d finie suivant une horizontale sur toute la largeur puis le d bit l mentaire ainsi calcul sera somm sur toute la profondeur de la section On voit ainsi que 1 connaissance du d bit n est obtenue que par la mesure des vitesses en plusieurs points au sein de l coule ment de facon d finir une vitesse moyenne C est ce qu on appelle habituellement mesure du d bit par exploration du champ des vitesses La m thode la plus couramment utilis e est l exploration suivant des verticales r parties dans la section Dans le cas de sections parfai tement calibr es et quip es de dispositifs de translation horizontale on peut envisager parf
51. de 1a formule de tarage du moulinet En l absence de frottements la relation liant 1 vitesse V du fluide la vitesse angulaire de l h lice serait de 1 forme V Kn En raison des frottements m caniques sur l axe des pertes hydrauliques diverses la relation th orique est une hyperbole Pratiquement l exp rience montre que l on peut assimiler cette hyperbole deux ou plusieurs droites l cart tant inf rieur 1 pr cision exp rimentale La formule de tarage est donc sensiblement lin aire pour une gamme de vitesses d termin e et est repr sent e 51 par une ou plusieurs droites d quation V an b V vitesse du courant en m tre par seconde n nombre de tours d h lice par seconde a pas r el de l h lice en m tres b vitesse dite de frottement en m tre par seconde ou vitesse de d marrage Les coefficients a et b sont d termin s exp rimentalement pour chaque appareil Les deux moulinets dont les formules de tarage sont lt 1 0 2473 0 0075 et V 0 2512 n 0 0082 ont tous deux un pas nominal de 0 25 m avec un pas r el de 0 2473 et 0 2512 Les constructeurs livrent leurs appareils avec un certifi cat de tarage sur lequel figure la formule utiliser pour calculer les vitesses partir du nombre de tours par seconde Les moulinets sont talonn s avec le support pr vu pour son utilisation ult rieure Rappelons que Les h lices modernes en plastique sont livr
52. de telle sorte qu aucune pi ce mobile ne supporte d efforts Pour les instru ments dont 1a conception comporte un palier reposant sur un pivot 143 le pivot et le palier doivent tre plac s s par ment pendant l entre posage et le transport Lorsque la conception des paliers comporte des roulements ou des paliers lisses on doit prendre soin que le rotor ne tourne pas lorsqu il est pos dans la bo te Feuille de r f rence Chaque moulinet doit tre accompagn d une feuille de r f rence sur laquelle est indiqu le d tail de es l ments constitutifs et des modifications qui lui ont t apport es e lt e se ho t t5 sms m Les moulinets sont des instruments de pr cision Ils doivent tre manipul s avec soin aussi bien au cours des mesures que pendant le transport 144 111 2 1 2 Compteurs On veillera disposer toujours de piles en bon tat ou de bat teries correctement charg es Avoir en r serve un jeu de piles neuves En cas de mesure par temps de pluie prot ger les compteurs chiffres sauteurs qui sont tr s sensible l humidit et qui po sent quelques probl mes Stocker ces appareils sans les piles apr s les avoir nettoy s et s ch s V rifier de temps en temps 1e bon fonctionnement des commutateurs et contacts divers Maintenir les c bles de liaison en bon tat 111 7 1 3 Taeuils Les treuils simples et doubles doivent tre graiss s aux p
53. dispose d une calculatrice lectronique programmable 10 3 2 1 Principe de La m thode On utilisera la m thode de calcul dite m thode de la section m diane La section de mesure est constitu e par un certain nombre de surfaces l mentaires limit es chacune par deux droites passant au milieu de deux verticales de mesure 51 Vi est la vitesse moyenne sur la verticale i dont La pro fondeur totale est Pi figure 66 Si di est la distance horizon tale s parant la verticale V _ de la verticale Vi et d 1 dis it1 la surface l mentaire int res 1 tance horizontale entre V et V 1 i s e par Vi aura pour largeur d d EE dir 1 2 et en admettant une variation lin aire de P Vio le d bit dans chaque l ment de section sera calcul par 1 relation 258 Fig 66 Verticales de mesure R D 1 21 Surface l mentaire Pr s des rives les vitesses tant g n ralement tr s faibles on peut admettre que le produit Vi est nul L erreur ainsi commise est d autant plus n gligeable que 1 verticale Vi est situ e plus pr s du bord Dans le cas de berge verticale avec vitesses fortes jusqu au bord 1a distance sera prise gale la distance 4 entre la rive droite et 1 verticale V augment e de la demi distance entre Vi et V5 Rappelons qu il existe une autre m thode dite de la section moyenne qui admet que la section de mesure est limit e par deux ver
54. distance L 5 6 fois la profondeur maximale de la rivi re au droit de 1 section de mesure Ce c ble appel c ble amont aura un diam tre de 6 mm et sera plac avec une fl che aussi r duite que possible un m tre environ au dessus des plus hautes eaux Sur ce c ble se d piacera une poulie laquelle sera fix le c ble de retenue La longueur de ce c ble est mesur e l tiage de fa on que le saumon attach au c ble de retenue d crive une trajectoire tr s peu dif f rente de la verticale voir figure 37 C P c ble porteur L 5 6H c ble amont C R retenue Fig 37 130 Le c ble de retenue aura un diam tre de 4 mm 11 est fix 50 cm au dessus du saumon gr ce une pi ce de serrage qui peut avoir la forme indiqu e sur le croquis ci dessous figure 38 Z 2 go Cable ekcro perleur 2 5 mm Z ISN 4 boulons g 6 de blocage Fixa on c ble de refenue avee manille d Trou 3 6mm perce dans le plan de contact des 2 pieces bords adoucis pour evitr l sure du cable Deux pieces bronze eox4ox4 amp mm Croquis de pi ce de fixation du c ble de retenue Fig 38 Pour que le fonctionnement soit correct il faut que L soit grand par rapport et que le c ble amont soit plac plus bas que le c ble porteur L inconv nient de cette installation est d apporter une 1 g re complication aux manoeuvres et d augmenter le
55. droite en vis e directe D brayer l alidade Embrayer et tourner la vis tangente jusqu obtenir la co ncidence des deux balises 216 Lire le nombre de degr s en face de l index et le compl ment en minutes sur le tambour R glage et entretien Les r glages suivant sont effectuer dans l ordre avant toute op ration de jaugeage au cercle _ T X I IILIIILITIIIL LI A au limbe Disposer deux querres de r glage sur le limbe de telle sorte que l une soit vue en vis e r fl chie dans le grand miroir l au tre tant vue directement sur le bord du miroir sans utiliser ni viseur ni lunette comme indiqu sur la figure 55 Les ar tes su p rieures des deux querres doivent tre align es Dans le cas contraire les amener en coincidence en agissant sur la vis de r glage situ e derri re le grand miroir 18 querre Grand miroir Ecart supprimer Image de la seconde querre vue r fl chie Equerre vue directement Limbe querre Fig 55 R glage de la perpendicularit du grand miroir 217 Monter la lunette puis mettre l alidade 0 index et tam bour viser une ligne horizontale ar te de toiture ou fen tre amener cette ligne dans la zone de co ncidence il y a parallaxe Si cette ligne se d double Annuler la parallaxe en agissant sur la vis pr vue
56. en effet tr s fr quemment des jaugeages ex cut s de mani re as sez sommaire faible nombre de points de mesures verticales peu nombreuses ou mal r parties et dont le d pouillement est conduit avec un luxe de pr cision tel que le r sultat final pr sente une pr cision apparente tr s sup rieure celle qu on pourrait atten dre des relev s Toujours au sujet de la pr cision soulignons que l intro duction du calcul automatique en hydrologie doit inciter les hy 2 drom tristes op rer avec le plus grand soin l ordinateur ne donne des r sultats corrects qu en fonction de 1 qualit des donn es qui y sont introduites En effet l utilisation de programmes savants et tr s labo 2 r s partir de mesures peu pr cises conduira fatalement des r sultats entach s de grossi res erreurs tr s souvent plus impor tantes que les erreurs commises sur les mesures m mes La mesure sur Le terrain restera done encore pendant longtemps La base de l hydrologie scientifique aussi faut il viter de La consid rer conme une t che bassement mat rielle d nu e d in t r t et chercher constamment la r aliser dans les meilleures conditions en notant soigneusement Les moindres d tails m me ceux qui paraissent vident une fois ia crue ou 1 pass 17 est difficile et pratiquement impossible de r cup rer ou de eon tr ler des renseignements oubli s ou erron s En hy
57. es aveo un talonnnage moyen valable pour toutes Les h lices tssues d un m me moule Les h lices m talliques sont talonn es individuellement La pr cision des talonnages est g n ralement tr s bonne et la valeur de la vitesse est d termin e quelques oo pr s Nous renvoyons les lecteurs int ress s par les m thodes d talonnage la notice HLf 120 14 de OTT dans laquelle les diff rentes phases de calcul des quations des moulinets sont tr s clairement expliqu es 52 Dans ce moulinet le g n rateur d impulsions est remplac par une dynamo de pr cision qui fournit une tension continue propor tionnelle la vitesse de rotation de l h lice On a V m s K U Volts La constante K est d termin e pour chaque h lice par talon nage avec une r sistance de sortie de 50 000 Q La Soci t OTT pr cise que l erreur de lin arit entre la vitesse de d marrage du moulinet variable de 0 035 0 045 m s suivant les h lices et 0 2 m s environ ne d passe pas 1 5 partir de 0 2 m s la relation entre la tension et la vitesse du courant est lin aire Pour un moulinet donn K est valable partir de 0 2 m s avec une pr cision de 0 5 7 Cette constante est tr s voi sine du pas de l h lice pour le moulinet N 18 846 avec h lice en plastique au pas nominal de 0 50 K 0 43 avec h lice en plasti que au pas nominal de 0 25 K 0 223 La figure 14 montre quelques courbes de
58. et C ou et D on doit voir parfaitement les autres balises La distance entre les sections AB et CD est autant que pos sible sup rieure deux fois la largeur de la rivi re On essaiera d implanter AB et CD perpendiculairement 1 direc tion du courant et si possible AC ou BD parall lement cette di rection pour simpiifier les calculs Apres implantation des balises un lever topographique pr cis permettra de conna tre L AB CD ainsi que les distances des bali ses aux rives et les profils en travers de 1a rivi re III 3 2 8 3 Mesure des vitesses M thode des deuxchronom tres aiguilles rattrapantes C est la m thode la plus compl te et la plus s re mais aussi la plus difficile Rappelons qu un chronom tre aiguille rattrapan te est un chronom tre muni de deux aiguilles qui partent simultan ment lors de ia mise en marche mais qui peuvent tre arr t es s pa 230 Fig 59 BALISAGE CONSIGNES A RESPECTER IMPERATIVEMENT 1 PARALLELISME AB et CD 2 ACCESSIBILITE AC ou BD 3 VISIBILITE os FD 231 1 et T avec une m me origine La mesure sera r alis e par deux techniciens munis chacun r ment Ce chronom tre mesure donc deux temps T d un chronom tre et aid s par un observateur qui lancera les flotteurs artificiels ou signalera l arriv e des flotteurs naturels arbres branchages etc La m thode de mesure est parfaitement d crite et
59. haut en bas suivant le type de mat riel dont on dispose Le d placement du moulinet vitesse tr s lente de l ordre de 1 100 de la vitesse du courant mesurer et constante le long de la verticale donne directement la vitesse moyenne sur cette verticale Ceci se d montre ais ment Nous reprendrons 1a d monstration de M ROCHE Soit un moulinet dont la formule de tarage est 1 dans laquelle u est la vitesse du courant et n le nombre de tours d h lice enregistr pendant le temps t Soit P la profondeur totale et v la vitesse de d placement du moulinet suppos e constante Sur un l ment dp de la profondeur P on a une vitesse du courant u qui peut tre consid r e comme constante Le moulinet mettra un temps dt dp pour parcourir l l v ment dp v est en g n ral suffisamment petit par rapport u pour que son influence sur u soit n gligeable Pendant le d placement le long de l l ment dp on comptera un nombre de tours d h lice dn r pondant la relation usa EA b lt lt u a m b dt dp puisque dt 4 v d o b dp va me s me s sq aeae me Ee mme et s SOS Hydrologie de surface par M ROCHE pages 198 et 199 19 Si est le nombre total de tours enregistr s sur la profon P deur P en un temps ona v P N uzb da va La vitesse U correspondante calcul e par 1
60. ing nieurs charg s de la construction d un pont ne pensent jamais cette possibilit et les ponts constituent ra rement de bonnes sections de jaugeage On ne devrait utiliser que les ponts 149 5 perpendiculaires l axe de la rivi re cette condi tion n est pas imp rative on peut mesurer l angle du pont avec l axe de 1 rivi re et faire la correction ne pr sentant pas trop de piles interm diaires qui per turbent l coulement Dans le cas de pont plusieurs piles chaque passe est consid r e comme une section particuli re plac s dans un secteur rectiligne du lit afin que les zones de grande vitesse ne se trouvent pas pr s d une cul e disposant d une chauss e de largeur suffisante pour ne pas g ner la circulation et dont les garde fous ne sont ni trop hauts ni trop larges Attention aux trottoirs en console qui ne sont pas toujours pr vus pour supporter un v hicule dans le cas de jaugeages l aide d un porte faux Certains ponts en particulier les ponts suspendus sont quip s sous leur tablier de nacelles de visites roulant sur des rails qui peuvent parfois tre utilis es pour 1 mesure des d bits o doit on jauger l amont ou l aval du pont Le plus souvent l coulement est meilleur l amont et la surveil lance des corps flottants plus ais e Mais avec un saumon on a quelques difficult s car il dispara t sous le pont le c ble frotte sur le parap
61. l tat du moulinet h lice endommag e axe fauss rotation correcte Attention avec les h lices en plastique il est assez difficile de v rifier que le moulinet tourne correctement en le lan ant la main du fait de la faible inertie particuli rement sur le moulinet Neyrflux Un essai de rotation la main r v lera toujours les frottements im portants dus la pr sence de grains de sable 140 Un moulinet en bon tat tourne sous l action d un courant d air tr s faible en soufflant sur l h lice parall lement l axe Cependant on doit viter de laisser tourner un moulinet dans un vent tr s fort ou suspendu au saumon sur un bateau en risque ainsi de d t riorer Le syst me de contact Dans le cas de moulinets quip s d h lices en bronze ayant une inertie assez grande il existe une m thode simple permettant 23 de d tecter les d fauts de fonctionnement ventuels D s r ception d un moulinet neuf ou r talonn on tablit une fiche de contr le d tat de moulinet et on proc de un essai de rotation Le moulinet est fix un support horizontal On lance l h lice la main et on d clenche deux chronom tres et un compteur d impulsions Un chronom tre est arr t lorsque Le compteur affiche 10 ou 50 tours suivant le type de moulinet et l autre l arr t total de l h lice Faisant cette op ration pour diff rentes forces de lancement et en portant sur du papier m
62. lice Nous donnerons galement un aper u des m thodes de tarage Nous donnerons en annexe 1a description plus d taill e de quelques moulinets usuels Nous nous limiterons au mat riel mis sur le march par les constructeurs les plus connus d Europe Occidentale les anciens ta blissements NEYRPIC D partement Mesures de la Soci t ALSTHOM Atlan tique Grenoble et 1a Soci t OTT en Allemagne F d rale 11 1 2 1 Les dif rents types de moutineta Tous les moulinets h lice quel que soit leur type compor tent 1 quipage mobile qui lorsqu il est plong dans un Li quide en mouvement tourne d autant plus vite que 1 vitesse du fluide est plus grande 1 dispositif permettant apr s talonnage pr alable de l appareil de connattre cette vitesse 40 Ce dispositif est constitu soit par un compteur lecture directe dans les premiers mod les maniement peu ais et abandonn tr s rapidement et dont nous ne parlerons pas un interrupteur actionn par l h lice d livrant des im pulsions d tect es par un appareillage sp cial que nous examinerons en d tails par la suite une g n ratrice de courant continu de pr cision fournissant aux bornes de l appareil une tension de 0 15 V proportionnelle la vitesse de rotation de l h lice Les dispositifs de comptage et de signalisation permettent donc de distinguer trois cat gories de moulinets moulinets de
63. m de large avec des vitesses voisines de 3 m s 1 voir galement Quelques am liorations apport es 1 Technique des jaugeages en rivi re par M ALDEGHERI ORSTOM Note Technique N 36 Fig 7 Coupe a Chariot de ronsiatitn Porte a feux de 907 Sa pour montage au tract Nawa Treuil Newa Force 25kg Jf Piece 2efrxation Ju poria Piece da fixation dv porte N goes saumon a tribord A gur Saumon 2 Porored Canot Zodiac Mark SE Montage de l ensemble chariot de d placement porte Faux defrnissant La section em travers de rivi re sur canot Zodiac Mark H Esh fem 0200m ORSTOM DiV 261 659 667 da bocage Tube corre 3053537 Choriot de translation Compteur de Zeg GRAN OTT 78ko ancien mod le vue en plan avec detriar D tail Macanisme da fixation du chariot largable T d Tube carr Box3ox2 Dispositif de fixation sur canot vue en plan Tiba cars 2532552 Zube corre 30188183 TC Patte d ancrage duceble 3 la m Tabe carr Chariot de translation pour jaugeage en bateau ORS OM DIV 261 652 00 Fig 9 1120 emplacement peur ravi Newa Er D tai a lube Z Ip 370 Fondaitett Porte d faux de 190 m tres pour montage du treuil Newa
64. mesure Avec le pied de perche on op rera uniquement point par point Avec le chariot treuil on peut jauger point par point ou par int gration si la perche est suffisamment lour de Rep rer l origine de la mesure en rive droite ou rive gauche par rapport aux marques port es sur le pont ou 1 pas serelle ou sur le d cam tre 199 placer la verticale N 1 si jaugeage point par point avec le pied de perche amener le moulinet axe de 1 lice la surface lire la graduation se trouvant devant l index Descendre ensuite la perche au fond lire la graduation devant l index L La profondeur est donn e par p L Li G avec le chariot treuil mettre le compteur de profondeur z ro lorsque le moulinet a l axe de l h lice la surface de l eau Descendre au fond et lire l indication du compteur Ajou ter C cette lecture pour avoir la profondeur r elle Dans les deux cas remonter le moulinet en r partissant les points de mesure Si jaugeage par int gration avec le chariot treuil mettre le compteur de profon deur z ro l axe de l h lice tant la surface de l eau remonter l g rement 1 perche puis 1 laisser descendre d un mouvement continu avec le ralentisseur D clencher le chrono compteur lorsque le compteur de profondeur passe z ro L arr ter d s que la perche touche le fond Noter le temps les tops et 1 profondeur Nota
65. micromoulinets I1 a t 1 r alis des moulinets sp ciaux destin s mesurer des vitesses quasi ponctuelles dont le diam tre de l h lice tait de quelques millim tres Les petits diam tres sont int ressants lorsque la tranche d eau dont on veut mesurer la vitesse pr sente une paisseur faible Le pas d une h lice est la distance parcourue par le moulinet d plac en eau calme lorsque l h lice a fait exactement un tour Autre ment dit si l h lice soumise un courant fluide a une vitesse de rotation de 1 tour par seconde 1a vitesse en m s du fluide est gale en premi re approximation la valeur du pas de l h lice 1 Laboratoire de l Institut de M canique des Fluides de Toulouse 44 On distingue le pas nominal caract ristique donn e par le constructeur et le pas r el obtenu apr s usinage et d fini apr s talonnage de l h lice La diff rence entre le pas r el et le pas nominal est due aux imperfections d usinage Les pas nominaux les plus courants sont 0 05 0 10 0 125 0 25 0 50 1 00 m tre Pourquoi les constructeurs utilisent ils une gamme aussi tendue de pas nominaux Il existe deux raisons principales une h lice faible pas a une meilleure sensibilit qu une h lice grand pas donc elle tourne plus facilement dans les coulements pr sentant des vitesses faibles Mais une h lice pas faible plac e dans un courant assez fort donnera avec les moulin
66. moins in t ressantes Nous d crivons en annexe le montage que nous avons mis au point et qui nous semble parfaitement adapt aux mesures de contr le des stations d un r seau T Planche X JAUGEAGE A L AIDE D UN BATEAU LEGER 1 Fixation du treuil sup portant le cable mat rialisant la section 2 _Vue d ensemble du montage chariot de trans lation et potence pour mat riel OTT Montage de la potence l g re NEYRPIC Photos Aldegheri Brunato 5 107 Planche X suite Vue du chariot de translation et de la fixation au bateau D clenchement du chariot Passage du cable sur le Mangoro Photos Aldegheri Amarrage du bateau au chariot apr s d clenchement 108 Le saumon est manoeuvr l aide d une potence simplifi e ou de la potence l g re Neyrpic La fixation du bateau au c ble d finis sant 1 section est r alis e l aide d un chariot largable muni d un compteur pour la mesure de la largeur et le rep rage des abscisses Equipement lourd Les mesures de d bit sur les grands fleuves Congo Niger fleuves du Bassin Amazonien avec des vitesses portantes et de grandes profondeurs requi rent des embarcations de grandes dimen sions Dans cas le choix de l quipement d pend des moyens dont on dispose Il peut aller de la pinasse de 12 m plus ou moins bricol e au bateau laboratoire de 20 m et plus La planche XI montre un bateau de 12 m propuls
67. par une borne en b ton de 50 cm de hauteur environ dans laquelle est scell un tube galva nis de 50 60 La balise elle m me est constitu e par un panneau de contreplaqu de 1 m x 2 m fix verticalement sur un tube galva nis de 40 x 49 Le panneau est peint en damiers blancs et rouges dimension des carreaux 50 50 Les m mes panneaux peuvent tre utilis s sur plusieurs stations La distance s parant les rep res et B ou C et D d pend sur tout de la place dont on dispose et de la v g tation Elle est en principe de l ordre de 50 100 m 1 est tr s important que l on puisse voir tous les rep res en tous points de la section ou du moins lorsqu on se trouve plus de 50 m d une rive Entre 0 et 50 m les mesures seront faites uniquement sur la base de la rive oppos e 219 C est le point d licat pour les sections o les vitesses sont sup rieures 1 50 m s Il faut utiliser une ancre type DIAL dont le poids d pend de 1 dimension du bateau utilis Avec un Zodiac MARK II on prendra une ancre de 10 20 kg mont e sur une cha ne de 8 nm de 30 40 de long la cha ne est plus efficace que la corde car l effet de 1 cha ne reposant sur le fond est au moins gal l effet de l ancre pour la fixation du bateau sur fond sableux Le d placement d une verticale l autre se fait en proc dant comme le montre la figure 57 gt lt v i ee re EE h Fig
68. parfaite des m thodes savoir quels sont leurs domaines d application et tenir compte des caract ristiques des coule ments pour Les utiliser au mieux Dans la suite nous examinerons certains param tres qui inter viennent dans 1 mesure des d bits tels que angle de d rive du c ble angle du courant par rapport la section droite constante de fond correction eau correction air etc Ces grandeurs ne sont facilement mesurables que dans des situations id ales qui ne se trouvent r alis es qu en moyennes et basses eaux ou lorsque les rivi res pr sentent tout au long de l ann e un r gime tr s calme Dans le cas de grandes crues sur les oueds d Afrique du Nord ou sur les fleuves des r gions soumises aux cyclones tropicaux il y a du fait des conditions locales d cou lement tr s grandes vitesses fortes vagues en surface transports solides importants charriage de fond constitu de graviers et m me de rochers des causes d erreur tellement grandes qu il vaut mieux gt 12 dans l int r t de la mesure et pour la sauvegarde du mat riel n gliger certains param tres difficiles mesureret dont la prise en compte n am liore que tr s faiblement la valeur du r sultat Dans ces conditions extr mes il faut faire vite et savoir doser les risques En pr sence d un crue exceptionnelle l essentiel n est pas de d finir l angle de d rive du c ble ou l angle horizontal quelques degr s pr s op ration dif
69. partie inf rieure de la d rive en contact avec la surface de l eau figure 47 Mettrele compteur de profon deur z ro Surface de eau prece de Wo En lobsence de piece de bu fee le compleur m Zero lorsque le bas de la derive louche egu Fig 47 Mise z ro du compteur de profondeur avec la perche AGAR Faire descendre le moulinet au fond avec la manivelle Veiller ce que le ruban de suspension soit bien tendu Lire l indication du compteur Embrayer le moteur et mettre en route le moteur et le chronocompteur d impulsions 196 Lorsque le compteur de profondeur affiche un nombre gal au rayon de l h lice arr ter le moteur et le chronocomp teur op ration effectu e par un bouton unique Ceci revient arr ter la mesure avant que l h lice ne sorte de l eau et ne soit influenc e par le vent i Le moulinet s oriente normalement dans l axe du courant gr ce la d rive Noter l angle P s il varie au cours de la mont e estimer une valeur moyenne de cet angle Noter le temps et le nombre de tours ou directement N T suivant les compteurs utilis s la fin du jaugeage d monter le mat riel et ne pas oublier de retirer les piles du bo tier III 3 2 2 3 Tenue du carnet Compl ter le cartouche comme indiqu pour le jaugeage point par point En proc dant comme il a t dit plus haut il n y a pas de correction apporter
70. pas 0 25 m 0 50 x 10 5 m s avec l h lice au pas 0 50 m 1 00 x 10 10 avec l h lice au pas 1 m Avec un compteur Z100 de OTT ou pr s lection de Neyrpic acceptant 20 i s les vitesses maximales possibles avec les dif f rentes h lices seront multipli es par 2 156 Ce calcul simple donne la limite sup rieure d utilisation En ce qui concerne la limite inf rieure il n est pas conseill de travailler avec des valeurs de n trop faibles on prendra donc 1 t s et cette valeur donnera la valeur 1a plus faible de la vitesse pouvant tre mesur e par chaque h lice avec une pr cision acceptable Avec les moulinets g n ratrice de tourant il se produit une saturation de la dynamo pour les vitesses de rotation trop lev es le choix de l h lice sera fait partir des courbes de tarage en estimant la vitesse maximale du courant dans la sec tion Th oriquement une m me h lice peut mesurer toutes les vites ses ce qui donne pour Les vitesses lev es des signaux sor tant de la gamme de mesure des appareils de d tection Les h tices de pas diff rents permettent de rester dans la gamme cor recte afin de r aliser les mesures avec le maximum de pr oiston noter qu avec le moulinet g n ratrice de courant ce n est pas l appareil d tecteur qui est en cause ma s le g n rateur du signal dynamo qui se sature au del d une certaine valeur de a vitesse de rotation 111 2 4 3 Ch
71. plas tiques ou autres montages en porti re Les performances de ce mat riel stabilit flottabilit tirant d eau ne sont pas comparables et de loin celles des canots pneumatiques La Soci t OTT voir notice HBf 10 050 05 page 9 fabrique un radeau pneumatique qui premi re vue para t s duisant mais qui en r alit l est beaucoup moins En effet l absence de fond rend ce radeau pratiquement inutilisable d s que la vitesse atteint environ 1 50 m s 303 Il faut toujours se rappeler que le mat riel dont nous venons de parler constitue un quipement l ger et qu il ne doit pas tre utilis en toutes circonstances au dessus de 3 m s il faut trou ver autre chose VII LES T L PH RIQUES CALCULS DES FL CHES ET DES TENSIONS VII 1 Documentation Voir notices M 244 de Neyrpic et HLf 120 13 de OTT ainsi que le cahier de l ORSTOM s rie Hydrologie sur les Stations t l ph riques de jaugeage description notes de calculs et r gles observer pour leur installation et leur utilisation d o nous tirons les tableaux ci dessous VII 2 Stations avec ancrages fixes sur les deux berges cas classique Le tableau I donne pour quelques c bles usuels dont les carac t ristiques sont indiqu es sur la figure 10 les fl ches maximales en charge lorsque la tension est gale au 1 3 de la r sistance la rupture pour une charge concentr e de 5000 N et diff rentes va leurs de 1a p
72. qu il existe une course suffisante Les calculs ont t r alis s en prenant une charge concentr e de 7 000 N l g rement sup rieure la charge de rupture du cable lectroporteur Le tableau III donne la valeur de 1a fl che en charge sous une tension gale R 3 pour diff rents c bles et diverses valeurs de la port e Ce tableau permet de choisir les c bles en fonction des caract ristiques de la section valeur de la fl che maximale en charge On en d duit la masse du bioc de b ton d o son volume en admettant une densit du b ton de 2 2 tonnes m3 textile Bloc de b ton masse Cable porteur monotoron Treuil Tendeur Ancrage fixe 80 3 3 EE UP EIE AE tk E E E 2 HE E HE E IE dE E E ECKE TEE EE E EC He HE EAE UE dE HE TE UE EE AE IE CE UE IE de tF IE HE t E IE fF IF tr t E CARLES FLECHE EN CHARGE EN M POUR TC R 3 NO ET LES DISTANCFS ENTRE 4POUIS EN M D 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 e SE EE EE 1 2 79 5 68 B 58 9911 78 514 99 F18 31 2 73 25 26 28489 32463 2 1 72 3 53 5 42 7039 9 64 11 57 813 79 16 09 918 47 2093 3 1 13 2 32 3 58 4 90 6 29 T T amp 4 9 06 510 85 12 50 14 01 4 0 91 1 87 2 90 3 98 5 13 6 34 7 60 8 93 10 32 11 77 1 57 2 44 3 37 4 36 5 41 6 51 7 657 BBA 1016 N 6 055 1 36 2 14 2 96 3 B5 4 79
73. quelques ris ques au moulinet dans le cas de rivi res en crue avec transport solide important Ne pas oublier que l on op re sur une rivi re en forte crue aveo transports en surface et charrtages de fond importants iL sera plus prudent de n gliger la mesure au fond la pr et Sion qu on obtient en faisant cette mesure ne vaut pas Le risque de perdre ou de d t riorer Le mat riel en l exposant trop long temps au fond Dans ces conditions les causes d erreurs sont tr s nombreuses d rive du c ble mauvaise d finition du z ro en surface risque d ensablement du moulinet eto et les quelques tops suppl mentaires mesur s pendant quelques secondes n am liorent pas beaucoup le r sultat final Le jaugeage par int gration ne peut donner de bons r sul tats que si le temps de mesure est suffisamment long 60 100 secondes Ceci implique de ne jamais utiliser cette m thode pour des profondeurs inf rieures 0 30 m avec la perche AGAR III vitesse de mont e 0 5 cm s et 0 80 1 m avec le montage sur saumon vitesse de descente gale 1 5 2 cm s 188 Cette m thode ne peut tre employ e lorsque la vitesse du courant mesurer est faible inf rieure 0 50 m s La vites se de d placement du moulinet doit tre beaucoup plus lente que la vitesse du courant Pour fixer les id es on peut adopter les valeurs suivantes avec un montage sur saumon 0 50 lt V lt 1 5 m s 2 cm s 1 50 lt
74. ral tr s faible et de toute fa con moins importante que celle qu on obtiendrait en mesurant l angle en chaque point 1V 2 2 2 Largeur de La rivi re Si on effectue un jaugeage partir d un pont non perpendiculai re l axe du courant ou si la section d finie par un c ble fait malgr les pr cautions prises un certain angle avec la direction du courant il faut apporter une correction en multipliant 1 largeur mesur e sur le pont ou sur le c ble par le cosinus de l angle for m par l axe du pont ou le c ble avec la perpendiculaire La direction du courant 248 Cette correction peut intervenir au stade final du d pouille ment Le d bit r el tant gal au produit du d bit obtenu partir de la section d finie par le pont ou le c ble par le cosinus de 1 gle IV 2 2 3 Connection de La vitesse Il peut arriver que sur certaines verticales la direction du courant ne soit pas perpendiculaire la section Lorsqu on a la possibilit d appr cier cet angle P Gaugeage la perche au ba teau ou partir d un pont il faut noter la valeur et corriger la vitesse en multipliant la valeur mesur e par le cosinus de cet angle Rappelons que cette correction peut tre vit e avec un montage sur perche en tilisant une h lice auto composante plac e perpendi culairement la section Avec un saumon l h lice auto composante est sans int r t le saumon se pla ant toujours parall lement 1
75. re partir d une passerelle la perche tant suspendue un support permettant les d placements verticaux IL est fortement d conseill pour des raisons de s curit et de pr cision des mesures de monter la perche soit tenue main soit fix e un support pied de perche sur une embar cation 87 11 2 1 1 Penches fixes Les catalogues font mention de montages compliqu s et relati vement lourds pour la manoeuvre du moulinet l aide d un c ble ou d un treuil Ces montages ne sont pas utilis s en hydrom trie courante Les seuls montages employ s sont les suivants Moulinet fix directement sur la perche Moulinet mobile sur la perche gr ce une coulisse Moulinet utilis avec la perche AGAR III voir note en Annexe Dans ces trois cas la perche en acier inoxydable a une sec tion circulaire de 20 mm de diam tre Les perches sont constitu es par des l ments de 1 m gradu s tous les 10 cm perche JANA au TALBA de OTT canne standard d montable r f rence 2371 AB de Neyr pic Le z ro est toujours au fond sur le lit de la rivi re L h lice est prot g e contre les chocs ventuels lors de la descente par une petite pi ce viss e sous le corps du moulinet OTT Le lecteur trouvera en annexe de plus amples d tails au sujet de ces mat riels et montages La planche VI montre quelques exemples de perches fixes et perches mobiles 11 2 1 2 Penches mobiles Lorsq
76. repliables le support pivotant 1 fl che l ensemble moto r ducteur treuil le groupe lectrog ne et le circuit lectrique Cette cyclopotence permet 1a r alisation de jaugeages par int gration en remontant le moulinet apr s un r glage correct de 1 vites se du treuil En cas de panne une manivelle permet l utilisation en cyclopotence manuelle Porte faux sur v hicule De nombreux hydrom tristes ont eu l id e d utiliser un v hicule pour d placer horizontalement le moulinet mont sur saumon Les montages les plus divers ont ainsi t r alis s Ce montage peut se r aliser sur n importe quel v hicule Nous donnons en annexe le sch ma du montage r alis Toulouse sur un Fourgon Peugeot Le principal avantage de ce syst me r side dans le fait que les op rateurs sont l abri du vent et de la pluie pendant les mesures Il pose cependant quelques probl mes dans le cas de ponts troits arr t de la circulation Il convient galement d tre tr s prudents dans le cas de ponts avec trottoirs en console qui ne supportent pas toujours le poids d un v hicule 104 POTENCE LEGERE ELECTRIFIEE E D F D T G Ensemble mots redacteur Pen Fl che Seet Ger C Me Ja Fran eleciro porte ur 26 PAIE PEL el DI Cables de Ce IP 1eo ka fleche 9 95 eg lt Chariot Gr oupe electro g ne Fig 28 105 11 3 2 3 Stations hydrologiques pr s desque
77. tance d est not e dans la colonne observations Mettre ensuite le compteur du treuil z ro et op rer comme ci dessus soit point par point soit par int gration Lorsque le moulinet est au fond on note la distance y lue sur Le compteur du treuil et l angle Q lt R p ter ainsi les mesures pour toutes les verticales Veiller ce que les d bris herbes ou branches charri s en surface ne Viennent s accrocher au c ble ce qui d une part fausserait la valeur de l angle et d autre part risquerait de d t riorer le mat riel de mesure Lorsque le moulinet est en surface dans le cas de vitesses lentes seulement en effet cette mesure ne nous semble pas utile en cas de fortes vitesses noter l angle e de l axe du saumon avec la perpendiculaire la section III 3 2 4 3 Tenue du carnet Compl ter le carnet avec tous les renseignements utiles Ne pas oublier de noter la constante du saumon La figure 50 montre un exemple de feuille dans diff rents cas La distance d longueur du c ble exond est not e dans la colonne observations h ITL 3 2 4 4 Conseils et erreurs viter ER EVE EE PE Toujours adapter la masse du saumon 1 apacit du treuil ou de la cyclopotence dont on dispose 204 1 RIVIERE oda IKO PPA STATION Paat de LAHT SX JAUGEAGE du E EH EK DEET Heure D 30 F TO Buteur D
78. teint sont projecteur L op rateur C suit le flotteur jusqu la travers e de CD Il teint son phare et arr te son chronom tre au m me instant arr te aussi son chro nom tre L aide situ en amont lance un nouveau flotteur 111 3 2 9 Jaugeages continus ou verticales ind pendantes 111 3 2 9 1 Mat riel utilis Tout le mat riel qui a t d crit au chapitre II pour les mesures partir de ponts ou de trailles t l ph riques est utilis en fonction de la situation de la station hydrom trique de ces ca ract ristiques et des conditions locales d coulement Sur chaque verticale 1 mesure peut se faire soit point par point soit par int gration 236 Choix des verticales Dans un jaugeage par les m thodes classiques se d roulant dans des conditions normales 1e choix des verticales de mesure est fait en fonction de la largeur du plan d eau et des conditions d coulement suivant des m thodes qui ont t examin es dans les paragraphes pr c dents Pendant les crues les variations de plan d eau peuvent tre importantes et suivant 1 configuration topographique de la section 1a largeur peut donc varier galement dans de notables proportions Le choix des verticales se fera donc en tenant compte de la section mouill e entre les plus basses et les plus hautes eaux cette sec tion mouill e sera trac e partir d un relev topographique Le nombre de verticales sera d t
79. thode des V I par int gration de pr f rence ou point par point M thode classique Point par point ou par int gration Bateau type Zodiac Mark II et quipement l ger saumon 25 kg Section d finie par c ble de 3 mm M thodes des V I difficilement applicable Ancrage impossible exactement au m me point Lon gueur des manoeuvres d ancrage Seule solution diminuer le nombre de verticales h ucun Section balis e M thode classique Point par point ou par int gration Cercle hydrographique Bateau type Zodiac Mark II et quipement l ger saumon 25 kg Bateau de grande dimension avec quipement lourd saumon 50 ou 100 kg toutes Sans Jaugeage aux flotteurs largeurs 5 6n s Saumon 100 kg 3 n s t l ph ri que M thode des V I point par point ou par int gration suivant type de mat riel M thode classique Point par point ou par int gration suivant type de mat riel V I Verticales ind pendantes 153 11 est bien vident que le choix du mat riel est fonction des conditions hydrauliques dans l coulement mesurer mais aussi et surtout des moyens financiers dont on dispose qui ne permettent pas toujours d acqu rir le mat riel le mieux adapt chaque cas particulier Ceci signifie en clair qu il faudra tr s souvent se contenter du mat riel disponible et
80. tous les cas beaucoup plus importante que 1 tra n e propre du saumon Pour cette raison on n utilise que tr s rarement des c bles lec troporteurs plusieurs conducteurs Les c bles les plus couramment employ s ont un diam tre de l ordre de 3 mm 2 8 mm chez Neyrpic et 3 5 mm chez OTT Les signaux du moulinet et du d tecteur de fond sont transmis par le conducteur unique La fermeture du circuit lectrique est assur e par 1a masse du moulinet et du treuil et les fils d acier du c ble lectroporteur 99 3 2 D PLACEMENTS HORIZONTAUX 11 3 2 1 D placement manuel Dans le jaugeage gu l op rateur explore 1 totalit de la section en d pla ant 1 perche la main 11 3 2 2 Station hydrologique situ e pr s d un pont ou d une passerelle Plusieurs solutions sont possibles II 3 2 2 1 Perche mobile S Le chariot treuil dispose en g n ral de galets de roulement Avec pied de perche simple le d placement est fait la main peu pratique Le treuil est fix sur un porte faux comme indiqu sur la figure 26 Le porte faux est appuy sur le parapet du pont et d plac la main par les op rateurs Un contre poids C quilibre le saumon Le treuil peut videmment tre quip d un r gula teur de descente pour jaugeages par int gration Ce montage n est valable que pour des saumons l gers 5 25 kg et pour des vitesses faibles ju
81. tr e Cette valeur divis e par la largeur totale donnera 1a vitesse moyenne superfi cielle Si l on dispose de jaugeages complets pour des cotes inf rieures on tracera la courbe donnant la variation de K U Vms en fonction de figure 72 On en d duira pour 1 cote 1 chelle pour laquelle a t effectu le jaugeage aux flotteurs une valeur de K d o une valeur de U et finalement le d bit Q S il n y a pas eu de jaugeages la station et si l on n a aucune indication sur la variation de U Vms dans la section que l on tudie on pourra prendre les valeurs qui ont t donn es au paragraphe I 3 1 2 2 270 Fig _ 75 JAUGEAGE AUX FLOTTEURS FICHE DE DEPOULLLEMENT N Date Rivi re Stadion Op rateurs Terrain D pouillemert I DONNEES TOPOGRAPHIQUES D apr s lev du Base longitudinale AC L m largeur moyenne m Sections transversales Amont AB m Aval CD m Distances la rive Balise A m Balise C m Si balisage oblique Angle AB avec perpendiculaire au courante coso II SECTION MOUILLEE D apr s profils du Section mouill e EE Profil 1 Profil 2 Profil 3 Profil 4 tc Lc X aB III CALCUL DES VITESSES ET DES ABSCISSES X tc tc 271 IV 6 4 CAS DES JAUGEAGES AUX FLOTTEURS AVEC VITESSES TR S FAIBLES Afin de tenir compte du fait que 1e flotteur ne donne pas la vitesse moyenne sur la totalit de la vertica
82. un nombre de points suffisants 5 au minimum avec une dispersion relativement faible pour permettre un trac pr cis Cette courbe d talonnage ne sera extrapol e vers le haut ou vers le bas que dans des limites faibles 20 30 cm de l chelle des hauteurs Les courbes de plusieurs verticales peuvent Gtre group es sur un m me graphe voir figure 68 Dans le cas de stations stables les points doivent se placer correctement sur la courbe S il y a des points trop loign s il faut en rechercher la cause forte d rive du saumon qui entra ne une correction importante de la profondeur moulinet d t rior ou ensabl v rifier constamment pendant les mesures sur le terrain 263 Paraboles des vitesses successives Sur une verticale ind pendante PARABOLES DES VITESSES Verticale 10 abcisse 33m Mesures de surface H Verticale incompl te D G Evolution de Vg avec Ja Vm s profondeur Fig 67 COURBE DETALONNAGE Verticale JO Abcisse 33m Pig 69 COURBES D ETALONNAGE Fig 70 Verticale V20 abscisse 23m 12 31m 35m smitare m s D 2 6 A mi EEA 48 Debit 10 5 x o 1 2 3 4 5 7 BHenm 264 Avec les stations fond mobile cette m thode ne donne pas de bons oo PP r sultats et elle ne doit pas tre utilis e La derni re tape e
83. valeur r elle K cro t avec l angle o et qu il d pend de la forme de l h lice La Soci t OTT a t la premi re mettre au point des h lices type et type R dont les caract ristiques suivent la loi ds cosinus dans des limites plus tendues que les h lices ar tes biaises de construction normale Ceci est mis en vidence sur 1a figure 13 o sont trac es la courbe v v cos f a trait plein et les courbes vilv Ka cos f a traits pointill s pour les h lices normales et R 49 Fig 13 H lice 8 normale x SES 06 EN d H lice A 05 H lice R ER Y f o 55 452 E 03 a Qo sx W 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 Fig 1 Fig 2 d apr s OTT A be HIf1006 Cette figure montre les limites d utilisation des diff ren tes h lices Les angles d incidence maximaux sont de 5 avec l h lice normale 15 25 avec l h lice R 45 avec l h lice A L angle d incidence ou l angle de la direction du vecteur vitesse avec l axe du moulinet doit rester dans certaines limites qui sont pr cis es par le constructeur et dont nous parlerons lors de la description d taill e des moulinets On distingue deux types d h lices ar tes biaises les h lices normales et Les h lices auto composantes Les premi res don nent des r sultats corrects pour des angles d incidence tr s fatbles 5 tandis que
84. 2 1 4 1 Documentation Voir notices HLf 120 22 et HBf 10 150 04 287 Moulinet axe mobile La suppression du contact m canique est une am lioration tr s nette par rapport l ancien moulinet Cl L entretien est simplifi Le fonctionnement n est pas influenc par les gouttelettes d eau pouvant p n trer dans la chambre des roule ments I 5 Moulinet OTT g n ratrice de courant C60 type 10 300 I 5 1 Documentation GEAR I 5 2 Remargues lt Moulinet axe fixe robuste d un fonctionnement tr s s r gr ce une g n ratrice de pr cision qui supprime en particulier tous les ennuis dus aux contacts d fectueux que l on a avec les moulinets classiques Utilis avec le nouveau compteur CJR 30 voltm tre int grateur ce moulinet simplifie le d pouillement des jaugeages en rivi re 1 6 Moulinet Dumas Neyrpic type universel 1 5 1 Documentation Moulinet axe mobile pr sent sous deux versions transmission magn tique et g n rateur d impulsions par vis sans fin et roue dent e 1 top pour 1 2 10 20 ou 40 tours r f 2113 AA ou interrupteur lame souple 1 top 1 tour r f 2114 AA Cette derni re version est 288 notre avis la meilleure L axe a t modifi et renforc par rapport au premier mod le qui a laiss de bien mauvais souvenirs certains hydrologues Le constructeur livre en accessoire un cercle protecte
85. 3 MANUEL D HYDROMETRIE M ALDEGHERI tome IV Directeur de Recherches de l ORSTOM mesure des d bits partir des vitesses EP wil _ OFFICE DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE OUTRE MER ERRATUM Page 1 2 me ligne du second paragraphe il faut lire il n y a pas eu jusqu cette derni re d cennie dans la plupart des pays du monde Page 29 1 re ligne du paragraphe 1 4 3 1 au lieu de lt lt 3 m lire lt lt 3 m s derni re ligne au lieu de tre relev e l aire lire tre relev e l aide Page 101 Nomenclature 4 au lieu de NECABOLIER lire MECABOL IER d mont e Page 171 avant formule 1 au lieu de Pa d lire P d formule 2 au lieu de P y d sec 1 1 K gt lire P y d sec amp 1 1 K 186 11 me ligne du paragraphe au lieu de formule du moulinet par N n T t lire formule du moulinet par N n T t Page 222 3 me ligne au lieu de d j cit page 72 lire d j cit page 108 Le tableau V ci apr s est ins rer apr s la page 288 T CHNOLOGIE DES MOULINETS A SIGNALISATION ELECTRIQUE AXE MOBILE Montage H lice Dispositif A commande D t commande z de Signalisation M canique magn tique z M can
86. 8 0 0880 172 En cas de courant violent pour lequel les angles verticaux sont sup rieurs 14 on op re de 1 fa on suivante partir d un bateau ou d un pont horizontal on mesure la distance PA d l aide du treuil 1 premi re et 1 derni re verticale Si le jaugeage est effectu partir d une traille t l ph rique ou d un pont inclin la distance d sera mesur e chaque verticale ce qui complique un peu 1 mesure Puis le saumon sera plac au contact de la surface de l eau sans tre immerg de fa on ce que le c ble de suspension reste vertical Le compteur du treuil est alors mis z ro On fait ensuite descendre Le saumon jusqu au fond le compteur donne y LN On note dans cette position la valeur de l angle ox On calcule la correction sur le c ble exond LM puis la profondeur r elle p Les deux tableaux suivants permettent connaissant d y et de calculer la valeur de p pour cela entrer avec d et CX dans le tableau II on obtient 1 valeur x de LM entrer ensuite avec y x et O dans le tableau III on obtient 1 valeur u qui don nera p partir de la relation 1 Hauteur du point de suspension 50 2 3 amp 5 6 7 8 9 TABLEAU II A Correction c ble exond distance LM x en m tres en fonction de d et CX ELI Longueur c ble immerg y x _ 2 3 A 5 6 7 8 9 0 1 m OQ N ra
87. 89 1 21 1 59 2 00 8 48 8 0 01 0 06 0 13 0 25 0 39 0 55 0 76 0 99 1 25 1 55 EU ue w t amp 9 3 OR OR X X Tableau IV TIE TRAVAUX DE BUREAU VIII 1 Calcul cote moyenne Nous donnons ci apr s un exemple de calcul de cote moyenne pour un jaugeage fictif sur 4 verticales au cours d une crue l aide de la formule Zero Boy Ep Pai _ 200 x 1 250 x 2 300 x 5 250 x 1 _ 2450 H 1 272 cm moy 14294541 9 g 2 0200 x D 250 x 1 300 x 2 250 x 5 2300 56 cm 9 9 Hoy 8 200 x 5 250 x 2 300 x 1 250 x 1 x 2050 228 cm 9 9 Pour un m me d bit PU identiques et des variations de cotes identiques cours du jaugeage 1 cote attribuer au jaugeage varie de 228 cm 272 cm selon 1 r partitions des PU 313 Cas N 3 L essentiel du d bit passe entre les cotes 200 et 250 Cote du jaugeage 228 Cas N 1 L essentiel du d bit est mesur pr s de 1 cote maximale 250 300 Cote du jaugeage 272 cm VIII 2 Consignes relatives au planim trage Planim trer sur une surface plane et horizontale Placer le dessin planim trer sous une feuille de calque de fa on que la roulette du planim tre se d place toujours sur cette feuille Placer le p le du planim tre de fa on qu au d part et donc
88. BES DE DEBIT POUR DIFFERENTES HAUTEURS A L ECHELLE IV 6 D POUILLEMENT DES JAUGEAGES AUX FLOTTEURS IV 6 1 M THODOLOGIE Le d bit Q est gal au produit de 1 section transversale ou section mouill e S par la vitesse moyenne de l coulement U Q m3 s S m2 U m s Il faut s parer 1e d bit dans le chenal principal du d bit dans les plaines d inondation S est calcul e partir des profils en travers lev s avant et apr s la crue en une ou deux sections les sections mat rialis es par les balises AB et CD par exemple Il faut tenir compte de 1 nature du fond du lit et bien v rifier qu il n y a pas eu affouil lement pour les vitesses maximales U est estim e partir des vitesses de surface l aide du rapport K U Vms calcul pour les jaugeages complets qui ont pu Stre r alis s la station Vms est la vitesse moyenne de surface La figure 72 montre quelques exemples de variation du rapport U Vms en fonction de G ou de H 266 o l JE get 3 yal N bes o Lom a i o 1 Lo 1 9 Benou Maroua SE ES P e W i 5 x Yabassi i AES 0 5 i SEE weg 1 0 Q m7s 50 60 80 100 200 300 400 500 600 800 1000 2000 Fig 72 VARIATIONS DU RAPPORT g m
89. CHARGE K pour des c bles monotoron 19 fiis 125 port amp e en metres 10mm 5 59 7 2 77 000N 12mm S 86 0mm R 110 000N 135mm S 109 mm R 140 000N 15 5 134 mm 172 000 mmm 5 173 mm2 R 225 000 P 20mm 5 239 mm 310000 25mm 5 373 mm R 480000N NN 225 250 55 01614 90 307 Exemple La section choisie permet de d finir les caract ristiques sui vantes fl che maximale en charge 4 15 m port e entre appuis 1 50 m Le tableau I montre que le c ble N 5 convient le mieux tendu avec une fl che de 4 16 m il est soumis une tension de 60 000 N Pour qu il en soit ainsi dans les conditions les plus d favo rables de fonctionnement il faudra tendre ce c ble vide en lais sant une fl che F gale 1 09 m ce qui correspond une tension vide de 29 433 N VIT 3 Stations avec ancrage mobile bloc de b ton de masse R 3 R r sistance 1 rupture accroch au c ble tracteur par l in term diaire d une paulie plac e au sommet du pyl ne d appui La figure 11 montre le principe de ce montage Le c ble porteur est toujours soumis une tension constante gale R 3 La fl che sera minimale vide et maximale en charge cette variation ne sera pas due un changement de 1 tension du c ble mais un d pla cement vers le haut du bloc de b ton Les installations seront r alis es pour
90. EAU En l absence de pont le mat riel de jaugeage est d plac dans la section de mesure l aide d un bateau La taille du bateau et le mode op ratoire d pendent videmment des conditions hydrau liques 29 1 4 3 1 Bateau et c ble Pour des profondeurs 1 m des vitesses lt 3 m et une largeur de rivi re inf rieure 300 le bateau est d plac en travers de la section partir d un c ble tendu qui est utilis pour rep rer les abscisses graduation ou compteur Les profon deurs sont mesur es avec le compteur du treuil Dans le cas du contr le des stations d un r seau hydrom trique effectu par 1 route le bateau que l on utilise est g n ralement un bateau gonflable capable de de supporter une charge de une tonne environ et propuls par un moteur hors bord de 20 25 CV maximum Le poids de lestage ne d passe jamais 25 kg c est ce que nous appelons l quipement l ger 1 4 3 2 Bateau et cencle hydrographique Si la rivi re mesure plus de 300 m de large au droit de la section de mesure il est tr s difficile de mettre en place un c ble La position des verticales est rep r e par rapport des balises install es sur les berges et port es sur un plan obtenu par un lever topographique pr cis balises d alignement mat rialisant la section et balises d angle pour d finir la position de la verticale On utilise pour cette op ration un cercle hydrographique appareil d riv du sextan
91. ES PARTICULI RES LI ES AU MODE OP RATOIRE Nous donnerons d abord quelques consignes particuli res li es aux m thodes puis quelques conseils pour la pr paration du mat riel et l ex cution des mesures lors de 1 mise en application des diff rents modes op ratoires 3 1 CONSIGNES LI ES AUX M THODES Ce qui a t dit ci dessus relativement aux mesures de 1 largeur de 1 profondeur du nombre de verticales etc est valable pour toutes les m thodes 111 3 1 1 J e point oint Dans de nombreux pays ce nombre de points est valu partir de formules empiriques tenant compte uniquement de l aire de 1 section mouill e Ces formules donnent des r sultats souvent tr s diff rents et aboutissent parfois des temps de mesure tr s longs Cas des grandes rivi res jaugeage avec moulinet normal suspendu sur saumon Nous adoptons les r gles suivantes pour des profondeurs sup rieures 1 m on prendra cinq points r partis de la fa on suivante un en surface 0 10 m en dessous du plan d eau un au fond la distance que permet le type de montage du moulinet constante du saumon et trois points r partis dans la hauteur restante au 2 10 5 10 et 8 10 de cette hauteur La figure 44 montre la r partition des points sur la verti cale 183 Surface duj plan d eau profondeur totale 3 25 m constante du saumon 0 15 m premier point 0 10 m de la surface cinqu
92. GEAGE AU CERCLE HYDROGRAPHIQUE TABLEAU DES DISTANCES ET DES ANGLES CORRESPONDANTS A UNE BASE DE 400 m leg D s log 200 log tq lt leg tq z oj 200 leg D D en m tres D Caper HP 162 00 100 126 52 209 S0 00 300 67 23 177 08 105 12436 305 R9 35 305 6 31 174116 110 12223 210 87 12 310 65 39 15 INN 115 12012 215 85 52 315 64 50 20 1o0 35 120 HED 220 84 32 320 0 01 25 165 5 125 115 59 225 8316 325 63 13 20 162 56 139 13 57 239 82 00 330 62 26 35 16309 135 11r58 235 90 z8 335 61 41 40 Gaz 140 11001 240 79 37 340 60 54 45 154 38 145 168 07 245 78 27 345 60 12 50 151 56 150 10616 250 77 9 350 59 29 55 149 15 155 104 27 255 76 12 355 58 48 60 145 36 160 10241 269 75 08 360 58 07 65 144 20 165 100 57 265 NN 365 5726 70 141 26 170 99 16 270 73 02 370 56 47 75 139 53 175 97 38 275 72 03 375 56 09 80 136 24 180 96 02 280 71 04 380 55 31 85 32 57 185 94 28 285 70 07 385 54 54 3 35337 190 52 56 250 b i 390 54 18 95 129 11 195 927 295 68 16 395 53 43 Office de ta Recherche Scientitiaue et Technique Outre Mer D DIV 261 2 255 IN 400 405 410 415 420 425 430 45 440 445 450 455 469 465 470 D I 480 485 490 495 500 505 510 515 520 525 530 535 540 545 550 555 560 565 570 575 580 565 590 595 2 53 00
93. I 2 2 Montage sur saumon D placements du support de moulinet II 3 1 D placements verticaux II 3 2 D placements horizontaux Mat riel divers 11 4 1 D finition de la section II 4 2 Mesure des angles II 4 3 C ble de retenue et c ble amont II 4 4 Autres accessoires Documentation et fichier du mat riel Pages 31 3i 31 39 68 79 86 86 90 93 93 99 117 117 125 129 131 132 VI III OPERATIONS SUR LE TERRAIN III 1 ITT 2 ITI 3 G n ralit s R gles g n rales valables pour toutes les m thodes 111 2 1 Entretien du mat riel 111 2 2 Choix de la section de mesure 111 2 3 Choix du mode op ratoire III 2 4 Choix du mat riel 2 5 Le carnet de jaugeage 111 2 6 Mesure des distances horizontales III 2 7 Mesure de la profondeur III 2 8 Nombre de verticales R gles particuli res li es au mode op ratoire III 3 1 Consignes li es aux m thodes III 3 2 R gles li es au mode op ratoire IV TRAVAUX DE BUREAU IV 1 Remarques pr liminaires IV 2 Pr paration des feuilles de jaugeage IV 3 IV 4 IV 5 IV 6 IV 2 1 Calcul des vitesses partir des relev s IV 2 2 Corrections apporter au d pouillement D pouillement du jaugeage par la m thode point par point IV 3 1 M thode graphique IV 3 2 M thodes arithm tiques D pouillement du jaugeage par int gration IV 4 1 M thode graphique IV 4 2 M thode arithm tique IV 4 3 C
94. Ki S d Q jO gt S DO ae 3 ke ba SEN e Us D as MI 333 SEE TT S S SN NUMEN NN 2 48 Kaz 0 40 250 s _ _ aa Eod 430 36 52 EK 085 dy NU bom 1040 _ 790 __ 4 906 56 o 56 _ 040 12421 VACA ___ SS a SE SAPE 00 635 RD 24 34 57 DE AES GS a dalana _ Fia 58 Fig 58 bis Sch ma du balisage 225 111 3 2 7 Jaugeages partir d une station t l ph rique Avant de monter le moulinet et le saumon v rifier la tension des c bles tracteurs parall les au c ble porteur le serrage des serre c bles la tension des haubans dans le cas de station avec pyl ne le graissage des divers l ments du treuil et des poulies de renvoi et du chariot Ne jamais graisser le frein automatique de la manivelle Monter le moulinet le saumon Brancher le compteur Faire les divers essais de fonctionnement en particulier contact de fond Mettre le compteur de distance z ro lorsque le saumon est au dessus du rep re de d part III 3 2 7 2 Ex cution de 1a mesure Rep rer la positionde la rive en lisant le compteur de dis tance au moment o le saumon passe la verticale de la rive Se placer la premi re verticale et op rer point par poin
95. Le premier moulinet hydrom trique a t construit en 1790 par l Inspecteur des Travaux Hydrauliques REINHARD WOLTMAN Cet instrument comportait un rotor ailettes entra nant par l inter m diaire d une vis sans fin un compteur sur lequel on lisait directement le nombre de tours effectu s par le rotor Un premier perfectionnement a t apport en 1820 avec le remplacement des h lices rais ou ailettes par des h lices surfaces h licoi dales figure 8 Moulinet compteur m canique type Etsch H 3 i uses Q Photo OTT Fig 8 38 On a tr s vite remplac le compteur lecture directe par un syst me de signalisation lectrique g n rateur d impulsions et en 1929 la Soci t OTT lance le moulinet ARKANSAS type V dont la fabrication est maintenant arr t e mais qui est toujours uti lis par de nombreux services hydrologiques en Europe et en Afrique En utilisant une expression tir e du vocabulaire infor matique nous pouvons dire que les moulinets de la premi re g n ration comportent un compteur lecture directe les moulinets de la deuxi me g n ration sont quip s d un g n rateur d impul sions qui associ un d tecteur d impulsions permet de tre rapidement la vitesse de rotation de l h lice et de l par talonnage pr alable 1a vitesse du courant La soci t OTT vient de sortir un moulinet de troisi me g n ration l h lice entra ne une g
96. On distinguera deux cas le treuil est quip d un compteur avec z ro la surface mesure en descendant ou z ro au fond mesure en montant Le jaugeage point par point nous semble plus facile r ali ser avec un compteur du premier type Les compteurs du deuxi me type pr senteraient quelques avantages pour les jaugeages par in t gration r alis s du fond vers la surface avec un treuil lectri que Avec les compteurs du premier type et un contact de fond en bon tat nous n avons jamais eu de probl me pour r aliser des jaugeages par int gration en descendant On admet pour plus de commodit que le rep re li au comp teur est l axe de L h lice du moulinet en effet dans le jaugeage point par point c est la position du centre L h lice qut doit tre d finie de fagon simple et rapide Dans le cas d un compteur avec z ro la surface on op re de la fa on suivante l h lice est plac e de telle fa on que son axe co ncide avec la surface de l eau Le compteur est alors remis z ro on laisse descendre le saumon jusqu toucher le fond 167 La lecture au compteur augment e de 1a constante du saumon donne la profondeur totale de 1 verticale En remontant on peut lire directement sur le compteur les cotes des diff rentes positions du moulinet Avec un compteur mesurant du bas vers le haut z ro au fond on met le compteur z ro lorsque contact de fond repose sur le lit L
97. T V m s Observations moulinet a B tops tours 5 44 1027244 CL Heure Profordeurs Distance mesur e Hauteur corrig e LG 0 N Z t FR s t le NS fe D 1 NS M m d E GS X JENNI EL e es RE FERRE N Mk Je Le D a m as oO o0 E gt Cas i 44 ES m A La gt pna Ka TM hy QA TM d _ a O0 E Ca iHi dd A N e 9 6 21396 43 gt gt gt gt CS cs s Us ON I c e S LY Q C5 A A x CH Pa lo D um 2 LS HL DE 4 8 516 den 0 25 E if 0 40 AE 0 386 R D 34 m Fio 49 202 Rep rer les verticales soit par des marques sur le pont soit l aide d un double d cam tre tendu Monter tout le mat riel potence ou porte faux y adapter tous les accessoires Ne pas oublier de faire pas ser le c ble lectroporteur dans l indicateur d angle vertical Brancher le compteur et v rifier le fonctionnement du mouli net et du contact de fond III 3 2 4 2 Ex cution de la mesure Rep rer l origine du jaugeage en rive droite ou rive gauche par rapport aux marques ou au d cam tre Placer l quipe
98. UILS V LES CYCLOPOTENCES VI MONTAGES SUR BATEAU VII LES TELEPHERIQUES CALCULS DES FLECHES ET DES TENSIONS ViII TRAVAUX DE BUREAU I QUELQUES MOULINETS USUELS 1 1 Moulinet Arkansas type V 10 050 I 1 1 Documentation Zeme pi Moulinet axe fixe Le tableau ci dessous indique les types d h lices pour moulinet type V et les domaines de mesure correspondants Il faut noter que les h lices en plastique bien que ne figurant pas sur ce tableau peuvent tre mon t es sur le moulinet type V Les figures 72 et 74 de 1 notice montrent les zone de contact et 1 mani re de les remettre en place sur les figures 76 79 Le changement des roues et des gaines pour modifier 1a cadence des tops doit tre fait avec soin Il est interdit d utiliser une gaine pas simple avec une roue pas quintuple et vice versa Ceci entra ne une usure rapide des engrenages et un d tarage important du moulinet d o jaugeage faux irr cup rable et d t rioration du mat riel Les montages corrects sont donn s sur la figure 1 Les montages corrects ne peuvent donner que 1 top tous les 1 2 10 ou 20 tours d h lice Toute autre cadence est due un montage in correct V rifier dans ce cas le montage avec soin La figure 2 montre les diff rents montages incorrects 11 faut noter que les montages donnant un contact apr s un et deux tours d h lice sont r serv s pour les mesures avec com
99. a possibilit de pouvoir utiliser la fl che orientable et coulis sante sur une embarcation gr ce une embase qui se fixe sur le platelage Cyclopotence lectrifi e La Division Technique G n rale de l E D F a mis au point un syst me de cyclopotence lectrifi e actuellement construite et com mercialis e par MECABOLIER Cette potente est destin e la r ali sation de jaugeages au moulinet en rivi re l aide de saumons de 50 ou 80 kg 5 6 101 Planche IX NOMENCLATURE CYCLOPOTENCES Mod le NEYRPIC EDF Mod le l ger NEYRPIC Jaugeage avec cyclopotence NEYRPIC EDF Photo Neyrpic D apr s doc NEYRPIC Cyclopotence lectrifi e EDF DTG N cabolier de mont e Photo Ald gheri Jaugeage de L ARIEGE avec cyclopotence electrifi e Photos Aldegheri 102 Planche IX Minitreull R f 2425 A 4159 1259 Treuil 2423 sur cyclo potence 2432 1950 1155 450 Indicateur d angle 2 Poulle de renval ee PRES Fl che orientable 8 Emplacement pour Poign e st levier b r cepteur d impulsions de man uvre Gueuse de lastage R f 2432 Pieds stabilisateurs R f 2432 Mod le NMeyrpic E D F Roulettes caoutchout es St E GE pm RER FT 103 Cet appareil se compose de six parties essentielles voir figure 28 le chariot muni de quatre roues avec frein et v rins de r glage en hauteur les quatre pieds
100. ai de du levier de d clenchement s parer le chariot de transla tion du dispositif de fixation au canot Le bateau d rive alors la vitesse du courant le chariot restant fix au c ble Le danger ayant disparu on vient se fixer au chariot l aide du moteur et on reprend la mesure 3 2 5 3 Tenue du carnet Le carnet est tenu de fa on identique celle indiqu e pour les jaugeages avec saumon partir d un pont III 3 2 5 4 Conseils et erreurs viter Avec une embarcation pneumatique il est dangereux et donc d conseill de placer le saumon l avant du bateau car il y a d s quilibre important et risque d entr e d eau par l avant m me pour des vitesses relativement faibles de fixer le canot un c ble en travers sans moteur l arri re En effet dans ces conditions si un op rateur se trouvant seul sur le bateau se porte vers l avant il y a risque de chavirement Le canot pneumatique peut sous l ac tion du courant tourner autour du c ble d j vu en France avec des vitesses de l ordre de 1 m s de fixer le bateau un c ble de fa on rigide Les embarcations pneumatiques modernes avec les am nagements que nous avons d crits sont parfaitements adap t es la mesure des d bits en rivi re et les hydrom tristes n ont notre avis pas besoin de se compliquer la ta he avec des canots m talliques plastiques ou autres montages en port
101. aires qui permettent d obtenir la valeur du d bit ne constituent pas une information dont on a besoin dans 1a suite de l interpr tation hydrologique Donc sa mise sur cartes perfor es ou autre support ne pr sente aucun int r t Il suffit d archiver les originaux des feuilles de jaugeage et conserver une trace du d pouillement pour v rification lors d une contestation ventuelle La seule information qui doit tre stock e sur cartes perfo r es ou bandes magn tiques est constitu e par les couples H Q obtenus partir des courbes de tarage des stations hydrom triques IV 2 PR PARATION DES FEUILLES DE JAUGEAGE Lorsqu un jaugeage est termin on se trouve en pr sence d un certain nombre de valeurs nombre de tours temps relev s en dif f rents points de mesure rep r s en abscisses distances horizon tales donnant la position des verticales et en ordonn es profon deurs 244 Les vitesses du courant sont obtenues soit directement par tir de la formule du moulinet en calculant le nombre de tours par seconde soit l aide de bar mes Le d bit sera calcul soit graphiquement par double int gra tion par la m thode des profils de vitesse ou des paraboles soit arithm tiquement m thode de la section m diane ou m thode de la section moyenne Les m thodes arithm tiques sont beaucoup plus ra pides et sont particuli rement utiles pour les valuations effec tu es sur le terrain Les
102. aliers intervalles r guliers Les compteurs seront aussi net toy s et graiss s de temps en temps Ne jamais graisser les syst mes de freinage des manivelles frein automatique Maintenir en bon tat de propret les bagues et balais pour la transmission des signaux 111 2 1 4 T l ph riques Un c ble neuf s allonge l g rement en cours d utilisation Il faut donc proc der des v rifications correctes Les c bles trac teurs seront toujours maintenus sensiblement parall les au c ble porteur Graisser r guli rement la poulie de renvoi On l oublie tr s souvent par suite de sa situation sur la berge oppos e au treuil de ce fait elle finit par ne plus tourner ce qui entra ne une usure rapide du c ble tracteur Graisser galement les pas de vis des tendeurs Enrouler avec soin le c ble lectroporteur spires jointives Sur les treuils qui en sont pourvus entretenir en bon tat de fonctionnement l appareil charg de faire ce travail Entre les mesures le saumon ne doit jamais rester suspendu au c ble lec troporteur 145 Il est bien vident que nous avons donn ci dessus quelques consignes g n rales pour le mat riel hydrom trique de base ceci ne veut pas dire qu il faut n gliger le reste v hicule hors bord cyclopotences etc etc Notre objectif n est pas de r diger un manuel de m canique g n rale Ne jamais oublier qu un manque d entretien de l un quel conque d
103. ant la descente S il se produit un d s quilibre modifier la position des ailettes d quilibrage avec les chronocompteurs chiffres sauteurs le chro nom tre tourne encore lorsque Le contact de fond se fer me Bien synchroniser l arr t du chronocompteur avec la fer meture du contact de fond pour viter les erreurs pouvant entra ner une sous estimation du d bit Cette cause d erreur est vit e avec le compteur CJR 100 de m me il est n cessaire de faire d marrer le comp teur au moment pr cis o le compteur de profondeur passe z ro 207 lorsque les circonstance le permettent eaux moyennes vitesses lentes on peut doubler syst matiquement 1 mesure chaque verticale Il arrive souvent que la formule de tarage des mou linets ne soit pas la m me pour toutes les valeurs de n nom bre de tours par seconde La discontinuit se produit pour des valeurs assez faibles de n donc pour des valeurs de la vitesse du courant pour lesquelles la m thode ne doit pas tre appliqu e En pratique dans une section o le jaugeage par int gration est possible les zones courants faibles sont peu importantes De ce fait l utilisation de la formu le correspondant aux valeurs sup rieures de n n introduit pas d erreur sensible dans la mesure Dans une m me section en travers on peut trouver une zone favorable au jaugeage par int gration et une zone d fa vorable par suite de profondeu
104. arques g n rales au sujet de tous ces compteurs ainsi qu les r f rences des notices des constructeurs Rappelons que les compteurs pr s lection de temps trois d cades secondes et 1 10 permettent d obtenir rapidement la vitesse du courant directement partir de 1 formule de tarage du moulinet v a n b Il suffit pour cela d afficher un temps gal 100 200 ou 500 fois a suivant la valeur de a pas r el de l h lice afin d obtenir un temps de comptage suffisant Le nombre de tours mesur divis par 100 200 ou 500 donnera 1 vitesse du courant apr s avoir ajout la constante b Pour un moulinet d quation V 0 4957 n 0 0017 on affichera T 49 6 secondes Si on obtient 124 tours la vitesse sera 124 4 0 0017 1 2417 x 1 242 m s 100 Si le moulinet a pour quation v 0 1050 n 0 039 on affichera T 0 1050 x 500 52 5 secondes Si on obtient 145 tours la vitesse sera v 145 0 039 0 29 0 039 0 329 m s 500 Dans le cas de moulinets plusieurs quations de tarage on pr s lectiome un temps T 100 a a tant la constante qui a le plus de chances d tre utilis e compte tenu de la vitesse du courant Pour les vitesses faibles la valeur de V sera obtenue en calculant le nombre de tours et en le portant dans l quation convenable 77 Les constructeurs ont am lior progressivement les d tecteurs d impulsions afin de r duire les risques d err
105. as o il n a pas t possible d estimer 1 vitesse au voisinage du fond D pouillement du jaugeage continu ou par verticales ind pendantes D pouillement des jaugeages aux flotteurs IV 6 1 M thodologie IV 6 2 Calcul de 1 vitesse moyenne en surface Vms IV 6 3 Calcul du d bit IV 6 4 Cas des jaugeages aux flotteurs avec vitesses tr s faibles CONCLUSTON BIBLIOGRAPHIE ANNEXE 135 135 138 138 145 151 151 157 164 165 178 182 182 190 241 241 243 244 246 248 248 257 260 260 261 261 262 265 265 266 269 271 273 275 279 Le probl me de la mesure des d bits constitue L une des plus p nibles incertitudes soientifiques actuelles L BARBILLON 1909 Ecrite en 1909 propos des mesures du d bit des turbines lors des essais de r ception des usines hydro lectriques cette phrase reste encore valable pour 1a mesure des d bits sur les fleuves et les rivi res En 1976 alors qu on sait de quoi est constitu Le sol de la lune on ne conna t qu peu pr s bien les d bits de 1a Seine Paris d une fagon assez m diocre ceux des crues de la Garonne Toulouse et l ing nieur charg de l tude de la moindre retenue collinaire dans n importe quelle r gion de France se rend tr s rapide ment compte en recherchant les donn es hydrologiques disponibles de l exactitude de ces quelques lignes quoi cela tient il A deux causes principales d abord il n y a pas e
106. bles pour atteindre ce but Sans pr tendre donner le meilleur mod le nous en retiendrons un qui nous para t bien adapt aux jaugeages dont le d pouillement est effectu manuellement ce propos nous consid rons que cette fa on de proc der devrait tre maintenue et m me g n ralis e Une quipe de jaugeurs parfaitement entra n e et travaillant avec ordre et m thode peut sans r aliser des tours de force extraor dinaires d pouiller les jaugeages qu elle effectue durant l ann e IL faut pour cela traiter les documents au jour le jour et viter les retards au d pouillement 158 Nous estimons que le calcul automatique ne devrait intervenir que dans 1 phase interpr tation des donn es c est dire apr s tablissement de 1 courbe de tarage En effet si les services centraux hydrologiques situ s g n ralement dans un grand centre ont facilement acc s un ordina teur il n en est pas de m me des secteurs hydrologiques perdus sur le terrain la transmission des donn es brutes conduirait une pert de temps et parfois de renseignements beaucoup plus grande que le traitement manuel lui m me L utilisation d un ordinateur pour le d pouillement d un jaugeage entra ne un gaspillage de moyens dont on peut tr s facilement se passer D autant plus que les calculatrices lec troniques qui se trouvent de plus en plus sur le march simpli fient dans une tr s grande mesure le d pouilleme
107. bserv minutieusement la rivi re pendant une crue car une fois l installation r alis e 11 est difficile de La d placer Dans le cas d une station non permanente jaugea ge gu ou en bateau iL est plus facile de changer de Ges tion apr s quelques jaugeages en fonction des r sultats obtenus Les d placements ventuels doivent tre not s sur les carnets de Jaugeage 151 HI 2 3 CHOIX DU MODE OP RATOIRE Ce choix d pend D de l quipement de la station l de La dimension de la rivi re lN de la vitesse du courant D de la profondeur dans tous les cas de 1 vitesse de variation du plan d eau u Les diff rents modes op ratoires et le mat riel utilis pour les mettre en oeuvre sont indiqu s dans le tableauI ci apr s Nous avons distingu s deux cas rivi re avec variation lente du plan d au o l on appliquera la m thode classique de j ugea ge et rivi re soumise des crues violentes et rapides jaugeage continu ou par m thode des verticales ind pendantes Les limites port es dans ce tableau sont donn es titre indicatif en effet elles peuvent varier en fonction de l exp rience des op rateurs IH 2 4 CHOIX DU MAT RIEL 111 2 4 1 G n ralit s Les diff rents types d appareillage pour la mesure des vitesses dans un coulement d crits pr c demment ont des possi bilit s d emploi tr s diff rentes Il n est pas possible de fixer une r gl
108. cations apport es Pour un moulinet on peut galement noter le nombre de jaugeages effectu s ou le nombre d heures de marche Noter gale ment les dates des r talonnages et les formules correspondantes A l aide du fichier mat riel le responsable d un service hydrologique doit tre en mesure de conna tre rapidement la quan tit l tat et la r partition entre les diff rentes quipes du mat riel de mesure dont il dispose 135 OP RATIONS SUR LE TERRAIN 1 G N RALIT S Dans le chapitre pr c dent nous avons d crit le mat riel uti lis pour la mesure des d bits Nous allons voir maintenant comment ce mat riel sera mis en oeuvre sur le terrain Nous donnerons d a bord quelques consignes pour une utilisation correcte et un bon entretien de ce mat riel En effet Il est impossible de faire debonnes mesures aveo un mat riel mal utilis ou en mauvais tat de fonctionnement Ensuite nous noncerons un certain nombre de r gles g n rales valables pour toutes les m thodes de jaugeage choix des sections de mesure du mode op ratoire et du mat riel Viendront ensuite quelques r gles particuli res li es au mode op ratoire Pr cisons tout de suite que nous ne pr tendons pas donner des r gles universelles s appliquant infailliblement toutes les situations En effet chaque jaugeage est presque toujours un cas particuliers et l hydrom triste connaissant parfaitement les pr
109. ce III 3 2 6 8 Mesures des vitesses et conclusions Lorsque le bateau est mis en place les mesures de vitesse sont r alis es par la m thode point par point soit par la m thode par int gration ou par les deux en descendant par int gration en remon tant point par point Le mat riel utilis d pend des caract ristiques de la station profondeur vitesse de courant etc Dans une section peu profon de 3 5 m avec des vitesses faibles le mat riel l ger Zodiac MARK II Saumon 25 kg etc pourra tre utilis tendis qu avec des fonds importants et de grandes vitesses il faudra disposer de bateaux plus grands et plus lourds capables de supporter des saumons de 100 kgs et des longueurs importantes de cha ne 222 Avec cette m thode les hydrologues de l ORSTOM ont jaug depuis 1951 1 Oubangui et aussi le Congo en amont de Brazzaville d bit jaug 37 000 m3 s voir POUYAUD d j cit page 72 Quelle est la pr cision de cette m thode Un op rateur entra n obtient des mesures d angle avec la pr gision d une minute Pour une base de 400 m une minute correspond une distance AL d environ 0 05 m 100 m 0 20 m 500 m 0 70 m 1000 m L erreur relative est donc inf rieure 1 Z Les erreurs dues un d faut d alignement ou de lever topogra phique des bases sont galement tr s faibles et le plus souvent tn f rteures aux erreurs de mesure du d bit proprement dites ayan
110. cela une fine tige de fer coud e 285 MOULINET OTT C 31 Fig 3 Remplacement de la capsule de contact Ze 4 Ce Speciale QU I Chambre de Con a oc Capsule db LL S re caoutchouc G Proche de Chambre de a CS vle MOULINET C31 286 La gaine d axe portant l aimant permanent doit tre manipul e avec soin Il faut viter les chocs qui peuvent briser l aimant et entrainer des modifications dans 1a fr quence des signaux Dans la mesure du possible viter de laisser tourner le mouli net dans l air par vent violent La vitesse de rotation importante peut entra ner la d t rioration de l interrupteur lames souples 1 3 Petit moulinet DTT C1 type 10 150 1 3 1 Documentation Moulinet axe mobile destin la mesure des vitesses en labora toire ou sur rivi res exemptes de transports solides tiages Contacts relativement fragiles Ne s emploie jamais mont sur un poids de lestage Il n est pas recommand d utiliser le moulinet Cl avec le comp teur F6 La tension d alimentation de ce compteur 9 V est un peu trop forte et risque d endommager les contacts Au cours d un jaugeage assez long il peut arriver que de petite gouttes d eau se trouvent rassembl es dans la chambre de contact et que de ce fait l mission des impulsions soit un peu perturb e Net toyer la chambre et mettre de l huile neuve I 4 Petit moulinet OTT C2 type 10 15
111. continueront exister la machine ne faisant aucune remarque Ajoutons que la pr paration des donn es pour le passage au calculateur n cessite un temps presque aussi long que le d pouille ment lui m me en particulier avec la m thode arithm tique Le temps n cessaire pour arriver au r sultat est gal celui qu il faut pour perforer les cartes de donn es La pr cision est dans tous les cas sensiblement 1 m me 243 La deuxi me remarque est la suivante avec le d veloppement rapide des calculatrices lectroniques de poche on peut 1 limite d pouiller le jaugeage au fur et mesure de sa r alisation sur le terrain Avec les calculatrices portatives programmables on peut l aide de programmes tr s simples obtenir le r sultat quelques secondes apr s l introduction des donn es La pr cision est sensiblement 1 m me que celle donn e par les autres m thodes Actuellement ce mat riel se trouve sur le march pour un prix tr s modique Il est galement possible de brancher la calculatrice sur une imprimante Compte tenu du co t d un quipement complet de mesure des vitesses il serait souhaitable d y inclure une cal culatrice de ce type L hydrom triste disposerait ainsi d un outil qui rendrait son travail plus agr able en lui permettant d arriver plus rapidement au r sultat sans passer par les calculs et planim trages longs et quelquefois fastidieux Enfin les calculs interm di
112. core les outils de base de L hydvom triste Dans la suite de ce manuel on ne parlera que des mesures effec tu es avec les moulinets h lice 86 II 2 LES SUPPORTS DE MOULINETS Le moulinet son h lice et le compteur d impulsions constituent base de l quipement de jaugeage Pour placer Le moulinet dans l coulement au point d sir on utilise un support dont le choix parmis Les nombreux mod les existants d pend des caract ristiques de la see tion et de l coulement dimensions de la rivi re pr sence de pont valeur des vitesses et du tirant d eau mesurer ete En fonction de ces conditions l hydrom triste aura le choix entre le montage du moulinet sur perche appel aussi montage rigide et le montage du moulinet sur un poids de lestage ou saumon monta ge souple II 2 1 MONTAGE SUR PERCHE Pour les diff rents types de perches qui peuvent tre employ s nous renvoyons le lecteur aux notices des constructeurs OTT et Neyr pic 120 8 OTT M 23 24 a Neyrpic ainsi qu aux notices des criptives des moulinets particuli rement la notice HBf 10 050 de o l on peut voir le d tail de diff rents montages Pr cisons que tous ne sont pas utilis s en hydrom trie Mont sur perche le moulinet est manoeuvre de deux mani res Directement par l op rateur plac dans l coulement jaugea ge gu ou m thode du Wading la perche reposant sur le fond de la rivi
113. d finir cette constante pro c der comme suit suspendre le saumon au dessus d une surface plane horizontale sol en b ton par exemple Maintenir le sau mon parfaitement horizontal pendant toute la dur e de l op ra tion Faire descendre ainsi le saumon jusqu la fermeture du contact Puis remonter l g rement afin d obtenir l ouverture du circuit La constante du saumon se mesure dans cette position circuit ouvert entre le sol et l axe de l h lice Sur le terrain la profondeur sera toujours lue sur le compteur au moment o apr s avoir l g rement remont le saumon le signal lumineux ou acoustique actionn par le d tecteur de fond dispara t La planche VII repr sente diff rents types de saumons ge Planche Saumon NEYRPIC 23 kg Saumon OTT 10 kg 93 3 D PLACEMENTS DU SUPPORT DE MOULINET Nous distinguerons le mat riel utilis pour les d placements verticaux destin s l exploration de chaque verticale et les mat riels utilis s pour les d placements horizontaux et destin s l exploration de la totalit de la section Il est bien vident qu une mesure de d bit n cessitera un ensemble de mat riels avec lequel il sera possible de r aliser commod ment ces deux d place ments ensemble de mat riels qui d pend des caract ristiques de la section et des conditions d coulement II 3 1 D PLACEMENTS VERTICAUX 11 3 1 1 D placement manuel Une fa on simple mais p
114. dans un cours d eau est r alis partir de d placements horizontaux et verticaux d un appa reil capable de d tecter la vitesse du fluide en diff rents points d finis par les dits d placements Le chapitre II sera consacr la description des mat riels utilis s actuellement par les hydrom tristes Nous partirons de l l ment de base qu est le moulinet La progression sera telle que Le lecteur verra se profiler 1 cha ne d appareils indispensables puis les variantes de montage tenant compte des conditions de mesure et des possibilit s mat rielles Chaque fois nous essaierons de donner les limites d utilisation optimales 11 I 2 2 SUR QUELQUES CONSID RATIONS PRATIQUES Dans les paragraphes suivants nous exposerons les diff rentes m thodes utilis es pour 1a mesure des d bits en rivi re Mais avant d entrer dans les d tails il nous semble utile de faire quel ques remarques Les m thodes que nous d crirons par la suite sont applicables en tenant compte dans chaque cas des conditions locales topographie coulement etc mati re de jaugeage en rivi re tl est difficile de don ner des directives g n rales valables en toutes circonstances Chaque rivi re chaque station hydrom trique constitue toujours un cas par ticulter et ceci complique un peu notre t che car iL n est pas possible de mettre au point des r gles universelles Les hydrom tristes doivent avoir une connaissance
115. de ce fait inutile d en faire des photocopies Certains constructeurs n indiquent pas de fagon claire la date de parution de leurs fiches publicitaires seuls figurent des nu m ros de code D s r ception il est conseill de noter sur chaque fiche la date d arriv e Ceci est important car ces fiches donnent souvent les r f rences des pi ces d tach es et lors des commandes il faut disposer de ces renseignements pour viter des erreurs D autre part les notices d emplois des appareils en service Ces notices sont galement conserv es en biblioth que mais elles seront d s r ception photocopi es pour constituer la documentat on personnelle de chaque ing nieur ou technicien Ces notices d emploi sont fournies par les constructeurs lors de l achat de tout appareil 133 On peut inscrire sur chaque notice Les num ros de r f rence des fiches publicitaires correspondantes ainsi que le num ro de s rie de l appareil auquel elles se rapportent Cett documention est en g n ral compl t e par un fichier du mat riel D s r ception d un appareil neuf on tablit une fiche sur laquelle sont port s les num ros de s rie la date de r ception la r f rence des fiches publicitaires en documentation l affectation du mat riel Cette fiche comportera galement 1 liste des pi ces constituant l appareil avec la r f rence exacte du constructeur On notera toutes les r parations et toutes les modifi
116. de compteurs chiffres sauteurs n acceptant que 10 ou 20 impulsions par seconde Avec les compteurs lectroniques la capacit de comptage est plus grande et il est plus facile de choisir le pas de l h lice convenant pour une plus large plage de vitesses 155 Le choix de l h tice du moulinet sera fait de telle mani re que pour vitesse maximale de l coulement Le nombre de tours par seconde de l h lice reste toujours inf rieur la capacit de fonctionnement correcte du compteur Nous avons vu qu une h lice est caract ris e par son pas th orique ou nominal qui est le pas choisi par le fabricant et son pas r el d fini apr s talonnage et qui diff re tr s peu du pas nominal Le pas nominal p est gal des valeurs simples 0 10 0 125 0 25 0 50 1 m par exemple tandis que le pas r el est repr sent par des chiffres plus compliqu s donn s par les formules de tarage Si n est le nombre de tours par seconde effectu par l h lice plac e dans un courant la vitesse V du fluide sera donn e en premi re approximation par la relation V p n Sur le terrain on utilisera cette relation pour choisir l h lice en fonction de la vitesse mesurer et de l capacit du compteur d impulsions dont on dispose Ainsi avec un compteur F6 acceptant 10 i s on pourra mesurer les vitesses maximales suivantes 0 10 x 10 1 m s avec l h lice au pas 0 10 m 0 25 x 10 2 5 m s avec l hlice au
117. de la surface ou 0 05 du fond Dans tous les cas il faut se rappeler que la distance entre deux points sur une m me verticale ne doit pas tre inf rieure au diam tre de l h lice et que le moulinet ne mesure pas une vitesse ponctuelle mais une vitesse moyenne dans une portion de section mouill e dont la surface est gale la surface balay e par l h lice dans sa rotation Pour r partir les points sur chaque verticale on op re de la facon suivante avec une perche quip ed un coulisseau placer l axe du moulinet en surface et lire directement 1 profondeur de l eau sur la perche 0 au fond Faire ensuite descendre le moulinet aux diff rentes positions choisies avec un moulinet mont sur treuil mettre le compteur de profondeur z ro l axe de l h lice tant en surface puis des cendre au fond Noter 1a profondeur r partir les points Mesurer les vitesses en remontant le moulinet aux diff rentes positions choisies Ne pas oublier que L augmentation exag r e du nombre de points donne une pr oision toute illusoire st pendant Le m me temps La cote du plan d eau varie notablement 185 Dans une section de rivi re naturelle les vitesses sont soumises des pulsations provoqu es par les remous les tourbillons les irr gularit s du lit La valeur de la vitesse en un point oscille entre des maximums et des minimums et ce avec une p rio de qui pr sente le plus souvent une certai
118. di naires et sp ciales c ble lectroporteur bougies pour le moteur hors bord ruban isolant quelques serre c bles et le rouleau de fil de fer qui est toujours d un grand secours dans les situa tions les plus d sesp r es En g n ral il vaut mieux disposer de deux moulinets et de deux compteurs d impulsions Pr voir galement une lampe de poche qui peut dans certains cas remplacer apr s un bricolage simple le compteur d faillant Les moulinets auront deux ou plusieurs h lices de pas diff rents num rot es et dont les for mules de tarage seront inscrites de fa on tr s lisible sur la boite du moulinet Tout ce mat riel sera correctement emball dans des caisses sp ciales ayant chacune leur place dans le v hicule utilis pour les d placements Ce v hicule pourra tre am nag en fonction des 139 moyens dont on dispose de fa on ce que le mat riel soit dispos rationnellement facilement accessible l arriv e au point de mesure tout en tant parfaitement arrim pendant le transport 111 2 1 1 Moulinets L huile de l h lice sera jet e la fin de chaque mesure et les pi ces nettoy es correctement avec de l essence On stockera l h lice sans huile jusqu au prochain jaugeage Ne pas oublier de mettre de L huile neuve avant chaque mesure Les moulinets ne comportant pas de roulements Neyrflux seront simplement nettoy s l eau Avant chaque jaugeage il faut contr ler
119. drom trie les v nements exceptionnels sont rares difficiles observer et une fots qu ils sont pass s seules notes et Les mesures bien faites permettent leur reconstitution et leur analyse 138 2 R GLES G N RALES VALABLES POUR TOUTES LES M THODES 2 1 ENTRETIEN DU MAT RIEL Les instruments utilis s en hydrom trie et particuli rement les moulinets sont des appareils de pr cision con us pour intro duire dans la mesure des erreurs n gligeables lorsqu ils sont en bon tat et utilis s correctement Ce mat riel doit tre manipul avec soin aussi bien au cours des mesures que pendant le transport Apr s chaque campagne l hydrologue doit remettre son mat riel en tat de marche afin qu il soit imm diatement disponible pour une intervention rapide Il est conseill de donner chaque quipe de jaugeurs un lot de mat riel dont elle sera responsable et avec lequel elle devra exploiter les stations dont elle a 1a charge Ce lot comprendra en plus du mat riel hydrom trique proprement dit une caisse d ou tillage contenant les outils classiques clefs tournevis pinces etc et les clefs sp ciales pour le d pannage du mat riel de jaugeage de l huile fluide en quantit suffisante de l huile paisse pour les chambres de contact et le graissage des paliers des treuils des accessoires et des pi ces de rechange telles que axes roulements roues dent es fils lectriques fiches or
120. e Il n y a pas corriger la profondeur moins que la plaque de base munie de sa pointe Soit utilis e sur un radier en b ton ajou ter alors 3 cm STATION JAUGEAGE du s Heure D 20 4 F 71 0Shauteur D air 0 5 E gt Emplacement et nature de la section d gett ae ebe NECTARE croquis au verso Mode op ratoire 0 Une Mat riel utilis Moulinet OT GA 792668 pas Support Pace Ga ue Constante du saumon PI DU CR ee ss D but de la mesure en uut Y 4 ax PRA Pe cerea Position du z ro mm gorad 1 top EH 2 29 Ee RESI YE Op rateur Observations Profondeurs Positions Angle Nombre de Temps Distance mesur e du N T Y m s Observations corrig e fmoulinet a B tops tours s Heure Hauteur de o 2m o A o S Je je a Je MI gt SS Ov x gt La S eo P D Fx MS INE M ME Ber masa DN asas ma e 50 IE ie UE n ee EE BN MEME o Q al SA PE CG H BRI RI ar o LSK lt Fig 46 194 III 3 2 I 4 Conseils et erreurs viter Les limites raisonnables d utilisation de la m thode de jaugeage gu sont les suivantes 1 m de tirant d eau maxi mum 1 1 20 m s de vitesse en surface Au dessus de ces valeurs il est tr
121. e trouve en juste au dessus de l eau la longueur de c ble d roul e pour atteindre le fond en N correspond la longueur de la courbe LMN Cette longueur est plus grande que 1 profondeur r elle AB Nous distinguerons deux l ments de correction correction sur le c ble exond longueur LM correction sur le c ble immerg diff rence entre l arc MN et la verticale AB Si est l angle fait par le c ble avec la verticale on peut crire cos A puisque PL 1 Hydrologie de surface profondeur 170 point de suspension angle de d rive Lecture du compteur saumon au fond Fig 40 mise z ro u compteur 171 PA __ cos A et IM LA _ pA PA 1 PA sec Q 1 cos A cos Or Pa d d o d sec A 1 1 C est la premi re correction apporter la lecture y du compteur qui donne la longueur l arc LN La longueur du c ble immerg est gale MN LN IM y d seco 1 La profondeur r elle p de la rivi re est donn e par 1 relation p AB MN 1 K p y d sc 1 1 K 2 K est un coefficient donn par le tableau ci dessous en fonction de l angle Sch S EE 0 0016 0 0296 0 0032 0 0350 0 0050 0 0408 0 0072 0 0472 0 0098 0 0544 0 0128 0 0620 0 0164 0 0698 0 0204 Dk 0 0786 0 024
122. e appli qu es Le mode op ratoire sera d velopp dans le chapitre op ra tions sur le terrain et travaux de bureau 24 L 3 2 CLASSIFICATION SUIVANT LA R PARTITION DES VERTICALES EN FONCTION DE LA RAPIDIT DES VARIATIONS DU PLAN D EAU Les mesures de d bit doivent permettre le trac de la courbe d talonnage Q H 1 station consid r e une valeur du d bit correspond une hauteur l chelle parfaitement d finie Or une mesure de d bit en rivi re est une op ration qui peut demander plusieurs heures Pendant ce temps la stabilit du plan d eau n est pas toujours r alis e il se peut par suite des caract ristiques topographiques du cours d eau qu en un instant donn la variation du plan d eau soit plus ou moins rapide Certai nes rivi res pente faible pr sentent des crues dont la mont e s tend sur plusieurs jours ou m me plusieurs semaines et est de l ordre de quelques centim tres par jour Par contre dans d autres r gions les crues sont beaucoup plus rapides et 1a mont e du plan d eau est de plusieurs dizaines de centim tres l heure voire de quelques m tres nous avons vu dans le sud de Madagascar une mont e de 2 2 50 men une vingtaine de minutes environ Dans le premier cas pendant 1 mesure le plan d eau sera pratiquement stable et au d bit mesur correspondra une hauteur l chelle bien d finie tandis que dans le second la variation de cote sera tr
123. e boussole ou compas magn tique Ce syst me n a pas donn les r sultats escompt s En r sum le choix de la section doit tre fait au d part de telle mani re que les angles horizontaux du saumon restent dans des limites acceptables afin de n gliger les erreurs qu ils introduisent 128 11 4 2 2 Angles verticaux Avec certaines cyclopotences ou le porte faux pour quipe ment l ger au bateau cet angle est mesur directement gr ce un rapporteur plac pr s de la poulie de suspension Dans le cas o il n y a pas de rapporteur ou lors d un jaugea ge avec une station t l ph rique on peut utiliser un rapporteur trans parent muni d un fil plomb fix au centre A partir de la berge on essaye de faire co ncider au mieux la base du rapporteur avec le c ble lectroporteur l angle de d rive est lu en face du fil du pendule figure 36 Angle vertical ou angle de d rive mesure de angle Fig 36 129 4 3 CABLE DE RETENUE ET CABLE AMONT Dans le cas de jaugeages partir d une station t l ph rique ou d un pont avec cyclopotence ou porte faux il est possible de diminuer la valeur de l angle de d rive en utilisant un c ble de retenue Ce montage permet de contr ler 1 trajectoire du moulinet et de le maintenir peu pr s sur une verticale En amont du pont ou de la station t l ph rique on installe un c ble parall lement au pont ou au c ble porteur une
124. e d pend l ensablement du moulinet dans les rivi res fond sableaux Au moins une fois par an contr ler la fl che du c ble porteur et r gler la tension des c bles tracteurs d s que leur fl che augmente Maintenir la section de mesure propre par des d broussailla ges p riodiques Elaguer les arbres dont 1 chute pourrait endom mager les c bles Lors de l enroulement du c ble lectroporteur r aliser cette op ration soigneusement spires jointives et viter de laisser le saumon pendu au c ble pendant une longue p riode Z tt t EE EE CEET CET 45 F TE 35 45 Z Z Z T 45 39 TF PTT F tF e CABLE FLECHE A VIDE EN M POUR TV R 3 No ET LES DISTANCFS ENTRE APPUIS EN har cw Eo Se 3e A DEBA Sasa BINE X809 Fons a t 32 t t 3 4t EE apas supa usan anisum EE Ee 1 0 15 0 62 1 39 2 48 3 87 5 58 T 60 9 94 12 59 15 56 2 0 09 0 38 0 86 1 52 2 38 7 3 43 T 4 67 6 10 7 73 9 54 0 06 0 25 0 56 0 99 1 55 2 23 3 03 3 96 5 02 6 19 amp 0 05 0 20 0 45 0 79 1 24 1 78 2 63 3 17 4 01 695 s S 0 0 0 16 0 37 0 66 1 03 1 49 8 2 02 2 54 3 34 4 13 6 0 03 0 1 0 32 0 56 0 88 l 27 1 73 2 26 2 87 3 54 gt 0 02 0 10 0 82 0 39 0 62 0
125. e d emploi g n rale permettant de choisir coup s r entre tel ou tel quipement SE TABLEAU 1 CHOIX DU MODE OPERATOIRE DU SUPPORT DU MOULINET Mode op ratoire Variation rapide du plan d eau Equipement Conditions hydrauliques de 1 Station Profondeur Vitesse Largeur Montage du moulinet Variation lente du plan d eau M thode classique A gu point par Voir point 4 les conditions hy point dee CHE modifi es en cas M thode classique A gu par int de due rapide gration i Perche ordinaire ou avec coulisse Perche AGAR III Voir point 3 M thode des V I par int gration de pr f rence ou point par point M thode classique Point par point M thode classique Par int gration M thode par point ou par int gration Perche avec pied support Perche mont e sur chariot treuil Perche mont e sur chariot treuil parapet M thode classique Point par point ou par int gration M thode des V I par int gration de pr f rence ou point par point Cyclopotence manuelle l g re ou porte faux sur v hicule saumon 25 kg avec M thode classique Point par point ou par int gration Cyclopotence lectrifi e ou manuelle lourde Saumon 50 ou 100 kg suivant vitesse du courant M thode des V I par int gration parapet de pr f rence ou point par point TSI M
126. e et d autre part 1 r partition des verticales en fonction de 1 rapidit des variations du plan d eau Il est bien vident que cette division en deux cat gories a t faite dans le but de rendre plus clair l expos En r alit la m thode utilis e pour r aliser un jaugeage est un assemblage des techniques d crites dans les deux classifications L agent charg de 1 mesure devra choisir en fonction de diff rents crit res qui seront expos s de fa on plus pr cise dans le chapitre III op rations de terrain 15 L 3 1 CLASSIFICATION SUIVANT LES MODALIT S DE MESURE DE LA VITESSE SUR CHAQUE VERTICALE Dans le paragraphe I 2 1 nous avons vu que la premi re op ration r aliser pour conna tre le d bit est 1a d finition de la vitesse moyenne Ceci peut tre fait de fa on pr cise partir de l exploration de la section en plusieurs points par diff rents proc d s ce sont les m thodes compl tes La vitesse moyenne est quelquefois estim e plus sommairement partir d un nombre r duit de mesures soit en surface soit au sein de l coulement ce sont les m thodes incompl tes 1 3 1 1 Mesures compl tes On groupe dans ce paragraphe les mesures qui explorent la totalit de la verticale d une fa on continue ou discontinue On distingue L appareil de mesure est positionn successivement en diff rents points sur la verticale Chaque point est rep r en ordonn e pro fondeur
127. e et de la formule de tarage du moulinet En l absence de frottements la relation liant la vitesse V du fluide 1 vitesse angulaire de l h lice serait de la forme V Kn En raison des frottements m caniques sur l axe des pertes hydrauliques diverses la relation th orique est une hyperbole Pratiquement l exp rience montre que l on peut assimiler cette hyperbole deux ou plusieurs droites l cart tant inf rieur 1 pr cision exp rimentale La formule de tarage est donc sensiblement lin aire pour une gamme de vitesses d termin e et est repr sent e 49 Fig 13 RH H lice Zi normale de BM 08 07 c 159150 UN H lice A lis H lice R t IU Lues ES 45 lt v 103 A mi Ur n oc 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 Fig 1 Fig 2 d apr s OTT Notice Cette figure montre les limites d utilisation des diff ren tes h lices Les angles d incidence maximaux sont de 5 avec l h lice normale 15 25 avec l h lice R 45 avec l h lice A L angle d incidence ou l angle de la direction du vecteur vitesse avec l axe du moulinet doit rester dans certaines limites qui sont pr cis es par le constructeur et dont nous parlerons lors de la description d taill e des moulinets On distingue deux types d h lices ar tes biaises Les h lices normales et Les h lices auto composantes Les premi res don
128. eau Les premi res causes d erreur sont sou vent n gligeables en effet pour une fl che peu importante inf rieure 1 m la diff rence entre la longueur de l arc et de la corde est tr s faible Il faut veiller mettre le c ble ou le ruban sous tension correcte La derni re cause d er reur se corrige facilement en estimant l angle de la section par rapport la direction du courant 165 2 7 MESURE DE LA PROFONDEUR 111 2 7 1 G n ralit s La profondeur de 1 rivi re est mesur e chaque verticale suivant des m thodes qui d pendent du mat riel utilis Dans le cas de jaugeage gu avec une perche ordinaire gra du e la profondeur se lit directement sur la perche il faut placer les graduations dans une zone peu influenc e par le ressaut et en particulier viter de lire sur la face amont de la perche Pour des jaugeages sur petites rivi res l tiage avec des profon deurs faibles le tirant d eau est mesur parfois avec un m tre pliant en duralumin plac le long de la perche parall lement la direction du courant en prenant bien soin de faire reposer le m tre sur la semelle de la perche Si on utilise une coulisse la profondeur sera lue directe ment soit sur le vernier si cet quipement existe ou en face d un rep re lorsque l axe de l h lice est plac exactement la surface du plan d eau Dans ce cas le moulinet ou la coulisse suivant le constructeur sont quip s l
129. eau la distance OC et l angle 2 P la distance OB L op rateur contr le imm diatement que les lectures sont correctes si OB OC est gal 1a largeur totale mesur e une fois pour toutes d apr s le lever topographique ou en mesurant 2 ch depuis B et 2 P depuis C l intervalle avec la verticale pr c dente est acceptable 221 La largeur totale de la rivi re peut tre connue avant de com mencer le jaugeage en mesurant les distances entre les bords rive droite et rive gauche et les points B et C La r partition de verti cales sera faite comme pour le jaugeage point par point Une fois connus les intervalles entre verticales on peut l aide du ta bleau d finir pour chaque verticale la valeur des angles 2 c et 2 Les d placements du bateau se feront de fa on se trou ver le plus pr s possible de ces valeurs Avec un peu d habitude en r glant avant chaque d placement le cercle sur l angle corres pondant la prochaine verticale on arrive se placer tr s pr s du point choisi Pour faciliter cette op ration on peut utiliser deux bou es qui mat rialisent chaque verticale successivement La bou e 1 est laiss e la verticale N et la bou e 2 la verti cale 1 Lorsque 1 est termin e on repasse pour r cup rer la bou e 1 qui sera nouveau immerg e N 2 Cette m thode donne de bons r sultats sur les rivi res ne charriant pas trop de d bris solides en surfa
130. echerche tant au Bureau Central Hydrologique Paris que dans les Centres et Missions de L ORSTOM Outre Mer Cette dispersion des auteurs et les imp ratifs de leurs programmes de travail font qu il n est pas possible de respecter l ordre logique de publication SOMMAIRE I ASPECT THEORIQUE DES MESURES DE DEBIT PARTIR DE LA MESURE DES VITESSES I 1 1 2 1 3 I 4 D finitions 1 1 1 D bit 1 2 Courbe d talonnage Th orie de la mesure des d bits par la mesure des vitesses I 2 1 G n ralit s 1 2 2 Sur quelques consid rations pratiques Les diff rentes m thodes de mesure I 3 1 Classification suivant les modalit s de mesure de la vitesse sur chaque verticale I 3 2 Classification suivant 1 r partition des verticales en fonction de la rapidit des variations du plan d eau Les diff rents modes op ratoires I 4 1 Mesures gu 1 4 2 Mesures partir d un pont ou passerelle I 4 3 Mesures l aide d un bateau I 4 4 Mesures partir de transporteurs a riens II MATERIEL UTILISE POUR LA MESDRE DES VITESSES 11 1 II 2 3 4 5 D tection de la vitesse II 1 1 Aper u des divers appareils utilis s pour la mesure de 1 vitesse d un fluide 11 1 2 Les moulinets h lice IT 1 3 Les dispositifs de d tection du signal II 1 4 Autres appareillages modernes pour la d tection des vitesses Les supports de moulinets 11 2 1 Montage sur perche I
131. ection de jaugeage dans le plan horizontal Dans la colonne Heure hauteur on notera en cas de va riation de la cote du plan d eau l heure et la hauteur l chelle La colonne profondeur est utilis e pour noter la lecture faite sur Le compteur ou 1 perche profondeur mesur e puis pour noter la valeur r elle de la profondeur apr s correction angle X et constante du saumon profondeur corrig e 163 Signalons que des essais ont t faits pour recueillir les r sultats des mesures sur magn tophone portatif Il est alors n cessaire de proc der au bureau un travail de trans cription qui doit tre contr l en coutant une deuxi me fois la s quence enregistr e dict e de contr le cette op ration est parfois r p t e si la dict e est trop rapide ou de mauvaise qualit phonique Dans ce cas il faut sp cififier sur le carnet de jaugeage qu il ne s agit pas d un v ritable original mais d une transcription d apr s enregistrement En fait cette m tho de pr sente plus d inconv nients discipline rigoureuse l en registrement qui cr e des contraintes assez p nibles sur le ter rain pannes toujours possibles de l appareil risques d oubli de renseignements temps assez long pour la mise au clair etc que d avantages et elle n a pas eu le succ s que l on escomp tait Le carnet de jaugeage constitue le document de base de toute mesure de d bit Le soin que l on apporte sa tenue e
132. ens et parall les La pr cision de 1 mesure est assez faible figure 6 L NU PU pa Netherlands Engineerings Consultants 34 Pendule hydraulique D diam tre de la sph re S ma tre couple r D 4 P mD6 p g poids apparent de la sphere dans le liquide Cx coefficient de train e T train e de la sph re p masse sp cifique du liquide P masse sp cifique apparente de la sph re v viscosit cin matique du liquide V vitesse du courant oc VD v nombre de REYNOLDS angle du fil avec la verticale le fil de suspension tant suppos assez fin pour ne pas avoir de train e il reste rectiligne et on a Pour 10 lt lt 10 pourra prendre 0 40 et l on aura V 1 82 V P4 P g Dtg x Principe du pendule hydraulique 35 Pendule hydrom trique utilis e par NEDECO photo Aldegheri Fig 6 36 11 1 1 2 Mesures directes On utilise les flotteurs ou les moulinets Les flotteurs servent la d termination des vitesses en surface flotteurs naturels arbres d bris divers etc ou artificiels bouteilles lest es etc ou en profondeur vitesse moyenne sur une verticale b tons lest s etc La figure 7 montre quelques types de flotteurs et en particulier un dispositif permettant la mesure en profondeur et aussi la nuit par adjonction d une lampe ac tyl ne ou lectrique Nous ne nous tendrons pas davantage sur ce type de mat riel ajoutons simp
133. epr sentation habituelle de la vitesse 0 10m N 5 Zone dans laquelle a t mesur e cette vitesse avec une h lice de 125 mm de diam tre IV 3 1 2 Pr cautions prendre pour Le trac des profils de vitesse Choisir les chelles pour les vitesses et les profondeurs permettant d obtenir des figures ayant au moins 5 cm x 5 cm Eviter les figures trop petites ou trop grandes car elles entra nent des difficult s au planim trage et n am liorent pas la pr cision Les chelles choisies seront de la forme 107 1 2 107 ou 1 5 10 avec n n gatif par 1 1 cm 1 m 1 cm 2 m 1 cm 10 m etc pour Les largeurs 1 cm 20 cm 1 em 50 cm 1 cm 1 m pour les profondeurs Il ne faut jamais adopter les chelles de type 1 3 10 ou 1 4 10 qui compliquent le report des points et 1a lecture des gra phiques 252 Bien pr ciser pour chaque profil la valeur des chelles choisies de fa on claire afin d viter les erreurs figure 63 et le num ro des verticales Fig 63 E lem 0 20 m s n9 verticale 0 1cm 1 cnf Ons On peut videmment changer d chelle pour 1 repr sentation des profils d un m me jaugeage si les vitesses dans la section varient dans de grandes proportions afin de donner toutes les figures des dimensions correctes Il faut noter avec soin les chan gements d chelle Bien rep rer la position du
134. er en revue toutes les m thodes de jaugeage employ es avec plus ou moins de suc c s par les hydrologues des divers continents Ces m thodes sont d crites avec suffisamment de d tails dans les ouvrages d hydrologie dit s en diverses langues Ce que nous voudrions c est donner quel ques recettes pratiques partir de techniques ayant fait leurs preuves de fa on ce qu elles soient adopt es de mani re courante par les hydrom tristes de l ORSTOM et peut tre par d autres Mais ne soyons pas trop ambitieux et n oublions pas que cha cun est persuad avoir d couvert la meilleure m thode Souhaitons simplement que ce tome 4 du manuel apporte quelques id es au hydro m tristes aux prises avec des fleuves capricieux et leur permette de r aliser leurs mesures dans les conditions les plus favorables 1 ASPECT TH ORIQUE DES MESURES DE D BIT PARTIR DE LA MESURE DES VITESSES mE I 1 D FINITIONS I 1 1 D BIT Le d bit est le volume d eau traversant une section du cours d eau pendant une unit de temps On l exprime soit en m tres cubes par seconde m3 s pour les d bits importants soit en litres par seconde 1 s pour les faibles d bits On a convenu d crire le r sultat des mesures sur le terrain avec trois chiffres significatifs quelle que soit la valeur du d bit de 0 1 m3 s trois chiffres apr s la virgule 0 457 m3 s de 1 10 m3 s deux chiffres apr s la virgule 4 57 m3 s
135. ermin pour la cote maximale atteinte par le plan d eau et leur r partition d pendra de La forme du lit En r gle g n rale on adoptera de 8 12 verticales Les verticales seront d sign es par un symbole tel que Vl V2 V12 qui leur sera d finitivement affect Pour un pont plusieurs piles chaque trav e sera consid r e comme une section ind pendante Rep rage des verticales Le rep rage se fait la peinture sur le pont Il faut veiller entretenir p riodiquement les marques de fa on pouvoir les re p rer facilement en toute circonstance Ii faut n cessairement choisir un point fixe origine pour lequel le compteur des distance du treuil sera mis z ro On peut choisir comme origine fixe des abscisses le seuil de la porte de l abri du treuil ou une borne plac e pr s de l abri la verti cale du c ble porteur En mettant le contact de fond du saumon au 237 dessus de ce rep re on peut d finir le z ro quelques centi m tres pr s Les deux rives ne doivent jamats tre choisies comme origine des abseisses leur position est en effet variable avee le niveau de L eau Le point origine tant choisi on proc de la r partition des verticales Puis on trace le profil en travers de la section de jau geage en indiquant clairement la position des verticales et 1 valeur des diff rentes abscisses par rapport l ori
136. es l ments du v hicule au moulinet peut faire raten L mesure qu on attend depuis longtemps pour pr ciser 1 courbe de tarage d une station et provoquer ainsi un retard souvent important dans la connaissance des d bits 2 2 CHOIX DE LA SECTION DE MESURE Nous ne donnerons pas ici les crit res de choix d une station limnim trique ceci a t d velopp en d tail dans le tome 6 de ce manuel Nous nous bornerons donner quelques consignes pour 1 recherche et le choix de la section de jaugeage section qui sera dans la mesure du possible d finie proximit imm diate de la station limnim trique Les crit res de choix d une station Limnim trique et d une section de jaugeage ne sont pas du tout les m mes Ils sont Le plus souvent totalement oppos s ZL est en effet tr s rare de trouver un emplacement qui convienne parfaitement la station Limnim trique et la section de mesure En g n ral il n y a aucun inconv nient choisir deux emplacements diff rents mais suffisamment voisins en s assurant toutefois qu il n y a ni ap ports nt fuites entre les deux 146 Par ailleurs il faut pouvoir mesurer correctement et avec la m me pr cision relative les tiages les eaux moyennes et les crues Il est souvent tr s difficile de trouver une section qui donne de bons r sultats pour tous les niveaux du plan d eau On peut choisir des sections diff rentes mais pas trop loi gn es pour La mes
137. es Am ricains pr cisent que la vitesse la plus faible doit tre sup rieure deux fois la vitesse de d marrage du moulinet Pour les basses eaux on peut tre am n rectifier un peu la section d coulement en r alisant des digues ou en canalisant le courant Il faut veiller ce que ces modifications ne vien nent pas perturber la cote l chelle Il est conseill de pla cer dans ce cas la section de mesure en amont de l chelle La r alisation des digues doit tre soign e veiller particuli amp rement leur tanch it Il faut galement attendre la stabili sation de l coulement avant de commencer la mesure La section de jaugeage doit tre d barrass e de la v g ta tion aquatique et de la v g tation arbustive se trouvant sur les berges recouverte pendant les crues sur une dizaine de m tres en amont et en aval Le travail sera r alis p riodiquement pen dant la p riode d tiage On doit viter aussi les sites o se produisent des courants de retour et o existent des zones d eau morte Dans le cas les berges risquent d tre inond es hautes eaux choisir la section pr sentant les zones de d bordement les moins ten dues possibles Le d bit passant dans les plaines d inondation est souvent difficile mesureret il ne doit repr senter que la proportion la plus faible possible du d bit total Enfin il faut tenir compte des accidents locaux des berges ou du fo
138. es moulinet queue et gouvernail C tte m thode a t utilis e en 1969 sur l Oued Zeroud en Tunisie On laisse descendre le saumon dans l eau avec le maximum de vitesse verticale comme un plomb de sondage eu tournant rapidement la main la manivelle de treuil jus qu ce qu il vienne en contact avec le fond Le c ble reste ainsi pratiquement vertical On r p te l op ration quatre ou cinq fois chaque verticale ia profondeur est donn e par la moyenne de cinq mesures 169 En g n ral comme cela a t indiqu dans le paragraphe II 4 2 2 les cyclopotences et certains porte faux pour jaugea ge au saumon sont quip s de rapporteurs gradu s en degr s afin d estimer l angle de d rive dans le plan vertical Avec les stations t l ph riques la d termination de cet angle est un peu moins facile mais n y arrive assez bien avec un rapporteur pendule Lorsque les conditions le permettent on notera cet angle et on corrigera les profondeurs par l une des deux m thodes ci apr s Ke S a Soit un quipement de jaugeage saumon et moulinet suspendu en un point P situ la distance d au dessus de la surface de l eau figure 40 Lorsque le saumon est immerg le c ble de suspension prend sous l action du courant une position d quili bre repr sent e par la courbe PLMN faisant un angle avec 1a verticale PAB Le compteur du treuil tant mis z ro lorsque le saumon s
139. es circonstances difficiles cela complique un peu la tenue du carnet Apr s la mesure les feuilles utilis es seront toujours s par es du bloc pour viter de les perdre si un incident survient au cours des jaugeages ult rieurs Le carnet de jaugeage sera tenu avec le plus grand soin Malgr cela il peut arriver que les feuilles soient un peu salies au cours des manipulations il n est pas recommand de recopier les r sultats des mesures Les feuilles sont conserver et archiver quel que soit leur tat m me si elles sont tr s sales ou partiellement illisibles Le d pouillement devra toujours tre fait directement partir de l original La feuille de jaugeage doit grouper le maximum de renseigne ments mat riel utilis mode op ratoire origine de la mesure tat des berges irr gularit s du courant etc not es sur les lignes pr vues pour cela ou dans 1 colonne observations afin de permettre une mise au net ais e des r sultats Le carnet de jaugeage est avant tout un document de travail et il vaut mieux qu il soit un peu charg en notation m me superflues parfois gribouill es plut t que net mais incomplet La ligne emplacement de 1 section sera compl t e par une description sommaire des lieux ou un croquis au dos de 1a feuille On pr cisera 1 nature de 1 section sable gravier seuil ar tificiel etc Pour le mode op ratoire on indiquera dans le cas d une variatio
140. es difficult s en eaux charg es Les grains de sable viennent en effet se bloquer entre le manchon viss de l h lice et la colerette du corps et finissent par provoquer une usure importante de ces deux pi ces qui facilite l entr e de grains de plus en plus gros L utilisation de ce moulinet est de ce fait peu pratique avec les t l ph riques grande port e install s sur des rivi res fond sableux Dans ce cas il faut placer le moulinet le plus haut pos sible au dessus du saumon et avoir un contact de fond en bon tat de fonctionnement Bien que la chambre de contact soit con ue pour tre parfaitement tanche il peut se produire parfois des entr es d eau qui peuvent nuire au bon fonctionnement des contacts et amener la longue leur oxydation En conclusion Moulinet tr s robuste qui m rite la d signation de moulinet uni versel qu il a port e pendant pr s de 50 ans 1 2 Moulinet OTT universel C 31 type 10 002 1 2 1 Documentation Moulinet axe fixe dont le corps de forme hydrodynamique diminue les risques d ensablement Le contact ILS peut s oxyder au bout d un temps relativement long Lors du changement auquel on proc de comme indiqu dans la notice 112 101 Af et la figure 3 bien prendre soin de retirer le joint en caoutchouc entourant les broches de contact il reste en effet presque toujours au fond du logement quand on retire 1 capsule de contact Utiliser pour
141. essayer de faire au mieux Rappelons maintenant quelques r gles qui doivent tre toujours pr sentes l esprit de l hydrom triste pour les mesures de d bits en eaux claires avec des tirants d eau faibles on utilisera de pr f rence le micromoulinet mont sur perche il est toujours pr f rable quand c est possible de jauger l aide d une perche qui permet des rep rages plus pr cis des positions du moulinet jaugeages gu ou avec supports partir de passerelles il est d conseill de monter une perche sur un bateau s il n existe pas de pont on utilisera jusqu 1 limite de ses possibilit s le moulinet fix un lest et manoeuvr partir d un bateau Cette m thode permet d avoir des tirant d air tr s petits donc des erreurs sur la profondeur tr s faibles Elle per met galement d utiliser 1a meilleure section existante quand le bateau n est pas utilisable on jaugera la cyclo potence partir d un pont s il existe ou partir d une station t l ph rique en se souvenant que dans ces conditions les mesures sont parfois am lior es en utilisant un c ble de retenue avec cyclopotence jaugeage l amont du pont s il existe un c ble de retenue un moulinet est talonn pour un quipement donn et on peut faire une erreur de 2 3 en utilisant un autre montage le diam tre du c ble lectroporteur doit tre le plus petit possible Un saumon de 100 kg
142. et et l quipement de mesure risque d tre projet sur les piles On peut pour viter ces inconv nients pr voir un c ble de retenue amont mais il apporte parfois quel ques difficult s En plongeant le saumon l aval du pont il n y a pas trop de probl mes dus l angle de d rive mais il existe des zones de remous ou m mes d eaux mortes au droit des piles ou proxi mit des cul es L hydrom triste charg de la mesure devra dans chaque cas peser les avantages et les inconv nients des deux m thodes et faire un choix en cons quence 150 Pour les mesures la perche 1a position l amont de la passerelle est souvent pr f rable Dans le cas d une station devant tre quip e d une traille t l ph rique les crit res de choix sont toujours les m mes Il faut cependant insister sur le fait que la section doit tre bonne pour les moyennes eaux et tr s bonne pour les hautes eaux l tiage il est toujours possible de trouver ailleurs une section convenant pour la mesure de ces d bits De plus la cabine de manoeuvre des treuils sera toujours plac e au dessus des plus hautes eaux Les zones avec lit tr s encaiss peuvent pr senter un certain int r t car on peut r aliser des ancrages directs sans pyl nes pour le c ble porteur En conclusion nous dirons que le choix d une section de jaugeage avec traille t l ph rique dott tre fait avee beaucoup de soin et apr s avoir o
143. ets signalisa tion lectrique un nombre important d impulsions par seconde et jusqu ces derni res ann es les compteurs existants ne pouvaient pas compter plus de 10 ou 20 impulsions par seconde sans risque d erreur Pour diminuer le nombre de contacts les constructeurs ont donc augment le pas des h lices Avec les compteurs lectroniques dont nous parlerons plus loin cet inconv nient n existe plus et la m me h lice couvrira une plage de vitesse pius tendue La figure 11 montre les enregistrements obtenus avec quatre moulinets quip s d h lices et de m canismes de transmission diff rents Nous rappelons qu un top est constitu par la distance s pa rant le front f1 de la premi re impulsion du front f2 de la seconde fig 12 Il s ensuit que pour mesurer N impulsions N tops il faut lancer le compteur sur le front fl et l arr ter sur le front 1 de l impulsion N 1 C est pour cela que lors du comptage manuel l op rateur compte z ro au d clenchement du chronom tre sur le front fl de 1 premi re impulsion et arr te 10 impulsion N 11 pour veir 10 tops On voit sur la figure que la forme et le nombre d impulsions diff rent avec le pas de l h lice et la cadence d mission des contacts La disposition de l aimant et les caract ristiques des ILS peuvent galement modifier la forme des signaux dissym triques dans le cas du Neyrflux pratiquement sym trique avec les C 31 de OTT
144. eu commode est r alis e par d pla cement manuel du moulinet sur 1a perche dans le cas de jaugeage gu Une am lioration a t apport e par les coulisses dont nous avons d j parl 11 3 1 2 Pied de perche et chaiiit ti iil Nous avons d j cit ces appareils dans le cas de la perche mobile ou suspendue On op re partir d un pont ou d une passe relle La perche coulisse dans le pied de perche ou le chariot La position du moulinet est rep r e en face d un index ou sur le comp teur du treuil 11 3 1 3 Treutls Il existe trois cat gories de treuils les treuils simples les treuils doubles les treuils sp ciaux Les treuils simples sont mont s sur porte faux sur cyclo potence ou ventuellement sur perche Les treuils doubles ne sont utilis s que pour la manoeuvre des stations t l ph riques Les treuils sp ciaux actionnent certains types de cyclo potence 94 Tous les treuils sont quip s d un syst me de d multiplica tion afin de r duire les efforts pendant 1 manoeuvre et d un syst me de freinage par la charge Le frein automatique est log g n ralement dans la manivelle L action de l op rateur sur la manivelle d bloque le frein pour la remont e De m me un l ger effort de l op rateur sur la manivelle suffit vaincre le frot tement du frein pour la descente il n y a pas besoin de toucher au cliquet qui n est 1 que pour assurer le fonctionnement du frein
145. eu larges port e maxima le 50 m utilis es avec des saumons d une masse maximale de 50 kg et les stations fixes sur grandes rivi res jusqu 250 m pour saumons lourds 100 kg 112 ue RES fe Photos Planche TREUILS DOUBLES OTT 1 Treuil manuel 100 kg 2 Le m me mont sur pylone 3 Treuil l ger pour station t le ph rique portable 4 Chariot de translation pour saumon de 100kg RARE 113 Planche ZU suite Photos OTT Treuil double l ctrique 100 kg Photos Neyrpic T lepherique portable Neyrpic Treuil double Meyrpic ref 2445 saumon 80 kg r f 2424 D 114 Planche XII Fin QUELQUES REALISATIONS DE L O R S TOM R E EE m lt D SE teg w n Betsiboka Ambodiroka 250m de Ancrage rive gauche port e M narandra a Tranoroa 175m de Jaugeage a Tranoroa port e sde Mangoky au Banian montage des poulies de renvoi au milieu de la port e port e qu uu 115 Les l ments constitutifs d une station t l ph rique sont les suivants voir figure 30 le treuil double les c bles porteurs et tracteurs le c ble lectroporteur les ancrages et supports de c bles et de treuil l abri La mise en place d une station t l ph rique est une op ration d licate Les techniques utilis es et les dif
146. eur humaine Les op rateurs sur Le terrain doivent s attacher utiliser au mieux les performances de ces appareils pour en tirer profit au maximum afin que lib r s du travail fastidieux de comptage oes mesures de d bit soient effectu es dans les i meilleures conditions 11 1 3 2 Poux moulinets g n ratrice de courant Nous donnons sur 1 figure 23 les possibilit s de mesures offertes par le moulinet OTT type 10 300 Possibilit s d affichage et d enregistrement de vitesses d coulement Enregistrement graphique sur platine 250 SER Affichage num rique avec l indicateur Digi Servo DSA Enregistrement sur l appareil miniature MINIGOR Fig 23 Affichage direct par syst me Servo t l indicateur de pr cision Sortie digitale 12 bit BCD Raccordement d une imprimante Transmission grande distance etc Adaptation dapr s OTT Notice HLF120 5 78 Le quatri me montage est celui que les hydrom tristes pourront utiliser pour les jaugeages non permanents sur les rivi res dans le cas o les fluctuations de vitesse sont importantes La vitesse moyenne en chaque point sera obtenue par int gration de la courbe enregistr e pendant 30 ou 60 secondes Pour les jaugeages par int gration il suffit de lais ser fonctionner l enregistreur pendant toute la descente du moulinet Le temps est mesur l aide d un chronom tre Dans le cas o les variations de la vitesse s
147. eur partie inf rieure d une but e qui emp che l h lice de venir en contact avec le fond Lorsque les jaugeages sont r alis s l aide d un pied de perche ou d un chariot treuil partir d une passerelle on pro c de de la fa on suivante Le moulinet est fix au bas de la perche 1a distance entre l axe de l h lice et le z ro de la perche ou constante de fond est not e sur le carnet on peut prendre 10 L axe de l h lice tant plac la surface du plan d eau on fait une pre mi re lecture en face de l index dans le cas du pied de perche ou on remet le compteur z ro avec le chariot treuil La perche est ensuite descendue au fond on fait une deuxi me lecture La profondeur est obtenue dans le cas du pied de perche en soustrayant la lecture surface la lecture fond et en ajoutant au r sultat la constante de fond C 166 dans le cas du chariot treuil en ajoutant la lecture faite au compteur lorsque la perche touche le lit la valeur de la constante de fond C Dans tous les cas il faut quiper la perche d une semelle adapt e la nature du fond sans pointe pour un fond rocheux ou de b ton avec pointe et semelle assez large pour fonds sableux avec large semelle pour les fonds de vase e EE e ohagi Avec ce montage la profondeur est mesur e l aide du comp teur de profondeur du treuil utilis pour la manoeuvre du saumon treuil simple ou treuil double
148. euxi me g n ration avec axe fixe ou mobile transmission m canique l interrupteur plac dans une chambre aussi tanche que possible sous bain d huile est actionn par un levier et un syst me de d multiplication r alis l aide d une vis sans fin solidaire de la gaine ou de l axe et d une roue dent e Avec ces m mes moulinets transmission magn tique le syst me de d mul tiplication et l interrupteur sont plac s dans une chambre tanche L aimant fix en bout d arbre entra ne en rotation travers la paroi de la chambre une armature mobile solidaire du m canisme Ce syst me permet par changement du couple vis sans fin roue dent e de modifier la cadence des contacts On obtient ainsi un contact pour 40 20 10 2 ou 1 tours d h lice Avec les moulinets de ce m me type mais commande directe sans m canisme de r duction l interrupteur est constitu par un I L S interrupteur lames souples tanche actionn directement par un aimant log dans l axe ou la gaine On obtient un contact par tour d h lice IL faut noter qu avec les perfectionnements apport s depuis quelques ann es aux d tecteurs d impulsions les constructeurs de moulinets abandonnent de plus en plus la transmission m canique ou magn tique avec d multiplication et pr sentent aux usagers des moulinets donnant un contact par tour On supprime ainst une cause d erreurs 1 top correspondant toujours 1 tour et une so
149. f rents calculs rela tifs aux c bles sont expos s en d tail dans un cahier d hydrologie de l ORSTOM auquel nous renvoyons le lecteur ayant r aliser ce travail Nous donnons en annexequelques tableaux et abaques relatifs aux calculs des tensions des c bles Le principe de fonctionnement d une station t l ph rique est le suivant le c ble porteur de grosse section supporte l quipe ment de mesure par l interm diaire d un chariot roulant sur ce c ble Ce chariot est manoeuvr depuis la berge par un c ble tracteur ac tionn par un treuil double avec lequel il est possible de d placer galement le saumon suivant les verticales choisies Des compteurs donnent les abscisses et les ordonn es du moulinet Les treuils sont soit manuels soit lectriques L avantage de ces installations r side dans le fait que les op rateurs r alisent la mesure depuis la berge Les vitesses mesur es sont importantes sup rieures 4 et m me 5 m s Le co t de ces installations tant assez lev il s ensuit que leur ut lisation ne se justifie le plus souvent que pour les tudes d am nagements importants Mangoky Ikopa Betsiboka Mada gascar Kouilou au Congo etc ou sur les rivi res tr s dange reuses en crue oueds d Afrique du Nord abri agrafe de jonchon Suppor de poules c ble porteur poulie d appui chariat por tepalon eh d Fig 30 c ble de manoeuvre tendeur
150. ficile car le saumon se d place dans tous les sens mais c est de pouvoir donner un ordre de gran deur acceptable du d bit Dans ces situations il arrive parfois que c est le mat riel le moins sophistiqu qui donne les r sultats les plus s rs un flotteur naturel donnera dans bien des cas une bonne indication de la vitesse en surface alors que le moulinet le plus moderne risque d tre coinc par le sable ou d avoir son axe fauss par un corps flottant N oublions jamais que la r gle d or des hydrom tristes de vrait tre La suivante m me dans Les situations les plus difficiles et en cas de d faillance du mat riel classique iL existe toujours un moyen pour estimer d bit A notre avis la pr cision d une mesure de d bit d pend pres que essentiellement des caract ristiques de l coulement dans le cours d eau D autres facteurs interviennent videmment en particulier l tat du mat riel utilis et le soin apport par les op rateurs la r alisation de la mesure Mais toutes ces conditions tant gales par ailleurs il est bien vident qu il est plus facile de mesurer le d bit de la crue exceptionnelle sur une rivi re coulement lent et parfaitement uniforme que sur un torrent courant violent ou sur un oued d Afrique du Nord charriant de grandes quantit s de mat riaux aussi bien en surface qu en suspension 13 Dans le premier cas le r sultat aura plus de chances d tre
151. fin Cote Emplacement M thode utilis e Op rateur amont 1 Op rateur aval C 1 rayer 1 mention inutile EC EES SCHEMA BALISAGE B D AB m CD m T m G Lev topographique fait le par REPERAGE DU PLAN D EAU Nature Heure Cote Flotteur n Emplacement de la Remarques section transversale 10 234 Si les chelles ne sont pas dans le tron on de mesure il faut installer un rep re pr s de ou de ou mieux pr s des deux qui seront nivel s par rapport aux chelles et lors du lev obligatoire du profil en travers de la section rep re avant et apr s la crue Si l on utilise deux rep res en AB et CD la section mouill e retenue pour le calcul du d bit sera la moyenne des deux sections rep res I1 faut que les sections rep res soient perpendiculaires au sens du courant M thode utilisant un chronom tre aiguille rattrapante Seul l op rateur C effectue les mesures donne l instant de passage des flotteurs sur AB on a le temps T pour parcourir L et le temps to pour parcourir le ce qui donne une seule estimation de la distance la rive Il est bien vident que cette m thode s applique difficilement dans le cas de sections tr s mobiles car il sera tr s difficile de savoir comment a vari la section pendant la crue et m me avec des mesures de vitesses correctement r alis es on aura une grande incertitude sur 1a valeur du d
152. fix un c ble de 6 mm a une tra n e plus importante qu un saumon de 25 kg suspendu un c ble de 3 mm pour une m me vitesse de courant 154 En crue sur rivi res pr sentant un transport solide im portant il vaut mieux perdre une partie de l information en pla ant le moulinet assez haut au dessus du saumon plut t que de voir le mou linet ensabl ou m me d t rior par Les graviers en suspension Ne pas oublier enfin que la qualit d un jaugeage d pend le plus souvent du soin avec lequel le mat riel est entretenu Les appareils doivent tre constamment en parfait tat de marche pour cela il convient de faire les r parations qui s imposent d s qu un incident appara t et ce au plus tard au retour d une tourn e de mesure En r sum Le mat riel mettre en oeuvre est d fini partir des conditions locales de mesure mats conditions hydrauliques identiques l quipement d pendra aussi du but imm diatement re cherch par les tudes hydrologiques une rivi re ayant par exem Die un grand potentiel hydro lectrique et sur laquelle sont envi sag s des am nagements importants sera mieux quip e du point de vue connaissance des d bits que telle autre rivi re dont L int r t cono mique est br ve ch ance moins vident 111 2 4 2 Choix de L h lice du moulinet L hydrom triste se trouve plac devant ce choix lorsqu il ne dispose pour d tecter les impulsions que
153. gine fixe d sign e sans ambiguit Une photocopie de ce plan sera affich e en permanence dans la cabine du treuil Quand le niveau du plan d eau baisse un nombre de verticales de plus en plus grand se trouve hors de l eau Pour les petites crues seules trois ou quatre verticales peuvent tre utilis es Dans ce cas si la variation du plan d eau est lente on peut ajouter quelques verticales interm diaires Mais il faut imp rativement utiliser les verticales ind pendantes En cas de variation rapide on ne fera les mesures que sur les verticales pr vues sur le cro quis ou les marques du pont Ex cution des mesures partir du pont on se place la verticale Vl Avec un t l ph rique il faut mettre z ro le compteur de distance du treuil au passage du saumon au dessus du rep re fixe On d place ensuite le saumon jusqu la verticale VI d abscisse connue et affich e dans la cabine apr s avoir lu au passage sur le compteur l abscisse de la rive 1 2 3 4 5 6 7 8 9 N 3 Nah N 5 N 6 N 7 N 8 238 Amener le saumon en VI Lire la cote l chelle et l heure Faire les mesures de vitesse sur la verticale Vl trois cinq points ou par int gration si possible Lire la cote l chelle et l heure Amener le saumon en V2 Lire la cote l chelle et l heure Faire les mesures de vitesse sur V2 Lire la cote l chelle et l heure Amener le saumon en V3
154. h lice est alors la position 0 En remontant l quipement de mesure on peut lire directement sur le compteur les positions successives de l h lice La profondeur totale sera obtenue en ajoutant 1a valeur de la constante du saumon la lecture du compteur au moment o l axe de l h lice se trouve exactement la surface de l eau Rappelons que 1 m thode employ e pour mesurer la constante du saumon a t donn e dans le chapitre mat riel au paragraphe 11 2 2 Avec Le montage sur saumon Le compteur doit toujours indiquer La position de l axe de L h lice pour cela on met le compteur D z ro lorsque l axe coincide avec la surface de L eau avec les compteurs graduations positives en descendant ou lorsque le contact de fond ouvert repose sur Le Lit avec Les compteurs gra duations positives en montant 111 2 7 2 Corrections swr a profondeur La mesure de la profondeur est exacte avec le montage du mou linet sur perche Dans les coulements vitesse lente le montage sur saumon quip d un contact de fond donne la profondeur de 1 rivi re avec une tr s bonne pr cision Des erreurs sur la mesure de la profondeur sont introduites lors de jaugeages effectu s par fortes vitesses du fait de la d rive 168 D de l quipement de mesure sous l action de 1 pouss e du courant Cette d rive est d autant plus importante que le point de suspension est situ plus haut au dessus du plan d eau
155. i me point 0 15 m du fond ou 3 10 de 1 surface La hauteur interm diaire est gale 3 00 m Nous prenons deuxi me point 0 10 2 10 x 3 00 0 70 m portit troisi me point 0 10 5 10 x 3 00 1 60 m de la E R surface quatri me point 0 10 8 10 x 3 00 2 50 m Tous les jaugeages seront r alis s avec une r partition des points identiques Pour des profondeurs comprises entre 1 m et 0 50 m trois points un en surface 0 10 un au fond distance gale 1 cons tante de fond et un au milieu En dessous de 0 50 m de profondeur prendre deux points un en surface et le deuxi me pr s du fond Avec un moulinet normal mont sur perche il est possible de r aliser cinq points jusqu des profondeurs gales 0 60 m un point 0 10 de 1a surface et 0 10 du fond les trois autres respectivement 0 18 0 30 et 0 38 de 1a surface 184 Cas des petites rivi res ou des mesures l tiage avec un micro moulinet Les micromoulinets sont quip s d h lices de faible diam tre pouvant descendre jusqu 3 cm Avec ce mat riel mont uniquement sur perche il est possible de r aliser cinq points par verticales jusqu des profondeurs voisines de 0 25 m premier point 0 05 m de la surface deuxi me point 0 08 m de 1 surface troisi me point 0 12 m de la surface quatri me point 0 17 m de la surface cinqui me point 0 20 m
156. i re Les performances de ce mat riel stabilit flot tabilit tirant d eau ne sont pas comparables et de 211 loin celles des canots pneumatiques Ne jamais monter un saumon dont 1a masse est sup rieure 25 kg sur une embarcation l g re faut toujours se rappeler que l quipement l ger ne doit pas tre utilis en toutes circonstances au dessus de 3 m s il faut trouver autre chose 111 3 2 6 Jaugeage avec bateau et cercle hydrogra phique La diff rence entre cette m thode et celles que nous avons d crites plus haut r side essentiellement dans la fa on de rep rer les verticales Les sections dans lesquelles cette m thode est utilis e ont plus de 300m de large elles peu vent atteindre parfois 1 2 km La mesure des vitesses se fait sur chaque verticale soit point par point soit par int gration La m thode de jaugeage continu ou par vertica les ind pendantes ne peut pas tre appliqu e car d une part le choix de verticales fixes toujours les m mes est diffi cile par suite du proc d de rep rage utilis et d autre part vu les dimensions des cours d eau les variations de la cote sont toujours relativement lentes La m thode la plus utilis e jusqu pr sent pour rep rer les verticales est celle bas e sur l utilisation du cer cle hydrographique Cette m thode a t d crite par M ROCHE dans Hydrologie de Surface pages 197 et 198 Des modifica tion
157. iel utilisable est la traille t l ph rique ou transporteur a rien Nous ne parlerons ici que des transporteurs a riens pour sau mons et moulinets Nous citerons pour m moire les transporteurs des tin s aux d placements d une nacelle sur laquelle peuvent prendre place un ou deux op rateurs manoeuvrant directement l quipement de mesure La nacelle peut se d placer par traction des op rateurs sur le c ble porteur mod le simple ou l aide d un treuil double plac sur une berge dans ce cas les d placements peuvent tre horizontaux et verticaux afin de se rapprocher au maximum du plan d eau voir figure 29 Caisse suspendue Mesta am nag e pour transporteur a rien simple Si ges suspendus Sulina pour jaugeages au moulinet avec transporteur a rien D apres OTT Fig 29 Dans ce genre d installation les coefficients de s curit appliquer sont tr s importants Ceci entra ne une augmentation no table des prix de revient Dans les notices M244 de Neyrpic et HL 120 13 de le lec teur trouvera les d tails de construction et les principes de fonc tionnement des diff rents types de t l ph riques existant actuelle ment sur le march La planche XImontre quelques exemples de stations fabriqu es par et Neyrpic et des vues de stations utilis es Madagascar On peut distinguer deux types de stations t l ph riques les stations l g res et mobiles pour rivi res p
158. illim tr les deux temps ainsi mesur s en abscisses t temps 2 mis pour s arr ter et en ordonn e t temps mis pour faire 10 ou 50 tours on obtient une courbe Si par la suite un frottement excessif se produit il sera d cel par 1a translation de la courbe vers des temps plus courts puisqu il y aura freinage Une difficult de cette m thode r side dans le fait que ti et t sont relativement courts et ceci particuli rement avec les h lices en plastique Un meilleur r sultat sera obtenu en lan ant le moulinet avec un petit moteur lectrique dont l axe est quip d un tampon en caoutchouc mis en contact avec le bout de l h lice pendant un temps plus ou moins long M M I a M M t A pe M a M thode communiqu e par M HORST de l International Courses in Hydraulic and Sanitary Engineering DELFT Hollande 141 Pour terminer avec les moulinets nous citerons quelques recom mandations de la Norme Internationale ISO 2537 1974 ss Le moulinet ne doit normalement tre utilis que dans la gamme de vitesses pour laquelle il a t talonn Cependant il est permis d extrapoler aux grandes vitesses condition qu il existe des donn es suffisantes pour le type de moulinet consid
159. illustr e par les croquis donn s dans le d pliant N 59bis Les temps mesur s Sont port s sur des fiches tenues par chaque technicien figure 6Q chaque flotteur est num rot on utilise une ligne du tableau par flotteur Si l observateur C ne peut rep rer le flotteur un si gne particulier mouvement horizontal du bras par exemple l indique ra son coll gue Dans ce cas seul le temps T sera alors mesur Chaque technicien portera en face du num ro du flotteur la mention flotteur perdu en abr g FP dans 1a colonne observations L utilisation de flotteurs naturels est d licate en parti culier l observateur C ne rep re pas toujours facilement ce que lui d signe Une liaison radio ou t l phonique peut permettre une meilleure d finition des flotteurs et diminuer les risques d erreur A la fin de la mesure on dispose pour chaque flotteur de quatre temps t pour le parcours 1 our t P ur le parcours lc T et Ta pour le parcours L On constate imm diatement que Ta T aux erreurs de mesure pr s r flexes des op rateurs Les temps t et te seront utilis s lors du d pouillement pour le calcul de la distance du flotteur la rive Pendant toute la dur e du jaugeage il est n cessaire de noter les variations du plan d eau Si les chelles limnim triques sont situ es dans le tron on de mesure les lectures seront faites intervalles r guliers toutes les 10 minutes ou tous les quar
160. incipes de base doit toujours faire preuve d initiative et d es prit critique pour les appliquer au mieux en fonction des conditions locales Malgr sa simplicit apparente la mesure des d bits au moyen de moulinets est une op ration parfois d licate qui demande un sens constant de l observation et un grand souci de minutie Disons avec J A RODIER que ces mesures doivent tre men es intelligemment car elles requi rent beaucoup plus de comp tence de jugement et d imagination qu on ne le pense 4 136 Nous voudrions galement faire remarquer que dans La plu part des pays et particuli rement en Afrique le prix du d place ment du personnel et du mat riel intervient pour une tr s large part dans le co t total d une mesure de d bit Aussi lorsque l hydrologue est pied d oeuvre il doit s appliquer r aliser la mesure dans les meilleures conditions en prenant le temps m me dans le cas de variations lentes du plan d eau de faire plu sieurs jaugeages successifs En cas de crue violente l immersion du saumon et du moulinet pose toujours quelques probl mes mais une fois que les appareils sont dans l eau il n est pas beaucoup plus difficile et pas tellement plus long de faire des mesures compl tes sur les verticales que quelques points aux 6 10 ou aux 2 10 et 8 10 de 1 profondeur En g n ral et ceci est vrai dans toutes les r gions du globe une rivi re en crue charrie de nombreux d bris flotta
161. ique M canique magn tique 3 H canique i z E E 3 an 2 1 25 indirect ss SE direct t D Entra nement 2 A Q Par aimant permanent a du G n rateur Vis sans fin Aimant z par vis sans fin en bout d arbre Aimant Lj Direct 1 et roue dent e permanent z en bout d arbre permanent D de Signaux Ss se et roue dent e vis sans fin x 1 Ge Sr none ee et roue dent e x 1 Mi rca MeL EE IMMO M XLI D ET R E OInterrupteur 2 I Interrupteur Pastille isolante G n rateur Ss Interrupteur tanche Interrupteur E tanche Bur une partie 7 S de Signaux Sieg ho lames souples de lames souples de l axe po deve tuum ILS Ee PO HS ILS et balais souples SS 2 s D t es 4 R glable R glable s R glable i s par changement par changement D Fi z par changement Fixe IK vis sans fin vis sang fin Le D xe H Fr quence z vis sang fin zs et roue dent e et roue dent e D i des Signaux et roue dent e z et pontage des et pontage des D 1 H sz 1 tour tope bornea de sortie bornes de sorti 1 tour tope tour tope z 1 2 10 20 4 1 D pite tours top 1 142 5 10 20 1 2 5 10 20 4 t TT bo tours top hO toura tops
162. ir jusqu 500 m de c ble de 3 mm Le brin libre du c ble est quip d un mous queton ou d une manille pour fixation rapide sur le support berge op pos e Le treuil est fix sur la rive l aide de deux barres mines au droit de la section choisie Si l on dispose du chariot de translation d crit pr c demment le c ble n a pas besoin d tre gradu les verticales seront rep r es l aide du compteur Dans le cas contraire il faut graduer le c ble tous les deux m tres avec des marques ind l biles de couleurs diff rentes pour les m tres et les dizaines de m tres Utilis avec pr caution par une quipe entra n e cet quipement permet la mat rialisation des sections jusqu 300 m de large avec des vitesses ne d passant pas 3 m s Certains hydrologues pr f rent utiliser la cordelette tress e en nylon de A mm qui flotte sur l eau et qui para t de ce fait plus facile mettre en place Elle pr sente en r alit plusieurs inconv nients grande lasticit d o erreur sur 1a mesure de la largeur pouvant cependant tre diminu e en prenant quelques pr cautions et fl che importante dans le plan horizontal sous l effet de la pouss e du courant sur le bateau utilisation diffi cile et m me impossible du chariot de translation Personnellement nous avons utilis le c ble acier pendant plus de vingt ans nous avons fait des essais avec la cordelette de ny lon et nous continuons pen
163. ise l effet du remous figure45 Oc CUIR QUT UE Pesilion des graduafons Fig 45 192 7 Choisir les points de mesure comme indiqu plus haut et op rer en descendant de la surface vers le fond Avec la perche ordinaire prendre soin de la ramener au fond exactement en face du rep re choisi pour chaque verticale apr s les change ments de position du moulinet V rifier assez souvent par exemple pendant les d pla cements entre verticales que 1e moulinet tourne correctement sous l action du vent En cas de frottements dus l entr e de grains de sable proc der au nettoyage A la fin de la mesure d monter le mat riel vider l hui le du moulinet le nettoyer et noter les incidents ventuels et les r parations faire IIT 3 2 1 3 Tenue du carnet En g n ral un jaugeage gu est r alis par deux agents un op rateur est dans l eau et tient la perche l autre reste sur la berge rivi res jusqu 20 m de large et manipule 1e compteur qui est reli au moulinet par un fil souple assez long et inscrit les r sultats sur le carnet Pour les grandes ri vi res les deux op rateurs se tiennent dans l eau Avant de commencer la mesure on compl te avec soin le cartouche de la page N 1 comme le montre le mod le de feuille repr sent par 1a figure 46 Dans 1 colonne Profondeurs mesur es corrig e note la profondeur lue sur le vernier ou la perch
164. isi Les r flexes des op rateurs sont g n ralement meilleurs avec les signaux sonores En cas de d faillance il est tr s facile de se d panner avec une lampe de poche ordinaire le moulinet est branch en parall le aux bornes de l interrupteur de la lampe Avec ces appareils les op rateurs lib r s du souci de compter des tops peuvent s attacher davantage aux donn es qualitatives des mesures Les appareils semi automatiques F6 de ou 2264 de NEYRPIC liminent dans une certaine mesure les erreurs dues au manque de syn chronisation entre le d but de la mesure du temps et le d but du compta ge des impulsions Avec les appareils pr s lections le comptage d marre sur le front d une impulsion et s arr te lorsque la valeur du facteur pr s lec tionn est atteinte 290 Notons que les compteurs F10 et Z 51 de OTT ne sont pratiquement pas utilis s pour les mesures en rivi re Rappelons que les compteurs F6 et Z 41 comportent un relais pouvant tre mis en ou hors circuit l aide d un interrupteur interne Ce relais permet de modifier la valeur de la r sistance maximale admissi ble sur la ligne 2 41 15 ohms sans relais 200 ohms avec relais F 6 15 ohms sans relais 40 ohms avec relais et ce dans le cas de mesures avec une grande longueur de c ble lectro porteur stations t l ph riques Apr s usage il est recommand de stocker s par ment
165. isir la section de mesure aval ou amont du pont Avec des vitesses faibles et tant que l angle de d rive ne d passe pas 10 on peut jauger l amont du pont 1 cou lement est toujours meilleur qu l aval D s que l angle de d rive cx devient sup rieur 10 amenant des risques de frottement du c ble lectroporteur avec le parapet on doit jauger l aval du pont resserrer un peu les verticales dans les zones de remous au droit des piles 201 1 RIVIERE cO ITE ELS ess STATION A ONGOLRAORI eee JAUGEAGE du cud qu xcd Uu are Heure D i20 F Ad D auteur Dan EE Bi Emplacement et nature de 1 section Passerelle au droit de l challe re croquis au verso Mode op ratoire la perche a parkir de la passerelles fritid les lt Mat riel utilis Moulinet EEN H lice n KEE b LS E Support Pr che chanot Dir Constante du semm fond EE bu Perche YA We D but de la mesure en Qu de Wa ss eus W KRIS KEE d e EEN d EE AER de ele AC gh Position du z ro 1 top ood Ca Ka Pau Op rateur Jl Es EN EE uo 2 Ee Observations Cor fu ts CLA 22 S Foto de Za En n 2 24 5 5 4 0 6 Ce ka 7 aaa h doccender Positions Angle Norore de Temps du N
166. ispos s comme l in dique la figure 25 Fig 25 81 et E metteurs r cepteurs ultrasons L distance parcourue par les ondes ti et t temps de parcours V vitesse du courant C vitesse des ondes On a t L et t L G V cos a C V cos a d o At ty to 210054 en n gligeant le terme C v un a au d nominateur V pourra tre calcul e si on conna t C Or C est variable avec les caract ristiques de l eau densit conductivit temp rature On d termine donc cette valeur avant et apr s chaque mesure l aide d un metteur r cepteur talon mettant courte distance dans l eau vers une cible r fl chissante Si h est la distance metteur cible le temps mis par les ondes pour effectuer l aller et retour est Lib c 2h G to On a donc finalement L cos a c At a V 2 n Le premier terme du deuxi me membre est une constante de l installation En pla ant des couples d metteurs poste fixe diverses profondeurs on obtient les vitesses moyennes dans des plans horizontaux de 1 section 82 11 1 4 2 M ut 4wtjace Cet appareil mis au point par l U S Geological Survey permet la mesure des vitesses en surface partir d un pont sans immersion de mat riel Il est constitu par une lunette donnant l image de la surface de l eau par r flexion sur un miroir entra n par un petit moteur lectfique dont on peut r gler
167. itesses Un inconv nient de la cyclopotence E D F D T G est le bruit mis par le moteur il peut tre diminu en utilisant un c ble de connexion assez long Un syst me relativement facile r aliser est le porte faux sur v hicule On peut videmment utiliser n importe quel v hicule Nous donnons sur la figure 6 un exemple d quipement sur fourgon Peugeot J7 de 1800 kg Montage d une borne coud e OTT avec du c ble D5 C ble gaine m tallique un con ducteur Montage d une borne coud e OTT avec du c ble D2 C ble gaine tress e fibre tresse m tallique conducteur C ble utilis sur le treuil NEVA OTT 296 SN fies LZ ZA D5 H lse flachgedr ckt Flattened sleeve Douille press e plat Zei E 55555555552 Fig 5 MONTAGE D UN PORTE A FAUX Fig 6 d tail d d tail c AVEC TREUIL NEWA SUR GE Gef Ee ee p Qunm re 45x45 e peur reglag Rend dai 450 be Z 26 34 b KN j d tail a d tail b De N IR 42 5 m 1 Flancher J7 Bur Bai CUS X3 0H U Suv montant Fer phat 330 X sexe 16 298 MONTAGES SUR BATEAU Nous d crirons ci dessous le montage que nous avons mis au point et qui nous semble parfaitement adapt aux mesures de contr le des stations d un r seau 1 i Le saumon utilis d une
168. jaugeages aux flotteurs de nuit dans l ADERDOUTCHI Niger en 1966 5 pages dactylographi es une figure 24 ALDEGHERI M Quelques am liorations apport es la technique des jaugeages en rivi re ORSTOM Note technique N 36 Octobre 1974 25 GEORGE F Smoot flow measurement of some of the World s Major Rivers by the moving boat Method U S Geological Survey Colloque sur l Hydrom trie Coblence Septembre 1970 26 NEYRPIC D partement Mesures Le mat riel d hydrologie mesure des vitesses mesure des d bits mesures de niveaux pr l vement sur cours d eau retenues natu relles ou artificielles 6 pages 27 NEYRPIC D partement Mesures Note sur la m thode de jaugeage au moulinet et la m thode gra phique de Harlacher pour le calcul du d bit 4 pages 28 J THIEBAUX Le mat riel hydrom trique note ron otyp e 29 La mesure des d bits liquides tendances actuelles N sp cial de 1a Houille Blanche N 5 1969 30 I S 0 Organisation Internationale de Normalisation Normes Inter nationales N 2537 Mesure du d bit des liquides dans les canaux d cou verts moulinets coupelles et h lices N 748 Mesure du d bit des liquides dans les canaux d couverts M thode d exploration des champs de vitesses N 1088 Mesure du d bit des liquides dans les canaux d couverts M thode d exploration du champ de vitesses Recueil des donn es pour la d termination des erreurs de mesurage
169. l 63 MOULINET OTT C 31 type 10 002 Fig 19 NOMENCLATURE 1 Corps du moulinet 2 _ Aimant de commande 3 _ Gaine d axe 4 H lice 5 Emetteur d impulsions ILS 6 Joint torique 7 Bouchon filet 8 Axe fixe 9 Vis de blocage 10 Roulements bille 11 Ecrou 64 MOULINET OTT C2 1 H lice 2 Axe mobile 3 Roulements 4 Circlips 5 Manchon avec aimant 10 Fig 20 ILS Ecrou d arr t Ressort Chambre avec huile Corps D apr s OTT 65 MOULINET NEYRFLUX YNZ Z ZZ lt NA ARES pues RD TA al MEIIT IST ER ES 3 p UM lt s DEn Capteur r f 2142 A 1 H lice 9 Corps 2 Moyeu de l h lice 10 Ecrou de vixation 3 Douille 11 ILS 4 Paliers 12 Raccord lectrique 5 Axe fixe 15 Aimant 6 Ecrou 16 Joint 7 Grain de frottement 17 Culot tanche 8 Bille E 19 C ble FIGURE 21 D apr s NEVRPIC Notice M 2142 b 66 KH A notre connaissance il n existe actuellement qu un seul moulinet de ce type sur le march europ en C est le moulinet type 10300 fabriqu par 1 firme La figure 22 montre la coupe de cet appareil Nous venons de d crire sommairement les moulinets fabriqu s par OTT en Allemagne et NEYRPIC en France utilis s le plus couramment Nous n avons pas d crit le micromoulinet Beauvert type 71 de Neyrpic car cet appareil est uniquement utilis en laboratoire 11 existe d au
170. l am plitude de variation de cote l chelle sont n cessaires pour tracer La courbe de tarage L3 des jaugeages de contr le doivent tre r alis s intervalles r guliers pour d celer Les d tarages ventuels Le trac de La courbe est d autant plus pr cis que les va riations de cote l chelle sont faibles pendant la dur e des mesures iL existe toujours une certaine dispersion entre les points exp rimentaux due aux erreurs in vitables de mesure Le trac est effec tu en laissant autant que possible un nombre gal de points de part et d autre de la courbe moyenne Tout ceci sera pr cis avec plus de d tails dans le tome 6 consacr notamment l talonnage et au calcul des d bits Nous donnons titre d exemple deux courbes d talonnage Figure 1 une rivi re fran aise la L ze L zat bonne d finition des points dispersion faible pr sence de deux contr les aval Figure 2 une rivi re malgache Isinko Ambodiroka crues rapides mauvaise d finition des points partir de 1 20 m l chelle LEZE LEZAT Courbe d talonnage Q ms Fig 1 ISINKO AMBODIROKA Courbe d talonnage Laits eo m s feuleur en m LOXYTO M Dese Jo MAD 1033 1 2 TH ORIE DE LA MESURE DES D BITS PAR LA MESURE DES VITESSES L 2 1 G N RALIT S D apr s la d finition donn
171. la vitesse avec pr cision Par effet stroboscopique en r glant la vitesse de rotation du miroir on obtient une image dans laquelle la surface du plan d eau para t immobile Cet appareil comporte un ruban gradu et lest avec lequel on mesure 1 distance entre le miroir tournant et le plan d eau L axe de l ap pareil doit tre perpendiculaire la surface de l eau On peut l utiliser directement pos sur le parapet d un pont ou d une passerelle La vitesse en surface est donn par une relation de la forme Ys sa ERR dans laquelle K est une constante de l appareil R la vitesse de rotation du miroir la distance entre l appareil et le plan d eau Nous donnons ci dessous la gamme des vitesses mesur es diff rentes hauteurs par le Geological Survey pour les vites ses maximales l erreur de mesure est n gligeable 83 Hauteur Vitesse maximale Vitesse minimale en m s en m s 57 pr s Cet appareil est commercialis par R A MORGAN CO PALO ALTO Californie La figure 26 montre l utilisation de l appareil par tir d une passerelle II 1 4 2 2 M thode du bateau mobile ou moving boat method Ceci n est pas 1 description d un appareillage mais d une m thode utilisant du mat riel classique Cette m thode utilis e pour la mesure des d bits des tr s grands fleuves Amazone Mississipi Mekong a t mise au point par 1 U S geological Survey Le mat riel utilis po
172. la profondeur La colonne positions du moulinet n est pas utili S e voir mod le de feuille sur figure 48 III 3 2 2 Conseils et erreurs viter Avoir toujours un jeu de piles neuves dans le lot de mat riel de rechange Ne jamais stocker le boitier avec les piles dans leur logement Avec ce mat riel il faut viter de jauger dans des rivi res ayant une profondeur faible Ne jamais op rer avec cette m thode avec des tirants d eau inf rieurs 0 30 m 197 1 RIVIERE OO RA Q SATIN ANRARBMENT ooi JAUGEAGE du Roka or 19 4916 Heure D 410 F 95 hauteur Det Q24 02 Emplacement et nature de la section 50 mea ment de Fachell GOLAN Sm croquis au verso ERU Tal gradion Compteur GTR 100 72 12 Mat riel utilis Moulinet OTT Cire Z92226 H lice n 3 24152 O WEE Support Brahe AGARI Constante du saumon D but de la mesure en Rire au eier we 623072 ses ns esse RON LC o Pa PP e ES EE PPP et 0 PP ud eamaq s a s Profordeurs Positions Angle Nombre de Temps mesur e du N T V m s Observations corrig e ou inet a 8 tops tours s N Distance Heure Hauteu r hi o NY Gs d S N N DN i1
173. la rivi re Le syst me est l g rement diff rent suivant les constructeurs Chez Neyrpic le d tecteur de fond est constitu par un interrupteur mercure incorpor dans un bloc de plastique abso lument tanche plac dans une pi ce m tallique articul e autour d un axe horizontal L efficacit de l ensemble peut tre augmen t e en fixant une plaque de surface plus grande sur la palette pour les mesures sur rivi amp res fond sableux 91 utilise un syst me constitu par un disque m talli que plac sous le poids de lestage solidaire d une tige traver sant ce dernier et sur laquelle est fix un petit aimant perma nent Lorsque le saumon touche le fond la tige s enfonce et l aimant vient se placer devant un interrupteur lames souples qui ferme le circuit Un ressort de rappel assure l ouverture du contact d s que le saumon est soulev Les contacts de fond sont mont s sur tous les saumons partir d une masse de 25 kg Neyrpic a adapt un syst me de suspension tudi pour r duire la tra n e hydraulique et incorpor dans une cavit du saumon Le saumon s ortente toujours dans l axe du courant sil est done inutile d utiliser une h lice auto composante Suivant Le mode de fixation adopt le moulinet se trouve plac plus ou moins haut par rapport la semelle du d tecteur de fond Il importe de conna tre avec pr cision cette distance appel e constante du saumon Pour
174. le l aide de l alidade Si l on fait l inverse vis e directe sur la balise gauche l index de l alidade tombe dans la zone du limbe o il n y a pas de graduation d o lecture impossible Il existe galement un cercle LEFEVRE POULIN comportant une graduation blan che de 0 160 et une graduation jaune sym trique de 0 160 Ce type de cercle ne permet pas les mesures directes 180 mais par contre on peut indiff remment viser en direct la balise de droite ou de gauche les lectures seront faites soit sur la graduation blanche soit sur la graduation jaune Dans ce qui suit nous admettons que nous utilisons un cercle LEFEVRE POULIN 180 Cet appareil est tr s pr cis il permet de mesurer les angles une minute pr s Le cercle est livr avec les accessoires suivants viseur lunette de galil e donnant une image droite 7 deux querres de r glage du grand miroir une broche ou cl de r glage 1 crans solaires miroir de rechange Des appareils plus co teux que le cercle mais d un maniement plus ais et permettant un d pouillement plus rapide peuvent par fois se trouver la disposition des hydrologues Ce sont les t l m tres de pr cision les th odolites ou tach om tres Ils permettent le relev de la position du bateau partir d un alignement perpendiculaire l axe de la rivi re mat rialis par trois balises 123 Pour relev s de 0 a 180
175. le la r alisation du jaugeage Dans le cas o l on est contraint de jauger partir d un pont plusieurs arches chaque trav e doit tre consid r e comme une section ind pendante Dans une rivi re comportant un lit mi neur assez troit et profond parcouru par un fort courant et un lit majeur tr s tendu mais dans lequel ie d bit total est faible zones d inondation les verticales seront concentr es dans la zone de grand d bit lit mineur et plus espac es dans le lit majeur N oublions pas que lors d une mesure de d bit 1 hydrom triste a toujours le choix entre deux impr cisions soit faire un grand nombre de verticales pour mieux conna tre la vitesse et la section mais passer beaucoup de temps la mesure et risquer de voir l impr cision augmenter par suite de la variation du d bit sott choisi un peu moins de verticales pour laisser une pr cision suffisante la mesure de la section et de La vitesse en diminuant Le temps de mesure de fa on rester dans des Limites de variation du d bit relativement troites pendant la dur e du jaugeage Se rappeler galement que Le nombre de verticales n est pas proportionnel La longueur de la rivi re ce nombre est sensi blement Le m me que La rivi re soit tr s large ou relativement troite En effet l coulement est plus r gulier et plus unt forme dans une grande rivi re de plaine que sur un torrent de mon tagne 182 3 R GL
176. le m m s TESLA Le syst me tudi par BEN comporte un sabot dans lequel est plac une bobine cr ant le champ magn tique et Les deux lectrodes aux bornes desquelles on mesure la tension pro duite par le d placement de l eau L ensemble peut fonctionner soit sur piles soit sur secteur Les avantages sont les suivants pas de pi ces m caniques en mouvement relation lin aire entre vitesse d coulement et tension pas d inertie m canique 80 Inconv nients seuil maximum de conductibilit du fluide indispensable risque de d tarage par oxydation ou souillures des lectrodes n cessit d talonnages fr quents z ro La tension recueillie aux bornes est faible ce qui n cessite un amplificateur encore tr s volumineux rendant diffi cile le montage sur saumon nombreux fiis d alimentation et de sortie Une autre difficult pour l utilisation sur saumon est la r alisation du z ro eau immobile La Soci t BEN tudie actuellement ces probl mes Application de la technique ultrasonique Cette application est encore au stade exp rimental en hydrom trie Le principe de mesure de la vitesse du courant repose sur la diff rence des temps de propagation d ondes sonores se d pla ant horizontale ment d une berge l autre dans le sens du courant ou en sens contraire On utilise pour cela des transducteurs pi zo lectri ques metteurs et r cepteurs haute fr quence d
177. le on calcule le d bit l mentaire en multipliant la vitesse mesur e par une profon deur fictive gale 1 moyenne de 1 profondeur r elle Pr mesur e avec une mire gradu e et 1a longueur immerg e du flotteur Fi Fi 2 d o q PxV Dans le cas de vitesses tr s faibles cette m thode donne d ex cellents r sultats Ne pas oublier que Les mesures aux flotteurs ne doivent tre faites que Lorsque le moulinet devient inutilisable ou que son utilisation risque d en tratner la perte de l quipement Faites avec soin elles permettent d obtenir une estimation satisfaisante du d bit Elles demandent pour cela un enitratnement des quipes et une pr paration pr ala bie du terrain 273 V CONCLUSION Nous ne pr tendons pas avoir tabli un catalogue complet des mat riels et des m thodes utilis s dans la mesure des d bits par la mesure des vi tesses Certains trouveront que des appareillages assez courants n ont pas t cit s ou qu il n a pas t fait mention de m thodes utilis es avec succ s dans tel ou tel pays Nous avons essay de faire un choix afin de pr senter le mat riel le plus r cent dont l utilisation est sus ceptible de donner les r sultats les meilleurs avec une mise en oeuvre rapide et facile Il en est de m me pour les m thodes notre avis 11 n est pas utile d encombrer L esprit des gens avec une multitude de recettes L essentiel est d en bien conna tre u
178. le c ble porteur est soulag lorsque le saumon touche le fond mais la pr cision est nettement moins bonne Pendant 1 remont du saumon veiller ce que le c ble lec troporteur s eproule spires jointives sur le tambour du treuil certains treuils sont quip s d un syst me permettant cet enroulement spires jointives Au cours de la manoeuvre de retour du chariot le saumon a tendance venir se bloquer pr s de la poulie de suspension du fait que le diam tre du touret du c ble lectroporteur augmente Il faut de temps en temps faire descendre le saumon pendant la manoeu vre de retour Sur les rivi res dont la largeur d passe 50 m le r glage du moulinet la surface et le rep rage de la berge oppos e sont facilit s par l emploi de jumelles Les treuils doubles manuels fabriqu s pax OTT ne sont pas pour l instant quip s d un ralentisseur de descente En cas de variation tr s rapide du plan d eau on peut avec un certain entra nement faire descendre le moulinet vitesse relativement constante en tournant la manivelle la main Mais ceci ne constitue qu un pis aller Les treuils doubles Neyrpic sont pr vus pour recevoir un ra lentisseur 227 3 2 7 3 Tenue du carnet Sur la ligne origine de la mesure pr ciser 1 distance entre la rive et le rep re fixe de d part Le reste est identique au jaugeage point par point avec sau mon partir d un p
179. le ordinaire de 2 mm de diam tre Ce syst me quoique tr s s duisant premi re vue n a pas t g n ralis il n est d ailleur utilisable qu avec les mou linets donnant 1 contact tous les 10 ou 20 tours d h lice Dans ce domaine l imagination des hydrom tristes peut se donner libre cours et les id es n ont pas manqu mais le c ble lectroporteur est toujours utilis Le c ble Di de constitu par un conducteur en cuivre guip avec me isol e en acier recouvert d une tresse en nylon d un diam tre de 4 2 mm est relativement fragile Il est pr f rable de le remplacer sur les treuils de 25 kg par du c ble lectroporteur en acier type D5 Notons que 1a Soci t OTT fabrique des fiches permettant un raccord ais du c ble au moulinet et au saumon Le d tail de ces bornes et de leur montage est donn sur les photos de la figure 5 295 V LES CYCLOPOTENCES V 1 Documentation Il semble d apr s la documentation que nous poss dons que la firme OTT ne fabrique pas de cyclopotences Les appareils de ce type disponibles en France sont fabriqu s par Neyrpic et la So ci t M cabolier voir notice M 23 24 a de Neyrpic et notice M ca bolier relative 1 cyclopotence lectrifi e type D T G E D F N 2 Remarques Ce mat riel lorsqu il existe des ponts suffisamment larges perpendiculaires l axe de la rivi re permet 1 r alisation de jaugeages m me par tr s fortes v
180. lement que malgr sa rusticit il peut donner des r sultats valables condition de ne pas avoir trop de prise au vent Les flotteurs articiels sont faits avec des mat riaux de couleurs voyantes ou sont pourvus de petits drapeaux visibles de loin des plus utilis s sont les arbres 1 d rive FLOTTEURS Flotteurs a de surface b doubles ou conjugu s balons Flotteurs lestes d apr s A T TROSKOLANSKI a Bec lumineux ej Tobulure reglable en allie bj Fiotteur F d ac hil ne CJ Reglage de immersion 9 Cha ne le de suspension d Embennage moteur r glable d apr s JRIGARD Fig 7 p 37 Le moulinet hydrom trique est un appareil muni d un rotor dont la vitesse de rotation est fonction de la vitesse locale du fluide dans lequel il est immerg Les moulinets sont des appareils qui mesurent le chemin parcourupar le liquide durant un temps d termin On obtient ainsi la vitesse moyenne ponctuelle du fluide en r alit c est la vitesse moyenne de 1 veine du fluide de section gale celle balay e par le rotor de l appareil Il existe deux type de moulinets coupelles ou axe vertical et h lice ou axe horizontal Les moulinets coupelles GURLEY PRICE sont d une uti lisation courante en Am rique du Nord Ils ne sont pratiquement pas utilis s en Europe ou en Afrique Dans la suite de ce manuel nous ne parlerons que des moulinets h lice
181. lement rela tivement lent angle de d rive inf rieur 14 En cas de crue violente aveo fortes vitesses la profon deur mesur e par compteur du treuil est toujours plus grande que profondeur r elle par suite de l angle de d rive on peut corriger la lecture du compteur en utilisant 1 m thode donn e ei dessus ou en comparant avec les donn es d un relev topographi que pr cis de la section mouill e Se Il ne faut pas s obstiner vouloir mesurer tous prix des param tres secondaires dans le but d am liorer une pr cision que les difficult s de mesure et le temps perdu risquent de d t riorer dans de notables proportions 177 point de suspension E anglesde d rive ex correction c ble exond mise z ro o du compteur ndm x immerg u SS E Profondeur A y lecture du compteur reete p saumon au fond d dm Ui Fig 41 178 HI 2 8 NOMBRE DE VERTICALES Le nombre de verticales d pend des caract ristiques g om triques du profil et des conditions d coulement D une mani re g n rale il convient de rapprocher les verticales aux endroits o la variation de vitesse dans le sens horizontal est plus rapide Il faut galement rapprocher les verticales au droit des disconti nuit s brusques et importantes de la cote du fo
182. les piles et les compteurs d charge des piles et oxydations ventuelles Pendant la mesure viter d exposer tous ces compteurs direc tement la pluie L humidit rentrant dans les m canismes arrive la longue nuire au bon fonctionnement des compteurs chiffres sauteurs Veiller manipuler sans brutalit le commutateur rotatif du F6 r gler avec soin la tension du ressort de commande du chronom tre afin d viter des ruptures d axes dans le chronom tre Les avantages essentiels des compteurs lectroniques r sident dans la possibilit de mesurer un grand nombre d impulsions par seconde jus qu 50 i s et leur pr sentation sous un tr s faible volume Les Etablissements FRON Toulouse apr s des essais sur diff rents prototypes vont limiter leurs fabrications aux mod les CJR 22 pour jaugeage par point et par int gration avec moulinets g n rateurs d impulsions et CJR 30 pour jaugeage point par point avec moulinet g n ratrice de courant Ne pas oublier avec les compteurs CJR 22 et CJR 30 de retirer les piles de leur logement entre chaque campagne de mesure 291 II LES PERCHES 111 1 Documentation Voir notices OTT HLf 120 8 HBf 1005005 et notices NEYRPIC M 23 24 a IlI 2 Remarques 2 Dans le cas du jaugeage utiliser de pr f rence une perche avec coulisse La perche fabriqu e par Neyrpic comporte sur la coulis se un vernier pour lectures au
183. les secondes donnent avec une bonne approximation la valeur cos a avec des incidences pouvant atteindre 45 suivant Les mod les On abandonne de plus en plus les mat riaux traditionnels laiton chrom alliages d aluminium ete en faveur de la mati re plastique Les h lices et les moulinets sont g n ralement livr s avec un certificat de tarage 50 11 1 2 3 des moulinets _ talonner moulinet c est d finir la relation entre la vitesse de l eau dans laquelle il est plong et les para m tres qui sont effectivement d tect s nombre de tours N de l h lice dans un temps T donn avec les moulinets signalisation lec trique ou tension U aux bornes avec les moulinets g n ratrice Les moulinets sont talonn s par translation rectiligne dans un canal de dimensions suffisantes o l eau est parfaitement immobile T RILAI e e Le principe de fonctionnement du moulinet repose sur la lin arit de 1a relation entre la vitesse d coulement de l eau et la vitesse de rotation de l h lice L organe mobile mis en mouve ment par le fluide actionne un syst me de signalisation appropri qui permet de compter ou d enregistrer le nombre de tours effectu s N pendant un temps T La vitesse d coulement est calcul e partir du nombre de tours par seconde n N T de l h lic
184. lis sur le terrain calcul des vitesses trac et planim trage des paraboles point par point ou calcul direct des d bits l mentaires int gration Si l on op re point par point il peut tre int ressant de grouper les paraboles d une m me verticale sur un m me graphe avec origine commune au fond ceci permet de d tecter les erreurs de mesure vitesses profondeurs de suivre les d formations de la parabole de reconstituer au mieux par comparaison les paraboles incompl tes obtenues au cours de mesures partielles Dans ce der nier cas la reconstitution est pr cise si la parabole incompl te est comprise entre deux paraboles compl tes si la parabole est plus grande que la derni re parabole compl te le trac est plus hasar deux figure 67 Cette facon de proc der permet donc de r cup rer dans une certaine mesure les paraboles qui pour des raisons diverses vi tesse trop grande charriage important etc n ont pas pu tre conduites jusqu au fond I1 ne faut pas conclure que quelques ver ticales compl tes suffisent pour obtenir une mesure correcte Cette m thode permet d utiliser au mieux une mesure partielle mais le r sultat ne sera qu une estimation qui pourra servir de guide pour l extrapolation limit e de la courbe d talonnage de la verticale ind pendante La seconde phase du d pouillement consiste tracer les courbes d talonnage de chacune des verticales ind pendantes Il faut
185. llage fixe Avec les stations t l ph riques le choix de l emplacement est fait de fagon donner les meilleurs r sultats pour les mesures en tr s hautes eaux Il se peut dans ce cas que l on doive recher cher une section diff rente pour les mesures d tiage Ceci peut para tre vident mais il nous semble utile de le r p ter afin qu il n y ait pas de doute dans l esprit des hydro m tristes d butants Encore une fois nous tenons souligner qu il est difficile de donner des r8gles pr cises valables dans tous les cas le flair l exp rience de l hydrom triste doivent compenser dans une certaine mesure les lacunes in vitables de ce manuel 14 I 3 LES DIFF RENTES M THODES DE MESURE En g n ral l hydrom triste ne dispose que d un seul mou linet pour mesurer le d bit d une rivi re Les batteries de moulinets sont r serv es aux mesures industrielles lors des essais de r cep tion d usines hydro lectriques par exemple L estimation de 1 vitesse moyenne sera donc obtenue en pla ant ce moulinet en diff rents points de la section rep r s en abscisses et en ordonn es En g n ral comme le montre la figure N 3 le moulinet est plac en des points r partis sur des verticales espac es r guli rement en travers de la section Les diff rentes m thodes de mesure peuvent tre class es en deux grandes cat gories suivant d une part la r partition des points et les modalit s de mesur
186. lques types de treuils utilis s en hydrom trie 26 Planche TREUILS OTT Treuil simple de 100 kg Photo OTT Treuil simple de 25 kg mont sur bateau gonflable Photo Brunato Aldegheri 97 Planche VII suite TREUILS NEYRPIC Ref _ Type moyen Photo Neyrpic Ref _ 2426 T R gulateur de vitesse Photo Brunato Aldegheri Montage d un treuil l ger sur bateau 98 11 3 1 4 Les cables Le saumon est suspendu au treuil par l interm diaire d un c ble lectroporteur constitu g n ralement par un ou plusieurs conducteurs isol s plac s au centre et entour s par les fils d acier porteurs Le type de c ble le plus utilis est le c ble spiralo dal monotoron c ble torsions alternatives ou antigiratoires deux couches de fil d acier c bl es en h lice alternativement droite et gauche Les c ble du type h lico dal fils ronds plusieurs torons enroul s dans le m me sens autour de l me sont proscrire Ils ont en effet tendance se d torsionner lors qu ils supportent une charge non guid e et ceci entra ne la rupture de l isolant et des mises la masse du conducteur toujours tr s difficiles d celer Il est important lorsqu on fait des mesures avec de fortes vitesses et de grandes profondeurs de choisir un c ble lectro porteur dont le diam tre ext rieur soit le plus petit possible afin de limiter au maximum la tra n e du c ble qui est dans
187. ltes AR n existe pas de pont Dans ce cas deux solutions le bateau pour les vitesses fai bles ou moyennes la traille t l ph rique pour les vitesses sup rieu res 3 m s Nous distinguerons deux cas les d placements ont lieu par la route le bateau tant transport sur un v hicule pour les tourn es de contr le des sta tions d un r seau c est ce que nous appelons l quipement l ger les d placements s effectuent par voie d eau et les jaugeages sont r alis s directement partir du bateau utilis pour le d place ment cas des jaugeages sur les grands fleuves navigables Congo Niger B nou fleuves d Amazonie etc c est ce que nous appelons l quipement lourd Equipement l ger L embarcation id ale est le canot pneumatique type Zodiac MARK II quip d un moteur hors bord de 20 25 CV maximum Une puissance su p rieure nous semble inutile et ne sert qu compliquer les probl mes de transport et les manipulations Les caract ristiques du Zodi MARK II longueur hors tout 4 20 m largeur 1 67 m r serve de flottabilit 1290 litres boudins gonflables en trois compartiments permettent de monter bord 4 personnes plus une quantit de mat riel assez importante en toute s curit Pour les jaugeages en rivi re divers montages ont t utilis s il sont plus ou moins pratiques et leurs possibilit s stabilit en crue mesures avec des vitesses 2 50 3 m s pius ou
188. m thodes graphiques exigent un travail plus astreignant mais permettent parfois d avoir une id e plus claire des caract ristiques de l coulement dans la rivi re La pr cision des r sultats obtenus avec les deux m thodes est peu de chose pr s la m me IV 2 1 CALCUL DES VITESSES A PARTIR DES RELEV S Nous avons vu que la formule g n rale d talonnage d un mou linet est une quation de la forme V an b dans laquelle V vitesse du courant en m s n vitesse de rotation de l h lice en tours seconde a constante ou pas r el de l h lice b constante due aux frottements et dont la valeur est tr s voisine de la vitesse de d marrage du moulinet t Sur le terrain on mesure en g n ral un nombre de tours N pen dant un temps T Le premier travail effectuer au bureau sera donc de calculer E partir des valeurs de N et T obtenues sur le terrain la vitesse du courant en m s en chaque point Pour le calcul de V nous distinguerons deux cas a les op rateurs ne disposent que d une r gle calcul ou d une ma chine calculer simple lectrom canique ou lectronique quatre op rations On proc dera soit 245 au calcul coup par coup en faisant pour chaque point le rapport N T et en portant cette valeur dans la formule du moulinet Veiller dans le cas de moulinet ayant plusieurs formules de tarage utiliser 1 formule correspondant bien la valeur de n N T
189. masse maximale de 25 kg est manoeuvr par un treuil simple Newa ou autre fix sur une potence en travers du bateau Le saumon plonge dans l eau babord 50 cm environ l ext rieur du boudin voir figure 7 Un op rateur assis sur le boudin tribord peut manoeuvrer le treuil et aussi en cas de besoin le moteur hors bord qui doit toujours rest r fix au ta bleau arri re pendant les op rations de jaugeage La figure 9 donne les d tails de la potence Dans le cas de rivi res troites pour r aliser les derni res verticales pr s de la berge la potence peut tre retourn e pour plonger le saumon tribord voir note technique N 36 d j cit e La fixation du bateau au c ble d finissant la section est r alis e l aide d un chariot largable muni d un compteur pour la mesure de la largeur et le rep rage des abscisses La figure 8 montre ce chariot En cas de d nger corps flottants l op rateur assis sur le boudin tribord vers l avant du bateau peut l aide du levier de d clenchement s parer le chariot de translation du dispositif de fixation au canot Le bateau d rive alors la vi tesse du courant le chariot restant fix au c ble Le danger ayant disparu on vient se fixer au chariot l aide du moteur Les avantages de ce montage sont les suivants grande stabilit du bateau gr ce un quilibrage parfait de l ensemble possibilit de jauger des rivi res jusqu 300
190. ment de mesure la verticale N Si le courant est faible et l angle inf rieur 10 faire descendre le saumon et placer l axe de l h lice la surface de l eau Mettre le compteur du treuil z ro Jaugeage point par point descendre jusqu au fond et mesurer la profondeur Mesurer les vitesses en remontant le moulinet aux diff rents points Si jaugeage par int gration treuil quip du syst me de ralentissement ou cyclopotence lectrifi e apr s avoir mis le compteur de profondeur z ro remonter l g rement le sau mon puis Le faire descendre vitesse constante D clencher le chrono compteur lorsque le compteur passe z ro L arr ter lorsque le contact de fond se ferme lorsqu il touche le lit Noter le temps et le nombre de tops Remonter l g rement ie saumon afin d ouvrir le contact de fond et compter le nombre de tours effectu s par 1 61 pendant le temps t qu elle constante du saumon trai attei mettrait pour at eindre le fond t Vitesse de descente Noter t le nombre de tours ainsi que la profondeur 203 Si le courant est fort et l angle cl de d rive impor tant on op3rera de la fa on suivante mesurer la distance d s parant le point de suspension et la surface de l eau comp teur du treuil z ro lorsque le saumon est remont au maximum attache au niveau de la poulie lecture du compteur r alis e lorsque la semelle du contact affleure la surface La dis
191. mple L 50 m L 15 3 33 on prendra 3 00 Les abscisses seront donc 1 5 3 6 9 42 45 47 48 5 m tres soit au total 18 verticales La fig 42repr sente la position des verticales Cette m thode a t donn e par G HIEZ mais en utilisant un intervalle de 0 1 L ce qui revient prendre 11 verticales dans la section Ce nombre nous parait un peu faible et nous estimons pr f rable de diviser la largeur de la section en 15 parties gales Position des verticales Fig 42 180 11 existe d autres m thodes celle ci l avantage d tre simple et son unique but est de fixer les id es On peut videm ment l am nager en fonction des conditions locales d coulement Si l coulement est bien uniforme on pourra augmenter un peu l cartement des verticales au milieu de la section ver ticales donnant peu pr s les m mes valeurs de la vitesse Dans le cas d une section avec profil de fond tr s irr gulier on rapprochera les verticales au droit des irr gularit s du lit comme le montre la figure 43 V13 V 15 V1V2 V3 v2 V 181 Si dans la section la r partition des vitesses est irr guli re par suite de la pr sence d obstacles en amont le en particulier il y a lieu de resserrer les verticales au droit des zones de discontinuit des vitesses Ceci n est valable que lorsqu il n est pas possible de trouver un emplacement plus fa vorab
192. n Cette addition peut se faire directement sur le terrain le pr ciser sur le carnet sinon il faut la faire au bureau avant de commencer le d pouillement indiquer sur la feuille de jaugeage dans la colonne profondeur 1a lecture du compteur profondeur mesur e et au dessous la profondeur corrig e 247 Dans ce cas lorsque le moulinet est immerg le c ble lec troporteur n est pas vertical et l angle qu il fait avec la verticale est d autant plus grand que la vitesse est plus forte voir 111 2 7 2 Cette correction n intervient que si l angle est sup rieur 10 Sur le terrain on note dans la colonne angle c ble de 1a feuille de jaugeage l angle maximal lorsque le saumon est au fond en toute rigueur il faudrait noter l angle en chaque point de mesu re mais les variations sont g n ralement peu importantes de plus les conditions difficiles de la mesure parfortes vitesses ne permet tent pas toujours de multiplier les observations La correction effectu e au bureau est men e de la fa on suivante on calcule y x u x tant la correction du c ble exond u la correction du c ble immerg tir s des tableaux On porte dans la colonne profondeur la valeur de p au dessous de la valeur y lue sur le compteur On ajoute p la constante du saumon Cette valeur est inscrite en dessous de p Les points interm diaires sont r partis partir de la valeur de p l erreur commise est en g n
193. n des surfaces l mentaires comprises entre les isotaches 1 m T nm C est la m thode des isodromes ou des isotaches qui est r sum e sur la figure 4 Dans la formule 3 du m me paragraphe Q J v P Ja la premi re int grale repr sente la surface du graphe obtenu en portant en abscisse les vitesses mesur es au droit des points de cette ver ticale port s en ordonn e suivant la profondeur Ce graphe est appel couramment profil des vitesses sur une verticale ou aussi parabole des vitesses La premi re int gration donnera le d bit l mentaire ou d bit unitaire sur la verticale consid r e exprim en m2 s dq vdp C est la m thode des paraboles repr sent e aussi sur la figure 4 L int gration de tous les d bits l mentaires suivant 1 largeur donne le d bit total Une moyenne pond r e suivant diverses formules des vitesses mesu r es sur la verticale donne la vitesse moyenne Cette vitesse moyen ne multipli e par la profondeur donnera le d bit l mentaire sur la verticale en m2 s L int gration sur la largeur se fait ensuite par la m thode des trap zes C est la m thode arithm tique de d pouille ment Ces m thodes seront examin es en d tail dans le chapitre IV travaux de bureau 18 Le jaugeage par int gration se pratique en d pla ant Le moulinet vitesse constante le long de chaque verticale L int gration peut s effectuer de bas en haut ou de
194. n jaugeage et fait correspondre un d bit Q un niveau H L ensemble des couples Q H obtenus d finit la courbe d talonnage de la Station hydrom trique 27 I 4 LES DIFF RENTS MODES OP RATOIRES 11 est galement possible de classer les m thodes de mesure en fonction du mode op ratoire adopt pour 1 r alisation du jaugeage Ce mode op ratoire d pend des caract ristiques de la rivi re de l quipement de la station hydrom trique et du mat riel dont on dis pose Nous distinguerons 4 1 MESURES Cette m thode d sign e en pays anglo saxons sous le terme de wading n est utilisable que dans des sections peu profondes maximum m et avec des vitesses faibles 41 m s L op rateur quip de grandes bottes ou d un maillot de bain suivant la saison ou la zone climatique se place dans l eau et tient directement 1a main le mat riel g n ralement moulinet mont sur perche La position des points de mesure est rep r e en ordonn es profondeur l aide des graduations port es sur la perche et en abscisses largeur partir d un double d cam tre d un cable gradu ou d un compteur centim trique roulant sur un cable plac en travers de la rivi re et mat rialisant la section de jaugeage La position de l op rateur doit tre telle que la pertur bation apport e l coulement soit la plus faible possible appa reil de mesure tenu face au courant le
195. n lente du plan d eau classique gu point par point ou classique par int gration amont pont ou classique point par point bateau etc 162 dans le cas d une variation rapide du plan d eau V I par int gration aval pont ou V I point par point t l ph rique etc On notera avec pr cision le mat riel utilis marque du moulinet num ro num ro et pas de l h lice La ligne port sera compl t e par les indications concernant la fixa tion du moulinet perche ordinaire perche coulisse perche sur chariot treuil cyclopotence saumon de kg bateau saumon de kg ou t l ph rique saumon de kg etc La ligne et la colonne observations sont destin es recevoir tous les d tails et renseignements utiles pour faciliter le d pouillement irr gularit s du lit de la vitesse zones d eau morte incidents changements d h lice etc On notera l origine de le mesure en rive droite ou rive gauche sur la ligne D but de la mesure en on ajoutera quelques commentaires sur les conditions d coulement pr s des berges herbes contre courants ou zone d eau morte etc Sur la ligne Position du z ro on indiquera si le z ro est cal la surface treuil avec compteur positif en descen dant ou au fond perche L angle est l angle de d rive dans le plan vertical l angle e est l angle entre l axe du saumon et la perpendicu laire la s
196. nd promontoires chancrures rochers v g tation qui alt rent les conditions d coulement Toutes les irr gularit s ont un effet perturbateur d autant plus sensible que les dimen sions de la section sont plus faibles l irr gularit des rives est plus sensible sur un lit troit alors que l irr gularit 148 du fond est plus marqu e avec de faibles profondeurs C est pour quoi il est plus facile de jauger avec une m me pr cision rela tive un grand fleuve qu un petit cours d eau des hautes eaux qu un tiage La section de mesure peut tre situ e sans trop d inconv nients dans une zone fond sableux et mobile condition que les variations de section soient n gligeables pendant la dur e de la mesure nous rappelons que c est l chelle limnim trique qui doit se trouver dans une section stable On peut aussi se placer dans une section o l coulement est plus uniforme et les vitesses moins grandes que dans la sec tion rocheuse stable Notons enfin que les conditions id ales ne sont jamais r alis es et que c est l hydrom triste faire un choix entre plusieurs sections possibles il doit choisir 1a moins mauvaise En r sum ME Les qualit s essentielles d une section de mesure sont les suivantes coulement uniforme filets parall les profil r gulier dans un tron on rectiligne normale 1 direction du courant Jaugeages partir des ponts Les
197. nd afin de pouvoir tracer au mieux le profil de la section Dans le cas de sections stables un lever topographique pr cis l tiage permet de bien positionner les zones de discontinuit lorsqu elles existent La norme internationale ISO 748 pr conise un nombre de verticales tel qu en chaque point on contr le sensi blement des tranches gales de d bit Certains auteurs ont pr co nis une r partition des verticales telles que pas plus de 10 Z ou mieux 5 Z du d bit ne passe entre deux verticales En pratique ces conditions ne sont pas faciles r aliser En g n ral on choisit de 12 20 verticales suivant l irr gu larit du fond et les gradients des vitesses Avec l exp rience et 1 connaissance des sections de mesure la r partition des verticales se fait assez ais ment Cependant on peut donner dans le cas d une section r guli re et d un coulement uniforme 1 r gle suivante pour le choix des verticales Soit L la largeur totale de la rivi re Les verticales seront espac es d environ L 15 On ajoutera une verticale pr8s de chaque rive Exemple L 60 m L 15 4m Les abscisses des verticales seront gales 2 4 8 12 52 56 58 m tres soit au total 16 verticales 179 Suivant la largeur de 1 rivi re on prendra pour L 15 la valeur arrondie la plus proche ce qui revient aug menter ou diminuer suivant le sens de l arrondi le nombre de verticales Exe
198. ne ou deux de fa on tre capable de les mettre en application rapidement et sans h sitation Nous estimons que le moulinet rendra encore pendant longtemps de gr nds services aux hydrom tristes Evidemment il serait tentant de pouvoir se passer de cet instrument qui est quand m me assez fragile et qui court toujours de grands risques dans les rivi res en crue Les recherches dans ce sens se poursuivent et les mesures de d bits par les m thodes globales m thodes de dilution par traceurs chimiques ou radio actifs donnent des r sultats tr s encourageants dans une gamme de d bits assez large En 1832 Faraday avait envisag de mesurer le d bit d une rivi re en d tectant la force lectromotrice cr e par la masse d eau coupant les lignes du champ magn tiques terrestre Malheureusement les tensions ainsi obtenues sont extr mement faibles et taient difficile ment mesurables l aide des appareils dont on disposait l poque 274 Avec le d veloppement de la technologie lectronique des hydrolo gues Japonais ont r ussi enregistrer la diff rence de potentiel cr e par le champ magn tique terrestre entre deux lectrodes plac es aux deux extr mit s d une section en travers d une rivi re Des essais analogues ont t r alis s de 1964 3 1971 sur des rivi res canadiennes Ces en registrements montrent une bonne corr lation entre les tensions mesur es et la vitesse du courant mais nn observe galement
199. ne r gularit La mesure de la vitesse devra donc 8tre faite pendant un temps suffisamment long pour que l erreur due ces pulsations soit n gligeable La dur e minimale de mesure en un point ne doit jamais tre inf rieure 30 secondes pour une section r guli re avec coulement uniforme Cette dur e doit tre augment e dans le cas de sections irr guli res avec coulement tr s perturb Avec des vitesses faibles il faut veiller compter un nombre suffisant de tours En r gle g n rale nous consid rons qu il faut mesurer La vitesse au moins pendant trente secondes ou compter au motns cinquante tours dans le cas d un coulement uniforme ou st des conditions dangereuses imposent d agir rapidement vitesses ap prochante 8 m s lorsque l on est en bateau ou enfin lorsque les variations du d bit sont extr mement rapides Dans ce dernter cas on peut d ailleurs tre amen s descendre jusqu 10 ou 15 secondes lorsque au contraire dans de bonnes conditions on souhaite jaugeage pr cis mieux adopter 60 secondes 111 3 1 2 Jaugeage par int gration Les jaugeages par int gration peuvent tre r alis s soit l aide d un montage sur perche perche AGAR III soit l aide d un montage suspendu sur saumon Dans le premier cas la verticale est prospect e sur toute sa hauteur et on obtient directement la vitesse moyenne sur 1 verticale 186 Dans le second cas le moulinet ne peut pas toucher
200. nir bloquer intempestivement le touret et que Le frein est bien desserr Un agent reste pr s du treuil pour surveiller 1e fonctionnement pendant la traver s e et mettre le c ble sous tension Traverser le c ble pour cela une certaine longueur de c ble est lov e au fond du bateau et un op rateur tient le brin quip du mousqueton Le deuxi me op rateur manoeuvre le moteur et tient en m me temps le c ble venant du treuil Il d marre le moteur et se dirige le plus vite possible vers 1 berge oppos e Il r gle 1a puissance du moteur en fonction de la tension que lui transmet le c ble Il faut essayer d al ler le plus vite possible pour viter une immersion trop rapide du c ble qui venant reposer au fond demandera un effort de traction plus important Arriv sur la berge oppos e le ba teau est maintenu contre la berge par le moteur L op rateur tenant le brin libre du c ble met pied terre et se dirige rapidement vers le point d amarrage D s que le c ble est fix 11 est comrand l op rateur rest pr s du treuil de freiner le tambour et de commencer la mise en tension Pendant ce temps le bateau revient le long du c ble moteur arr t pour le soulever et le d crocher ventuellement du fond Cette manoeuvre est n cessaire car le c ble tant pris dans le fond 209 traction du treuil risque d amener sa rupture si l on ne prend soin de le d gager avec le bateau La tension es
201. nitivement sur 1 section 111 3 2 6 2 Am lioration de 1 m thode Dans la saa classique les balises de position D E F G sont plac es o l on peut sur les deux berges sans souci d ali gnement ou d orthogonalit avec la section en travers G JACCON a eu l id e de placer ces balises comme repr sent sur la figure 52 c est dire que les rep res E F et H sont plac s sur chaque berge sur deux droites perpendiculaires la section La distance entre chaque rep re et la section est 1 base b dont 1a valeur d pend de la largeur de la rivi re On peut adopter une base de 200 m pour 250 et 600 m et une base de 400 m au dessus de 600 m de large La position du point 0 est fix e par la connaissance de l angle CG d apr s la relation OC GC cotg Une seule mesure d angle en pratique on mesure 264 suffit d finir la position de O L op rateur conna t imm diatement la distance OC l aide d un tableau donnant 1 valeur de 2 pour des valeurs de OC variant de 5 m en 5 m Le tableau IV correspond donc au cas id al o il est possible de tracer deux droites EF et CH rigoureusement perpendiculaires la section BC et o les distances EB BF GC et GH sont gales 11 peut arriver qu une telle implantation ne soit pas possible On peut avoir les dispositions suivantes figures 53 et 54 Tabi IE JAU
202. nt manuel nous en reparlerons dans le chapitre Travaux de bureau Signalons cependant pour les personnes d sirant d pouiller les jaugeages l aide d un ordinateur que dans ce cas les carnets de jaugeage doivent tre pr vus pour cela et pr sent s obligatoirement sous forme de bordereau de perforation pour sim plifier le travail de mise en carte des donn es Les diff rents formats d pendent videmment de la programmation et des machines utilis es et il n est pas possible de donner des mod les vala bles dans tous les cas Prenons donc le risque de para tre r trograde et contentons nous de donner quelques conseils et directives pour la tenue d un 2 carnet de jaugeage dont le d pouillement sera r alis la main par l agent charg du travail sur le terrain La figure 39 montre un exemple de page de carnet de jaugeage inspir de celui qui est utilis au service Hydrologique de l ORSTOM ce type de carnet est destin aux moulinets signali sation lectrique Pour les moulinets g n ratrice de courant 1a pr sentation sera un peu plus simple en effet les colonnes tops tours temps et N T seront remplac es par une colonne unique tension 159 Fig 39 1 STATION 4 RIVIERE is JAUGEAGE du eene eese eee eese ooo Heure D F Hauteur D F Emplacement e
203. nts en surface pendant la p riode de mont e des eaux Apr s le maxi mum de la crue 1 surface du plan d eau devient de plus en plus nette et dans la mesure du possible il vaudra mieux attendre ce moment pour commencer le jaugeage l immersion du moulinet pr sentera moins de risques Pendant la phase ascendante de la crue il est possible d utiliser les corps flottants pour r aliser quelques mesures de vitesses en surface Les conditions id ales pour r aliser une bonne mesure ne sont pratiquement jamais r unies On doit le plus souvent se conten ter de ce qui existe et op rer en tenant compte des difficult s qui se pr sentent sur le terrain variation tr s rapide des d bits dans le temps charriages importants pendant les crues aussi bien en suspension qu en surface irr gularit tr s grande des vitesses au m me instant en grandeur et en direction et pour une section donn e en fonction de la saison vitesses tr s fortes en crue et pratiquement nulles l tiage De ce fait la pr cision que l on peut esp rer au cours d une mesure de d bit est de l ordre de 5 Z dans les tr s bonnes conditions coulement r gulier section correcte Il ne faut 137 pas esp rer obtenir mieux que 10 Z dans le cas d coulement tor rentiel avec variation tr s rapide du plan d eau IL ne faut jamais oublier d harmoniser les pr cisions des diff rents l ments entrant dans l ex cution des mesures On voit
204. nue par planim trage et P la surface du carr de 10 cm x 10 cm dont chaque c t vaut en fonction des chelles choisies a m tres pour les profondeurs et b m s pour les vitesses Le d bit l mentaire sur la verticale sera gal queda m2 s P Ex avec les chelles suivantes 1 cm 0 5 m et 1 cm 0 2 m s 254 on a trouv 103 5 cm2 et S 62 cm2 On a 5 x 2 103 5 q 62 x 5 99 m2 s 1V 3 1 4 Ca eu du d bit La section mouill e est trac e sur du papier calque ou milli m tr une chelle convenable rectangle de 20 25 cm par 10 12 cm Les verticales sont positionn es sur 1 largeur et num rot es Les chelles utilis es sont clairement indiqu es On porte sur chaque verticale l chelle choisie les d bits l mentaires en m2 s On joint chaque point par une courbe continue La jonction avec les berges se fait en tenant compte des conditions locales d coulement et de la forme du chenal au voisinage des rives figure 64 Courbe des d bits 2j Plan d eau Plan d eau Vitesses fortes Courbe des d bits Xourbe des CENTS Verticales Zone d eau morte Fig 64 255 Le d bit est obtenu en mesurant avec les m mes pr cautions que ci dessus la surface comprise entre le plan d eau et la courbe des d bits l mentaires en tenant compte des chelles utilis es Cette valeur est port e en t te de 1 feuille de d pouillement avec
205. ois une exploration suivant des horizontales mais cette facon de proc der est rarement utiiis e 10 En r sum Pour connaitre Le d bit d une rivi re on doit mesurer ta vitesse en diff rents points de la section de fa on d finir au mieux une vitesse moyenne U dans cette section La vitesse moyenne ainsi d termin e se rapprochera d autant plus de la valeur vraie que nombre de points de mesure est pius important l coulement dans la section est parfaitement uniforme avec des filets liquides bien parall les entre eux variation de La cote du plan d eau pendant la mesure est fatble Cependant sur des rivi res en crue avec variation rapide de la cote l chelle il est parfois pr f rable de diminuer un peu le nombre de points afin de rester dans des limites acceptables de variation de hauteur l chelle Des pr cisions sur 1 r partition des points de mesures seront donn es lorsque nous examinerons les diff rentes m thodes de jaugeage Nous verrons galement que l explora tion du champ de vitesse peut se faire de plusieurs mani res soit point par point le moulinet tant plac face au courant en diff rents points de la section rep r s en abscisses et en ordonn es soit par int gration en laissant descendre ou remonter le moulinet vitesse constante le long de verticales judicieusement r parties sur la largeur de la rivi re En conclusion la mesure du d bit
206. oix du saumon Ce choix d pend d une part de la vitesse du courant mesurer et d autre part de l quipement dont on dispose En r gle g n rale on doit toujours choisir le saumon Le plus lourd eu gard aux caract ristiques du support avec un c ble lec troporteur dont le diam tre est le plus petit possible de fagon r duire au maximum l angle de d rive Les charges maximales admissibles par les diff rents quipe ments treuils cyclopotences trailles t l ph riques gont 157 indiqu es par les constructeurs sur les notices d emploi Il est conseill de ne pas d passer ces charges Pour les jaugeages partir d une embarcation l g re la masse du saumon ne devrait jamais d passer 25 kg Les saumons l gers 5 10 kg seront utilis s avec des vitesses faibles jusqu 1 m s environ particuli rement au cours des tourn es de contr le du r seau en p riode d tiage On veillera maintenir le contact de fond en parfait tat de fonctionnement c est en effet Le seul m canisme un peu d li cat de ce mat rtel IH 2 5 LE CARNET DE JAUGEAGE Les r sultats de la mesure sont consign s sur un carnet Dif f rents mod les sont utilis s par les hydrom tristes de tous les pays Ils sont tous plus ou moins pratiques Il est difficile de pr coniser un mod le unique La qualit principale que doit avoir tout carnet de jaugeage est la clart Diff rentes formules sont possi
207. ond que transversalement Mais en vue de parer d ventuelles irr gularit s transversales il faut se munir de flotteurs lest s de longueurs diff rentes ou de flotteurs de longueur r glable Les flotteurs doivent tre immerg s sur les 3 4 ou mieux les 4 5 de la profondeur Ils seront plac s sur 10 12 verti cales r parties sur toute la largeur Les positions des flotteurs par rapport aux rives sont rep r es sur les sections amont et aval gr ce des marques port es sur le pont ou sur les c bles Le chronom tre est d clench lors du passage la verticale de la section amont et LZon arr t la verticale de la section aval Avec des vitesses faibles inf rieures 20 em s cette m thode donne de tr s bons r sultats et sa mise en oeuvre est relativement facile Pour des vitesses fortes 11 vaut mieux D d en tenir des flotteurs de surface 190 3 2 R GLES LI ES AU MODE OP RATOIRE Nous ne r p amp terons pas dans chaque cas que ie moyeu de l h lice ou le corps de l appareil doit tre rempli d huile neuve avant la mesure et qu il faut avant de monter d finitivement le moulinet v rifier son bon fonctionnement en langant l h lice la main 111 3 2 1 Jaugeage gu point par point utilisera de pr f rence une perche avec coulisse qui p e d un vernier de Lecture Le d piacement du moulinet est plus rapide et plus facile la perche repose sur le fond
208. onner avec pr cision l appareil de mesure P P P PP Les transporteurs a riens sont parfois tudi s pour le d pla cement du personnel et du mat riel sur une nacelle Ce montage est assez rarement utilis pour les mesures de d bit en Afrique Dans la suite de ce manuel nous ne parlerons que des stations t l ph riques permettant le d placement du mat riel Nous supposerons de plus que ces stations existent Leur installation est une op ra tion d licate et son expos sort du cadre de ce manuel En r sum les mesures de d bit au sein de l coulement sont r alis es point par point ou par int gration en utilisant La m tho de classique la m thode du jaugeage continu par verticales ind pendantes Le mat riel de mesure tant manoeuvr L aide d appareil lages qui d pendent des conditions hydrauliques dans la section et de L quipement de la station hydrom trique 31 H MAT RIEL UTILIS POUR LA MESURE DES VITESSES z On distinguera le mat riel destin la d tection de la vitesse et le mat riel annexe servant de support et utilis pour les d placements du premier H 1 D TECTION DE LA VITESSE 1 1 APER U DES DIVERS APPAREILS UTILIS S POUR LA MESURE DE LA VITESSE D UN FLUIDE La vitesse d un fluide peut tre d tect e soit par des mesures indirectes soit par des mesures directes 11 1 1 1 Mesures indirectes Elles sont r alis es l aide d appareils tels que le t
209. ont 11 est impossible de noter l angle horizon tal P avec le mat riel classique III 3 2 7 4 Conseils et erreurs viter D gager la berge c t treuil de la v g tation pouvant g ner la visibilit vers l amont de la rivi re pour faciliter la surveillance des corps flottants Un conseil valable pour toutes les m thodes en cas de forte crue attendre la p riode du maximum pour commencer les me sures les corps flottants sont alors moins nombreux Ne pas oublier de graisser la pouliede renvoi sur la berge oppos e au treuil Bien adapter la masse du saumon aux capacit s de l instal lation Ne jamais graisser les poulies de mouflage et le tambour du c ble tracteur cela provoque des glissements 111 3 2 8 Jaugeages aux g lottewrs Quand l utilisation du moulinet devient totalement impossi ble on mesure la vitesse en surface l aide de flotteurs naturels ou artificiels 228 Cette m thode de mesure peut donner de bons r sultats si la technique est correctement appliqu e Ce proc d peut para tre som maire mais 11 est souvent pr f rable d avoir une mesure aux flotteurs que pas de mesure du tout La m thode a t parfaitement d crite par G JACCON et M TOURNE dans une note Estimation du d bit de crue par la mesure des vitesses de surface jaugeages au flotteurs Note techniq
210. ont fai bles un voltm tre bien amorti donne de tr s bons r sultats Nous mettons actuellement au point un compteur CJR 30 qui int grera automatiquement pendant 30 secondes Les tensions fournies par le moulinet type 10 300 et qui affichera directement la valeur moyenne de la tension La figure 24 montre l enregistreur MINIGOR L enregistreur Minigor Fig 24 79 IL i 4 AUTRES APPAREILLAGES MODERNES POUR LA D TECTION DES VITESSES 11 1 4 1 Mesures au sein de cou ement Courantom tre lectromagn tique La Soci t Fran aise BEN Marseille sp cialis e dans 1a mesure des vitesses des navires l aide de capteurs lectromagn tiques a eu l id e de cr er un capteur destin mesurer 1 vitesse en diff rents points d un coulement surface libre Deux appareils ont t tudi s et essay s sur le terrain le capteur BEN CM 01 et le capteur BEN DIS 40 Ils ne sont utilisables pour l instant que sur perche et ne diff rent que par leur encombrement Le principe est le suivant un liquide se d pla ant dans un champ magn tique au contact de deux lectrodes fixes produits une force lectromotrice induite disponible sur ces lectrodes et repr sentative de sa vitesse instantan e E KHLV avec H intensit du champ magn tique L distance entre les lectrodes V vitesse du fluide K coefficient d pendant du syst me d unit s 1 avec le syst me internationa
211. ort e Le tableau II donne pour ces m ms cables et pour diff rentes port es les valeurs des fl ches et tensions en charge ainsi que des fl ches et tensions vide De ce tableau nous avons tir l a baque repr sent par 1 figure 10 A l aide de ces renseignements connaissant la fl che maximale amp ne pas d passer en charge en fonction des caract ristiques de la section niveau des appuis plus hautes eaux on choisit le c ble qui convient le mieux Le tableau II donne en fonction de la tension maximale en charge la valeur de la fl che Fr donner au c ble vide au moment de l installation CTLLILLILLLSSS SLLSSLLSSTISLSL RSSSLLLILIIIILISLIL ESSLISSL SSSR E E E E Z E Z E E E EE LS EE E E Z E Z E E ZE ZE E E EEE E CABLE FLECHE EN CHARGE EN M POUR TC R 3 ET LES DISTANCES ENTRE APPUIS EN M 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 E 1 2 01 4 11 6 33 H 8 65 511407 13 59 516 23 2918 96 01 R1 2475 P s 2 1 84 2 57 3 97 5 46 7 03 B 68 10 41 510 203 14 13 918 410 3 0 31 1 69 2 64 3 65 4 72 5 87 7407 8 34 9 68 11 08 4 0 66 1 37 2 15 2 98 3 88 4 84 5 85 6 93 8 07 9 07 5 0 55 1 16 1 82 2 54 3 32 F 4 16 5 05 6 00 7 01 8407 6 0 48 1 01 1 580 2 25 2 95 F 3 78 6 4 54 BS 5 42 6 36 7 35 7 0 34 0 73 1 16 1 65
212. ote l chelle un jaugeage complet par les m thodes classiques Avec les transporteurs a riens il faut veiller tr s atten tivement ce que le c ble tracteur ne glisse pas sur le tambour Ramener de temps en temps Le saumon sur l origine fixe et v rifier que le compteur indique toujours z ro En tr s forte crue ne pas chercher faire des mesures trop pr s de la surface et aussi trop pr s du fond Op rer avec pr cau tion pendant toute la p riode de mont e de 1 crue Une mesure compl te par les m thodes classiques demande au minimum une heure de travail sur le terrain quand tout marche bien Sur les rivi res crues rapides la variation de plan d eau pendant une heure atteint plusieurs dizaines de centim tres par fois m me plus d un m tre En op rant par verticales ind pendantes le temps de mesure sur chaque verticale est r duit quelques minutes d o une varia tion tr s faible du plan d eau Nous verrons que les m thodes de d pouillement utilis es permettent un trac tr s pr cis des courbes de tarage 240 En r sum Cette m thode doit tre appliqu e sur toutes les rivi res crues rapides dont le fond du lit est parfaitement stable Or cela ne se rencontre que tr s rarement sur Les cows d eau naturels C est une m thode id ale pour les petits bassins versants see tion am nag e en b ton Elle n cessite de la part des quipes d hy drom tri
213. ottement sur le fond Les flotteurs peuvent tre constitu s par des morceaux de bois cylindriques ou carr s lest s une extr mit par des boulons dont le nombre est d termin par t tonnements 5 6 boulons de 10 pour un m tre de longueur On peut galement r aliser ces flotteurs avec des tubes en P V C bouch s une extr mit et lest s sur place avec de l eau ou du sable Pour avoir la vitesse moyenne avec une pr cision convenable il faut tre s r que le flotteur couvre au moins les 3 4 de la profon deur Il faut galement que le flotteur soit immerg verticalement la partie hors de l eau tant la plus r duite possible Le d bit total est obtenue partir du d bit unitaire sur chaque verticale calcul en faisant le produit de 1 vitesse mesur e par une profondeur fictive p gale la moyenne arithm tique de la profondeur r elle et de la longueur immerg e du flotteur Cette r gle empirique est utilis e pour tenir compte du fait que la vitesse mesur e est l g re ment sup rieure 1 vitesse moyenne vraie le flotteur n explorant que la tranche sup rieure de l coulement 21 1 3 1 2 Mesures incompl tes me ne me me EE he mu un mue eee me de Do ee qu E kA Cette fa on de proc der peut tre soit syst matique c est le cas des m thodes am ricaines avec mesure en un ou deux points sur chaque verticale soit accidentelle 1ors des crues violentes avec transports importan
214. oyenne en surface Vns La section de mesure tant connue partir de jaugeages complets r alis s pour des cotes plus faibles le d bit s obtient directement Q Vms 5 tant le coefficient de correction appliquer Vms pour avoir la vitesse moyenne dans toute la section K U Vms Ce coeffi cient se d duit des jaugeages complets pour lesquels U vitesse moyen ne et Vms sont connus S il n y a pas eu de jaugeages la station et si l on n a aucune indication sur la variation de U Vms dans la section que l on tudie on pourra prendre les valeurs suivantes 23 Vitesses fortes profondeurs sup rieures 4 m 1 00 Vitesses moyennes en rivi res de montagne 1 05 Faibles pentes rivi res moyennes 0 85 Grands fleuves 7 0 95 Pentes moyennes rivi res moyennes 0 90 0 95 Vitesses tr s faibles TV 0 80 En Alg rie JACCON pr conise les valeurs suivantes K 1 00 pour des coulements sans ressaut pas de vagues K 1 05 pour des coulements avec ressauts stationnaires coulements surcritiques caract ris es par de fortes ondulations quasi permanentes R alis s dans de bonnes conditions les jaugeages aux flot teurs peuvent donner de bons r sultats et ils doivent tre utilis s chaque fois que Les m thodes classiques ne peuvent pas tr
215. par 1 m thode graphique mais elle apporte une tr s nette conomie de temps pendant lequel le personnel charg des mesures hydrom triques peut se consacrer des travaux un peu moins fastidieux que le trac ou Le planim trage des paraboles Cependant la d termination graphi que doit tre faite au bureau lorsque la section n a pas encore fait L objet de nombreux jaugeages ou lorsque l coulement est assez trr guiter IV 4 D POUILLEMENT DU JAUGEAGE PAR INT GRATION La pr paration des feuilles et les corrections apporter au d pouillement sont peu de choses pr s les m mes que pour les jau geages point par point IV 4 1 M THODE GRAPHIQUE Tracer la section en travers une chelle convenable comme pour le d pouillement par la m thode des paraboles Calculer la vitesse moyenne partir de N et T mesur s sur la totalit de la verticale et de la formule d talonnage du mou linet Calculer le d bit l mentaire sur chaque verticale en mul tipliant 1a profondeur totale par 1a vitesse moyenne 261 Porter ces d bits l chelle choisie sur le graphe de la sec tion en travers et tracer la courbe des d bits Planim trer cette courbe et en d duire la valeur du d bit La m thode par int gration ne n cessite pas le trac et le pianim trage des paraboles de vitesse ce qui fait gagner un temps appr eciable d pouillement par rapport au jaugeage point par point
216. pen dant toute 1 dur e de 1 mesure sur une verticale SE Si l on ne dispose pas de perche coulisse le mouli net est fix directement sur la perche ronde de 20 mm gradu e On montera au sommet de la perche l index montrant la direction du moulinet lors des mesures en eau trouble Le moulinet sera plac aux diff rents points de la verticale en sortant chaque fois la perche de l eau On placera la perche toujours au m me point de la section apr s les changements successifs de posi tion du moulinet Il faut viter de d placer le moulinet aux diff rents points de mesure en soulevant la perche c est une cause d erreurs par suite de mouvements involontaires qui sont imprim s au moulinet durant le temps de mesure Monter sur 1a perche la plaque de base convenant la nature du fond embout plat sur les fonds rocheux ou radiers en b ton plaque de base large pour fond de sable non consoli d ou de vase Certaines perches sont livr es avec une pointe sous la plaque dans ce cas avec des fonds rocheux ou de b ton la pointe entra ne une erreur de l ordre de 3 cm dans l es timation de la profondeur d faut d embout plat il faut ajouter ces 3 cm la profondeur totale lors du report des points au d pouillement En fonction du courant choisir une h lice au pas conve nable Le moulinet sera quip de pr f rence d une h lice auto composante 191 Monter le moulinet sur la perche
217. peut galement faire observer l chelle inter valles r guliers toutes les 10 minutes par exemple pendant 1 dur e du jaugeage Si la section est quip e d un limnigraphe on note sur la feuille le d but et la fin du jaugeage l aide de rep res trac s sur le limnigramme La mesure sera ensuite d pouill e au bureau De plus amples d tails sur le mode op ratoire et le d pouillement seront donn s dans les chapitres suivants 1 3 2 2 Variation rapide jaugeage continu verticales ind pendantes pr fix es Le principe de cette m thode est le suivant s il faut une heure pour faire un jaugeage complet 10 12 verticales en moyenne 11 faudra 4 5 minutes compte tenu des d placements du mat riel pour explorer une verticale La variation de la cote l chelle pendant la mesure sur une verticale sera tr s faible de l ordre de quelques centim tres En r alisant pour chaque verticale une s rie de mesures r parties sur toute la variation du plan d eau il sera possible de tracer une courbe d talonnage repr sentant la relation entre les hauteurs et les d bits unitaires mesur s sur les diff rentes verticales l aide des courbes d talonnage par verticales ainsi obtenues on peut ensuite d finir pour chaque verticale une s rie de d bits uni taires correspondant des cotes l chelle choisies arbitrairement L int gration de ces d bits unitaires sur toute la section donnera pour
218. plus loin possible vers l amont jambes cart es La perche doit toujours reposer sur le fond le moulinet est d plac soit la main soit l aide de coulisses sp ciales soit l aide d un petit moteur lectrique 28 I 4 2 MESURES A PARTIR D UN PONT OU PASSERELLE Si la section de jaugeage est situ e pr8s d un pont ou d une passerelle l appareil de mesure sera d plac partir de ces ouvrages avec du mat riel appropri perche suspendue un sup port pied de perche ou chariot treuil dans le cas de passerelle sans garde corps ou treuil avec poids de lestage mont sur porte faux simple porte faux sur v hicule cyclopotence manuelle ou motoris e dans le cas d un pont avec parapet La position des points de mesure est donn e en ordonn e par les graduations de la perche ou les indications d un compteur de profondeur mont sur le treuil de manoeuvre et en abscisses par un d cam tre tendu le long du pontou de 1 passerelle ou de gradua tions d finitives port es sur le tablier du pont ou de la passerelle et rep r es une fois pour toutes Avec une perche mont e sur pied support on peut jauger avec des profondeurs lt 1 m et des vitesses lt 1 m s Ces limites sont un peu augment es avec la perche manoeuvr e par un chariot treuil P lt 2m et V lt 2 m s environ Avec une cyclopotence les profondeurs peuvent atteindre 10 m et les vitesses 3 m s I 4 3 MESURES L AIDE D UN BAT
219. pre mi re deuxt me et troisi me g n ration Si nous consid rons maintenant 1 technologie et le montage de l quipage mobile nous pouvons classer les moulinets en deux P types les moulinets axe fixe et les moulinets axe mobile Dans le premier type l axe est fix au corps du moulinet L h lice mont e sur une gaine tourne autour de l axe par l inter m diaire de deux paliers billes ou de paliers faible frottement La gaine supporte le m canisme de transmission des signaux vis sans fin dans le cas de transmission m canique ou aimant permanent dans le cas de transmission magn tique Figure 9 L h lice des moulinets du deuxi me type est mont e directe ment sur un axe tournant sur des paliers billes solidaires du corps du moulinet Le m canisme de transmission des signaux est plac en bout d axe vis sans fin aimant permanent ou petite pastille isolante figure 10 41 MOULINET AXE FIXE corps du Moulinet levier de commande du contacteur Fig 9 Corps du moulinet D tail du moulinet avec entrainement mecanique MOULINET AXE MOBILE Fig 10 42 Les moulinets ont un axe fixe ou un axe mobile avec soit une transmission m canique ou magn tique du Mouvement de l h lice au syst me de d tection de la vitesse interrupteur g n ratrice soit une commande directe de l interrupteur par un aimant permanent Dans le cas de moulinets de d
220. pteurs chiffres sauteurs Les montages donnant un contact pour 10 ou 20 tours d h lice sont utilis s avec des appareils signaux lumineux ou sonores Le commentaire de la figure 72 est tr s important en eaux char g es de sable et limons tr s fins Laisser la chambre du levier et de la roue dent e ouverte pendant la mesure 282 Types d h lices pour moulinets V et domaines de mesure correspondants Vitesses d coulement minimales mesurables Diam tre de l h lice Pas de l h lice Vitesse d coulement Types d h lices env m s 006 007 0 05 0 06 H lice normale 0 06 0 07 0 08 0 10 H lice autocomposante R 0 05 0 06 H lice autocomposante 0 05 0 06 Vifesses d coulement maximales mesurables Les possibilit s de mesure d pendent de la combinaison des pi ces assurant les contacts du pas de l h lice et de la nature du r cepteur des impulsions Le tableau suivant est bas sur la condition que le compteur de tours r ponde encore en toute certitude scus 10 Hz et que pour les mesures avec signaux acoustiques le temps qui s pare deux signaux est au moins de deux secondes Pas de l h lice Nombre de tours de t yesa A ms l lice par contact Signaux acoustiques Compteur de tours 0 125 lou 2 1 25 ou 2 5 0 125 10 ou 20 0 625 ou 1 25 I 0 250 lov 2 25 ou 50 10 o
221. que la pr c dente Rappelons qu avec les compteurs pr s lection il est possible d obtenirdirectement 1a vitesse du courant en m s en affichant un temps T 100 a Si N est le nombre de tours mesur pendant ce temps la vitesse sera gale 246 100 100 Un calcul mental rapide permet de trouver directement V en divisant le nombre de tours par 100 en ajoutant au r sultat ainsi obtenu la constante b Si T 100 a est inf rieur 30 secondes h lices au pas de 0 10 par exemple prendre T 200 a ou T 500 a IV 2 2 CORRECTIONS A APPORTER AU D POUILLEMENT Avant de commencer le d pouillement il faut proc der aux corrections qui sont n cessit es du fait des caract ristiques de la section de mesures de l coulement dans cette section ou de la fixatinn de l appareillage IV 2 2 1 Profondeur de a rivi re Ces corrections n interviennent que dans le cas d utilisation de moulinet mont sur saumon vec un montage sur perche la profondeur est obtenue directement au point d affleurement de la surface du plan d eau avec la perche ou par lecture sur un vernier cas des perches coulissantes Avec un montage sur saumon deux cas peuvent se pr senter L indication du compteur donne la profondeur entre la surface et la position du moulinet au moment o le contact de fond se ferme La profondeur r elle est gale au nombre lu sur le compteur augment de la constante du saumo
222. que le Comit Technique d Hydrologie de l Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre Mer lan ait l id e d un Manuel d Hydrom trie qui serait dit par fascicules au fur et mesure de leur laboration Dans l esprit des membres de ce Comit il s agissait d uti liser Les comp tences et l exp rience des chercheurs et techniciens du Service Hydrologique de 1 ORSTOM pour r aliser un manuel de langue fran aise plus orient vers la pratique de la mesure que vers sa th orie Tl a sembl naturel de publier ce Manuel d Hydrom trie dans la s rie Initiation et Documentation Technique de l ORSTOM et 7 tomes sont pr vus savoir Tome 1 G n ralit s sur la mesure hydrom trique El ments de base pour 1a pratique des travaux de terrain et de bureau Mesures et travaux topographiques Tome 2 Mesures des pr cipitations Mesures climatologiquese Tome 5 Limnim trie Tome 4 Mesure des d bits par les vitesses Tome 5 M thodes globales de mesure des d bits Tome 6 Etalonnage et calculs des d bits Mesures de qualit des eaux et du transport en suspension Tome 7 R gles pratiques de gestion des r seaux hydrom triques Techniques sp ciales pour les bassins repr sentatifs et exp rimentaux On pourra s tonner que le premier tome para tre soit Le num ro quatre Il faut rappeler que les diff rents tomes sont r dig s par des hydrologues engag s dans de nombreux programmes de r
223. quelques anomalies dues des champs magn tiques parasites D autres essais ont t r alis s en Grande Bretagne en cr ant un champ magn tique artificiel l aide d une bobine plac e en travers du lit de la rivi re Les tensions obtenues aux bornes des lectrodes sont plus importantes et l influence des champs parasites pratiquement n gli geable Cependant le co t tr s lev des installations rend difficile la g n ralisation de cette m thode Les ultra sons donnent actuellement de bons r sultats dans le cas d coulements parfaitement canalis s Dans quelques ann es d autres m thodes verront le jour qui simplifieront peut tre 1 t che de 1 hy drom triste Mais en attendant l appareil id al qui donnera directement la valeur du d bit d une rivi re nous devons continuer mesurer avec les moyens dont nous disposons Ceux ci malgr leur apparence assez fruste et par fois un peu rudimentaire en comparaison des puissantes machines auxquelles peuvent acc der certaines disciplines donnent des r sultats d une pr cision tr s acceptable qui ne serait probablement pas am lior e par un mat riel plus sophistique Car comme le dit le Professeur Santon Plus perfectionn est l instrument et plus nombreuses sont Les causes d erreur qu il peut introduire plus grande doit tre la vigilance de l exp rimentateur plus aig Le sens critique avec Lequel 11 doit d celer les d faillances de 1
224. r 1 top ltour On distingue trois types d appareils Appareils totalisateurs F4 et 2251 B comportant un compteur trois d cades avec remise z ro aliment par des piles rondes de 1 5 V Le temps est mesur l aide d un chronom amp tre Il faut veiller bien synchraniser le d part et l arr t du compteur et du chronom tre de fa on minimiser les erreurs La fr quence maximale admissible et de 10 impulsions par seconde Appareil chronom tre incorpor F6 et 2264 BA Pour liminer les erreurs dues au manque de synchronisation du d part et de l arr t du compteur et du chronom tre les constructeurs ont mis au point des appareils dans lesquels un levier ou un commutateur rotatif mettent en route simultan ment les deux appareils Sur l appareil F6 de OTT un vibreur est mis en service pour la d tec tion du fond partir d un contact de fond Un inverseur permet d utiliser le vibreur en cas de d faillance du compteur La cadence maximale acceptable par ces appareils est de 10 impulsions par Seconde 70 Appareils pr s lection Il existe trois possibilit s Pr s lection d un temps de mesure fixe 30 et 60 secondes ou 50 et 100 secondes Le compteur est automatiquement arr t lorsque ce temps est coul On lit directement le nombre de tours effectu s par l h lice compteur 741 de OTT Pr s lection soit du temps de mesure soit du nombre de tops pr ciser la commande
225. r aliser facilement et amp peu de frais un montage semblable l aide de compteurs quip s de roulettes et de remise z ro par levier compteur type M 102 vendus par la Soci t IVO Compteurs Strasbourg 118 Fig 3i Compteur de treuil Gran ancien mod le jm at MR Ro ise tuc dur sicca D i emplacement Vire aw 1 perche Jana et L coulisse H r s i D tail Q Poulies PVC Adaptation d un compteur de treuil Gran la mesure des distances entre verticales Echelle 167 40704 232 ORSTOM DIV 26 661 la limite un c ble gradu tous les m tres peut galement d finir la section en travers 11 4 1 2 Avec cyclopotence porte faux sur v hicule ou perche mobile Aut passerelle Un d cam tre plac sur le pont ou la passerelle permet de d finir les abscisses On peut aussi rep rer les positions des diff rentes verticales par des traits la peinture Dans ce cas on doit d finir l origine par rapport un rep re fixe et porter ces renseignements dans le dossier la station 119 11 4 1 3 Avec bateau II 4 1 3 1 Largeur de rivi re inf rieure 300m Dans ce cas on utilise un c ble d acier de 3 mm type aviation ou inoxydable mont sur un treuil d applique de 500 kg type TAL des Etablissements VERLINDE Ce treuil poss de un syst me de d multi plication de d brayage du touret et un frein 11 peut recevo
226. raison entre N T et n pour d finir partir de quelle quation on doit calculer 1 vitesse Introduire les cinq couples de valeurs de N et T mesur s sur une verticale Calculer les diff rentes valeurs de V et faire la moyenne l aide de la formule gute CT e 1 Dans le cas il n est pas possible de faire cinq points sur la verticale la vitesses moyenne Vi sera prise gale la moyenne arithm tique des vitesses mesur es sur la verticale 260 Introduire et et calculer q Let stocker i ce r sultat en m moire pour sommations successives Continuer ainsi avec toutes les verticales Le calcul d un jaugeage suivant cette m thode l aide d ure machine disposant de 200 pas de programme n cessite au maximum une dizaine de minutes ce temps tant d ailleurs en totalit utilis pour l introduction des donn es les calculs tant pratiquement instantan s Du point de vue pr cision les essais que nous avons faits ont montr que les r sultats sont tr s voi sins moins de 2 Z pr s de ceux obtenus par la m thode graphique Si l on dispose de calculatrices plus petites avec un nombre de pas de programmes faible il est possible de scinder le programme en deux parties d abord calcul des vitesses moyennes puis calcul des q et sommation pour obtenir Q Pour des r sultats comparables cette m thode n cessite un in vestissement en mat riel peine plus co teux que celui exig
227. ralement suffisante Si on tient une meilleure pr cision on peut utiliser un appareil topographique avec cercle horizontal gradu Cet angle est mesur une fois pour toutes dans le cas de jaugeages partir d un pont oblique 126 Angle du saumon M Cette mesure n est possible que si les op rateurs sont plac s au dessus du saumon jaugeage partir d un pont ou d un bateau ou si l on dispose d un appareil t l transmetteur d angle ce qui est tr s rare dans le cas de jaugeages partir d une traille t l ph rique Disons tout d abord que si les angles restent inf rieurs 15 l erreur commise sur le d bit est n gligeable Ajoutons que cet angle n est facilement mesurable qu en surface et sur des rivi res calmes par forte crue le saumon se d place souvent un peu dans tous les sens et les grosses erreurs commises sur la valeur du d bit ont des causes autres que les angles horizontaux De plus dans ce cas il n est pas du tout s r que l angle soit le m me en surface et au sein de l coulement Dans le cas o l op rateur est situ au dessus du saumon pont bateau et lorsque les conditions d coulement le permettent on peut utiliser un rapporteur transparent comme indiqu sur la figure 35 Rep rage de l angle horizontal Parapet Au pont Fig 35 127 On aligne la base du rapporteur avec le parapet du pont ou le c ble mat rialisant la section en faisan
228. rch les prot ger au maximum contre les entr es d eau et de sable Divers montages ont t utilis s en g n ral les paliers billes tournent dans un bain d huile fluide Les changes huile eau sont limit s par effet de capil larit l apparition des h lices en mati re plastique Neyrpic a supprim les roulements billes et a r alis des paliers faible frottement lubrifi s directement par l eau voir moulinet Neyrflux 48 II 1 2 2 2 H lices normales Ces h lices mesurent correctement la vitesse des filets liquides tant que leur trajectoire est parall le l axe du moulinet ou qu elle reste dans un angle inf rieur 5 figure 13 Dans le cas d coulements obliques par rapport la section de mesure il s agit de d tecter non les valeurs absolues des vitesses locales v mais les valeurs de leurs composantes Vo d ns la direction perpendiculaire la section figure 13 V COS O o a tant l angle que fait le vecteur vitesse v avec la perpendiculair la section de mesure C est 1 loi des cosinus ou de l effet auto composant Les r sultats de nombreux essais ont montr que dans un courant oblique la vitesse Vi calcul e l aide de la formule d ta lonnage du moulinet est toujours inf rieure la composante axiale r elle Vg On a o E f a d signe le coefficient d obliquit d attaque On a constat que l cart entre la valeur calcul e v et 1a
229. re m thode consiste tracer 1 courbe l chelle en fonc tion du temps et d terminer ainsi la cote moyenne H CORMARY et B BILLON ont utilis la formule suivante n o Pup 2 Pu H moy H tant la cote l chelle au moment de la mesure la verticale de rang i et Pu le d bit l mentaire cette m me verticale Nous donnons en annexe un exemple fictif de calcul de cote moyenne L avantage de cette m thode est d attribuer une cote un poids d autant plus important que le d bit mesur ce moment 1 est plus grand IV 3 1 5 Calculs compl mentaires La feuille de d pouillement comportera un certain nombre de ren seignements qui seront utilis s pour les comparaison ou les extrapo lations Ce sont le profil en travers la section mouill e S en m2 obtenue par planim trage la largeur de 1a section L en m la profondeur moyenne Pa S L en m pratiquement gale au rayon hydraulique pour une rivi re la vitesse maximale V en m s max 257 la vitesse moyenne U Q S la vitesse moyenne de surface Vis calcul e en planim trant l aire de la courbe des vitesses de surface V relev es sur les paraboles et en divisant par la largeur le rapport V V utile pour les jaugeages aux flotteurs si la cote du plan d eau varie pendant la mesure IV 3 2 M THODES ARITHM TIQUES Ces m thodes pr sentent un int r t vident si l on
230. rofondeurs avec une perche l origine est g n ralement au fond avec un saumon elle est le plus souvent 1 surface le compteur du treuil additionne en descendant Choisir une chelle de r duction pour porter les vitesses et une autre pour porter les profondeurs de telle fa on que 1 figure obtenue ait une surface d au moins 25 cm2 Cette figure doit se rapprocher le plus possible d un carr les profils de vitesse troits et allong s suivant l axe des vitesses ou celui des profondeurs sont viter Rep rer le fond et les points de mesure sur l axe des profon deurs Tracer l chelle choisie les vecteurs vitesses en chaque point avec le maximum de pr cision Joindre les extr mit s de tous les vecteurs vitesses par une courbe continue sans points anguleux en tenant compte des observations suivantes la valeur de la vitesse sur le fond de la rivi re d pend de la nature du lit comme le montre la figure 61 En g n ral la cour be des vitesses aboutira au fond perpendiculairement l axe des profondeurs sauf cas particuliers d un fond tr s rugueux ou d une verticale situ e dans un trou ou l aval d un rocher En dehors de ces cas on prendra Vo 0 5 0 7 Vi V tant la vitesse mesur e au 1 premier point au dessus du fond 250 V V S S S S F F F F Grandes vitesses Faibles vitesses Fonds rugueux Fond tr s rugueux Ecoulement tr s fond lisse rochers V g tation aquatiq
231. rs ou de vitesses trop faibles Dans ce cas il ne faut pas h siter jauger point par point dans la zone d favorable au jaugeage par int gration Veiller durant toute 1 mesure sur une m me vertica le ce que la vitesse de descente soit parfaitement constan te Choisir une vitesse de descente ou de mont e d au tant plus lente que la vitesse du courant est plus faible et assurant en fonction de la profondeur de l h lice utilis e et de la vitesse du courant une mesure pendant un temps suf fisamment long 60 secondes au moins Par forte crue avec beaucoup de transports en surfa ce et un charriage de fond important il est conseill de n gliger la mesure de vitesse de fond la pr cision qu on ob tient en faisant cette mesure ne vaut pas le risque de perdre ou de d t riorer le mat riel en 1e maintenant trop longtemps au fond 208 111 3 2 5 Jaugeage L aide d un bateau L ger 3 2 5 1 Pr paration du mat riel En g n ral le bateau est transport d gonfl dans un v hicule La premi re op ration arriv s la station de jaugeage est le montage du bateau puis mise l eau mon tage du moteur et essais Choix de la section de mesure et des ancrages du c ble Mise en place sur la berge du treuil contenant le c ble d finissant 1 section V rifier que le syst me de d multiplication est bien d bray que le cliquet est bien fix et ne risque pas de ve
232. s Il existe deux types principaux de saumons Dans le premier type le moulinet est fix en bout sur le nez du poids de lestage Le saumon est muni d une queue quip e d ailettes destin e maintenir le moulinet face au courant mesurer Certains cons tructeurs pr voient une rallonge pour cette queue dans le cas o la vitesse est tr s faible Le d placement des ailettes permet un quilibrage de l ensemble horizontalit parfaite lorsque l appareillage est immerg Dans le second type le moulinet est fix au dessus du sau mon sur une biellette articul e Le saumon est alors plus massif et pr sente une forme aplatie section transversale elliptique Les ailettes de direction sont fixes et le saumon est quilibr une fois pour toutes en usine Le moulinet est quip d une barre d quilibrage qui le maintient horizontal dans l eau l horizon talit est r gl e par le d placement des ailettes le long de La barre Ce dispositif pr sente l avantage d assurer une meilleure protection du moulinet Ce mode de fixation doit tre pr f r dans le cas de mesure partir de stations t l ph riques sur rivi res en crue fortement charg es telles que les oueds d Afrique du Nord ou les cours d eau des zone sah liennes ou de Madagascar Les saumons de l un et l autre type sont g n ralement munis d un d tecteur de fond fermant le circuit lectrique de comptage des impulsions lorsque l appareil touche le fond de
233. s Ce type de g n rateur d impulsions tend de plus en plus remplacer les g n rateurs m canismes r duction par vis sans fin et pignon dent Ils pr sentent les avantages suivants absence de frottements interrupteur parfaitement tanche dans une capsule scel l e sous vide ils ne donnent qu un seul contact par tour d h lice Ce moulinet a remplac le moulinet type V La figure 19 montre une coupe de cet appareil Ce moulinet est une version am lior e du petit moulinet de laboratoire Cl La figure 20 montre une coupe de cet appareil L IL II zi Ce moulinet est identique au moulinet 2113 AA d j d crit Seul le culot qui se visse l arri re est diff rent la place du m canisme de contact r duction on a mis un interrupteur lame souple tanche command par l aimant plac en bout de l arbre On obtient un contact chaque tour d h lice Moulinet NEYRFLUX Cet appareil a t lanc sur le march vers 1969 par 1 Soci t NEYRPIC C est un moulinet simple et robuste ne n cessitant qu un entretien tr s r duit et dont les performances sont tr s hono rables un r cent essai comparatif de diff rents moulinets organis par 1 0 a montr qu il a une meilleure vitesse de d marrage que les moulinets ayant fait l objet du m me essai La figure 21 montre une coupe de cet apparei
234. s IV 6 2 CALCUL DE LA VITESSE MOYENNE EN SURFACE Vms On utilisera la m thode d int gration graphique couramment utilis e pour les jaugeages point par point mais auparavant il faut calculer pour chaque flotteur 1 vitess et la position par rapport la base AB Ces calculs permettent de tracer le graphe 73 partir duquel sera calcul e la vitesse moyenne en surface Vitesse de surface Distances horizontales Fig 73 REPARTITION DES POINTS DE MESURES DANS LA SECTION 267 10 6 2 1 Calcul des vitesses des flottes Nous supposerons que les balises AB et CD sont perpendiculaires la direction de l coulement et que AC est parall le cette m me direction comme le montre la figure 74 Fig 74 E Se Trajectoire du flotteur H LIIVIA TAY D TT PT LT ERP PPT TT PI LT TT A F L C lt Si les lignes AB et CD font un angle avec la perpendicu laire la direction du courant il faut corriger la position des flotteurs en multipliant les valeurs trouv es par les formules que nous donnons ci apr s par cos Les vitesses ne sont pas mo difi es Sur 1 figure 74 nous avons AC L parcourue pendant les temps Ti mesur par l obser vateur C avec T Z T a c EF correspondant un temps te EG correspondant un temps
235. s quipements et les sondeurs ultra sons Il en existe de tr s nombreux mod les et les technologies mo dernes offrent des appareils robustes et fiables sous un volume tr s r duit permettant leur utilisation m me sur des embarcations relativement modestes Malheureusement ces mat riels restent d un prix encore tr s lev et de ce fait leur utilisation en hydrom trie est assez peu fr quente 132 II 5 DOCUMENTATION ET FICHIER DU MAT RIEL Nous donnons en annexe les adresses des principaux fabricants de mat riel hydrom trique L ing nieur charg d un service hydro logique peut obtenir des constructeurs la documentation relative aux diff rents mat riels en g n ral les fiches publicitaires sont exp di es gracieusement aux services qui en font la demande La documentation dans un service hydrologique se pr sentera sous deux formes d une part l ensemble des fiches publicitaires dit es par les constructeurs et tenues r guli rement jour Les modifications sont g n ralement tr s nombreuses par envoi automatique des fiches relatives aux nouveaux appareils ou aux modifications ventuelles Il ne faut pas h siter relancer tr s souvent les fabricants et leur rappeler qu on fait partie de leurs clients potentiels Ces fiches sont rassembl es class es et r pertori es la biblioth que du service Les ing nieurs et les techniciens peuvent les consulter tous moments et il est
236. s difficile de se maintenir dans l eau et donc de faire des mesures correctes choisir un autre proc d de jaugeage Dans tous les cas viter de choisir une section dans laquelle l angle d incidence du courant est sup rieur 30 Au del de cette valeur les corrections que l on apporte ris quent toujours d tre fortement erron es 111 3 2 2 Jaugeage par int gration On utilise dans ce cas la perche AGAR III Le d place ment du moulinet se fait du fond vers la surface vitesse r glable de 0 5 2 cm s La Soci t OTT propose un montage avec perche ordinaire quip e d un treuil d hydrologie avec ralent sseur ce montage est assez peu utilis Nous ne parle rons que de l utilisation de la perche AGAR III Monter le moulinet le placer sur la perche puis fixer le bo tier apr s y avoir introduit les piles Fixer le moulinet au ruban Brancher le compteur Faire un essai de fonctionnement R gler la vitesse de mont e avec le rh ostat en fonction de 1a vitesse du cou rant Il est inutile de monter une h lice auto composante sur le moulinet La section est mat rialis e comme pour le jaugeage point par point 195 III 3 2 2 2 Ex cution de la mesure La perche est tenue en prenant les m mes pr cautions que lors du jaugeage point par point chaque verticale poser la perche au fond puis amener l aide de la manivelle la pi ce de but e du mouli net ou la
237. s et am liorations ont t port es par G JACCON Nou velle m thode de jaugeage au cerche hydrographique ORSTOM Note technique N 11 et par J CALLEDE Le cercle hydrogra phique Nous reprendrons ci dessous quelques indications et conseils importants donn s dans ces notes 212 Fig 51 Fig 52 0 se trouve l intersection 0C D des arcs capables de DOB BF BE CG CH b BOE EOF etc igez b D D La figure 51 en sch matise le principe les rep res Bet mat rialisent 1 section et les rep res D E F et servent d terminer la position O de la verticale de mesure En effet la mesure des angles DOB BOE EOF FOG et GOD permet de d finir le point O point de concours des arcs capables correspondants Le re port graphique des angles est fait avec un rapporteur lydrographique c est une op ration longue et fastidieuse qui est pour une large part la cause de l hostilit des hydrologues cette m thode Tous les rep res font l objet d un lever topographique pr cis Un autre proc d pour d terminer 1a position des verticales consiste reporter sur un papier calque au rapporteur ordinaire les angles mesur s partir de O Ce calque est superpos au dessin sur lequel figurent les balises et par t tonnements on essaie de placer par transparence sur les c t s des angles les balises correspondantes 213 Lorsque la co ncidence est bien r alis e on pique le point O pour le rep rer d fi
238. s grande et 1 repr sentation sur un graphe Q H du r sultat de la mesure ne sera pas ais Nous voyons donc que l hydrom triste risque d tre plac dans deux situations totalement diff rentes qui n cessitent des m thodes appropri es chaque cas pour arriver des r sultats corrects Sur une rivi re variation de plan d eau lente l agent charg de 1 mesure peut prendre son temps c est le cas classique Sur les rivi res soumises des crues tr s rapides et violentes il faut essayer d obtenir une mesure de d bit correspondant la variation la plus faible possible de la cote l chelle Pour cela on tablit d abord 1 courbe d talonnage sur chaque verticale et on d finit ensuite partir de tous ces r sultats 1 courbe d talonnage de 1 section pour diff rentes hauteurs l chelle c est la m thode du jaugeage continu par verticales ind pendantes 25 1 3 2 1 Variation Lente cas classique On d finit un certain nombre de verticales de 12 20 comme indiqu dans le paragraphe op rations sur le terrain Ces vertica les peuvent tre l g rement diff rentes d un jaugeage l autre leur position d pend de 1 largeur du plan d eau au moment de la mesure Sur chaque verticale on utilise soit 1 m thode point par point soit la m thode par int gration suivant les caract ristiques de l coulement On note 1 cote l chelle au d but et la fin de la mesure On
239. s renverrons le lecteur en an nexe pour une description plus d taill e et des consignes d utilisa tion et d entretien Il faut distinguer trois types de moulinets suivant la tech nologie du m canisme g n rateur d impulsions m canisme entra nement m canique m canisme entra nement magn tique interrupteurs lames souples I L S Dans tous ces moulinets le g n rateur de signaux ou d im pulsions est un simple interrupteur fermant un circuit lectrique une cadence qui est en relation avec la vitesse du courant mesurer Le principe de fonctionnement est sch matis sur la figure 15 SCHEMA DE FONCTIONNEMENT D UN MOULINET SIGNALISATION ELECTRIQUE DIRECTION DU COURANT RER MOULINET actionnant L INTERRUPTEUR 3 LIAISON ELECTRIQUE BATTERIE ou PILES alimentant DETECTEUR LAMPE ou SONNERIE D IMPULSIONS ou COMPTEUR d ou ENREGISTREUR p N Fig 15 58 M canisme entra nement m canique Le N 216 de janvier f vrier 1929 de la Houille Blanche d crit dans ses pages d information un nouveau moulinet hydrom tri que fabriqu par la firme OTT le moulinet type V La fabrication est actuellement arr t e mais il est encore utilis dans divers services hydrologiques et il est toujours possible de se procurer les pi ces d tach es La figure 16 montre le moulinet type V en coupe avec son h lice mont e et d mont e
240. s risques d ac crochage de branches et de corps flottants Par forte vitesse sup rieure 4 m s le c ble de retenue permet par contre une meilleure immersion du saumon N 131 Des installations de ce type existent en Alg rie et au Maroc Les r sultats obtenus ne sont pas toujours tr s satisfaisants Ceci provient du fait que la distance L est souvent trop petite que les herbes et branchages transport s en surface se concentrent le long du c ble de retenue entra nant lorsque la fixation est faite sur la manille du saumon un blocage de l h lice De ce fait certains hydrologues abandonnent ce syst me Malgr cela nous pensons que le c ble amont doit tre install chaque fois que c est possible De meilleurs r sultats seront obte nus par fortes vitesses avec des transports en surface peu impor tants attendre la fin de la mont e et faire la mesure apr s la p riode tale les branchages et d bris divers seront moins nombreux C est l op rateur de d cider en fonction de l tat de la rivi re et de son exp rience s il doit ou non utiliser le c ble de retenue Un autre avantage non n gligeable du c ble de retenue est qu il vite la perte d finitive du mat riel en cas de rupture du c ble lectroporteur IL 4 4 AUTRES ACCESSOIRES Nous citerons sans entrer dans le d tail les groupes lec trog nes portatifs pour l clairage pendant les jaugeages de nuit ou l alimentation de certain
241. ser que le c ble acier manipul avec le mat riel ad quat reste le meilleur pour mat rialiser les sections de jaugeages non permanentes sur les grandes rivi res 120 S Pour rep rer les verticales et maintenir le bateau dans la section il faut disposer du mat riel suivant ancre dont le poids est choisi en fonction de la dimension du bateau de la nature du fond et de la vitesse du courant cha ne la plus longue possible car la cha ne intervient autant sinon plus que l ancre dans la stabilit du bateau des balises install es sur les berges Ces balises doivent mat rialiser une section transversale et permettre de d finir la position du bateau On peut utiliser des panneaux triangulaires quilat raux de m de c t rouges sur fond blanc invers s pour d finir l alignement Pour la position on utilisera des panneaux rectangulaires de 1 m x 2 m blancs des marques sur les arbres s il en existe de suffisamment grands ou des rep res naturels bien visibles du milieu de la rivi re Toutes les balises doivent tre relev es avec pr cision sur un plan l chelle On essaiera dans la mesure du possible de placer sur chaque berge les balises de position sur un axe perpendiculaire la section mat rialis e par les balises triangulaires La longueur du balisage sur les berges sera de l ordre de deux fois la largeur de la rivi re Un cercle hydrographique Le cercle hydrographique e
242. seule couche de c ble Dans ce cas il est recommand de ne pas mettre plus d une couche de c ble sur le tambour en effet l utilisation de plusieurs couches entra nerait des erreurs dans l indication du compteur Tous les compteurs sont munis d un syst me de remise z ro Les constructeurs demandent de pr ciser la commande si le comp teur doit compter en descendant ou en montant autrement dit si le z ro doit tre plac la surface de l eau ou sur le lit de la rivi re Il nous semble que la pr f rence doit tre donn e la premi re formule En effet les op rations se d roulent dans un ordre logique z ro la surface puis descente du moulinet jusqu au fond Si on travaille par int gration 1 mesure est finie et on conna t la profondeur Si on travaille point par point on conna t la profondeur et on peut r partir les points sur la ver ticale et faire les mesures de vitesse en chacun des points choi Sis en remontant le saumon Les treuils doubles comportent deux tambours actionn s simul tan ment par la m me manivelle lors des d placements horizontaux du saumon Pour les d placements verticaux les tambours sont rendus ind pendants par un syst me de d brayage La transmission des signaux se fait comme dans les treuils simples gr ce un collec teur et des balais Des compteurs solidaires des deux tambours don nent la position du saumon en abscisses et en ordonn es La planche VIII montre que
243. sont le nombre de tours et le temps mesur pendant la descente 1 vitesse moyenne le long de la verticale sera donn e en rempla ant Le nombre de tours par seconde dans la formule du moulinet par N de 9 Ceci revient admettre que la vitesse sur la portion de verticale correspondant la constante de fond est gale celle qui existe au point o le contact de fond se ferme On a ainsi tendance surestimer un peu la vitesse au fond mais l erreur commise est tr s faible surtout si la distance C est petite I1 est possible d apporter une cor rection cette mesure en ne prenant que les 2 3 du temps t C v Par exemple si la constante de fond est gale 18 cm 1 vitesse de descente v 3 cm s le temps t tant gal 6 secondes la mesure compl mentaire de n sera faite sur un temps gal 6x2 3 4 secondes 187 b Le d bit qui passe dans la portion de verticale cor respondant 1 constante de fond C est approximativement gal AN 4002 5 2 3 C m x V m s Vf tant la vitesse du courant au point de fermeture du contact de fond Pour d terminer Xq m2 s il faut donc mesurer Vf Pour cela remonter l g rement le saumon pour ouvrir le contact et compter le nombre de tours d h lice pendant 30 secondes Cette m thode est probablement un peu plus pr cise que la premi re mais elle pr sente l inconv nient de laisser le moulinet un peu plus longtemps au fond ce qui peut faire courir
244. squ 2 m s max avec 25 kg On peut am liorer ce syst me en mettant des galets sous le porte faux hauteur du parapet et en bout de la barre pour le d place ment sur le trottoir Fig 27 100 Le terme cyclopotence a t cr e pour d signer une sorte de m t de charge ou potence orientable mont sur une plateforme roulettes caoutchout es permettant de manoeuvrer facilement le moulinet et son contre poids au dessus du garde corps des ponts Il existe deux types de cyclopotence les premi res utilisent les treuiis d hydrologie simples manoeuvr s la main les secondes un treuil lectrique sp cial actionn par un groupe lectrog ne Le planche IX montre quelques appareils de ce type actuel lement disponibles sur le march Cyclopotence manuelle On peut manipuler avec ces appareils des saumons dont 1a masse peut aller jusqu 130 kg Des gueuses de lestage en fonte de 25 kg empilables permettent l quilibrage de l ensemble Lors de 1a mani pulation de saumons lourds il convient d tre tr s prudent pendant les manoeuvres Si l on se trouve sur un trottoir en b ton en bon tat les d placements horizontaux sont faciles Les jaugeages peu vent se faire soit points par points soit par int gration le treuil tant quip d un r gulateur de descente Le mod le l ger r f 2434 A de Neyrpic pour saumons jusqu 50 kg pr sente deux avantages son faible poids d abord et ensuite l
245. st l int gration des d bits unitaires Elle se fait comme pour un jaugeage complet On porte sur un graphe la position des verticales et des rives une amp chelle convenable Les d bits unitaires pour une hauteur l chelle enti re sont lus sur chacune des courbes des diff rentes verticales et sont port es sur le graphe ci dessus Les points correspondants la m me hauteur H sont reli s entre eux La surface ainsi d limit e est planim tr e deux reprises On obtient ainsi le d bit pour les diff rentes hauteurs H choisies arbitrairement Pour arriver ce r sultat il est bien vident que plusieurs crues sont n cessaires A 1a d crue il arrivera souvent qu une ou plusieurs travers es se fassent avec des variations faibles du plan d eau Ces mesures seront trait es comme des jaugeages complets et la valeur du d bit sera affect e dela cote l chelle au d but et la fin de la travers e La figure 68 montre le trac des paraboles sur 1a verticale N 10 d un jaugeage r el La figure 69 repr sente la courbe d talon nage Q m2 s f H sur cette parabole Sur 1a figure 70 sont por t es les courbes Q m2 s H pour Les paraboles V8 V12 et V20 et en noir les points qui serviront reconstituer les courbes de d bit repr sent es sur la figure 71 ECS 265 Fig 7 DEPOUILLEMENT DU JAUGEAGE PAR VERTICALES INDEPENDANTES RECONSTITUTION DES COUR
246. st un appareil qui permet de mesurer l angle horizontal sous lequel on voit deux rep res Le principe de cet appareil est bas sur la double r flexion des rayons lumineux sur deux miroirs l un fixe l autre mobile mont sur l alidade figure 32 L op rateur voit dans le champ de 1 lunette deux images P dans le demi cercle sup rieure l image directe du re p re A dans le demi cercle inf rieure l image du rep re B qui a subi une double r flexion sur les miroirs mobiles et fixes Lorsque les deux images co ncident on peut lire l angle l aide du vernier sur le limbe gradu 121 Balise B Balise Vis e directe Distance angulaire des 2 balises Petit miroir fixe Grand miroir mobile port par l alidade Fig 32 Cercle hydrographique Sch ma de principe BRETON UUU 122 Le cercle le plus utilis actuellement est le cercle LEFEVRE POULIN repr sent sur la figure 33 Le limbe de ce cercle comporte une graduation en degr s de 0 180 blanche suivie d une gradua tion de 180 80 jaune 1 permet de faire des vis es 180 c est dire de v rifier l alignement de trois points deux balises et l op rateur plac entre les deux Avec ce type de cercle la vis e directe se fait toujours sur la balise situ e droite par rapport l op rateur et c est l image de la balise situ e gauche qui est amen e en co ncidence en manoeuvrant le miroir mobi
247. stes qui la pratiquent un certain sens de la discipline et de l organisation Il faut en effet se souvenir qu une erue doit tre jaug e depuis le d but jusqu la fin et cela peut de mander de quelques heures plusieurs jours Il convient d tre tr s prudents pendant Les op rations de nuit et durant la phase de mon t e du plan d eau charriage important en surface 241 IV TRAVAUX DE BUREAU IV 1 REMARQUES PR LIMINAIRES Les op rations effectu es sur le terrain aboutissent la con naissance de la vitesse du courant en divers points d une section en travers de la rivi re dont on veut conna tre le d bit Comme nous 1 vons vu ces op rations sont souvent d licates et exigent beaucoup de soin et de m thode La pr cision du r sultat final d pend en effet de la pr cision avec laquelle sont mesur es les diff rentes randeurs intervenant dans le calcul si D est l aire de 1 section de jaugeage rapport e au plan x y et v la vitesse suppos e constante travers un l ment af Le d bit est donn par la double int gration lt y Q v d cu f fs Q o o La premi re int gration donnera le d bit l mentaire ou d bit unit de largeur appel parfois p u le long d une verticale de mesure dq v dy Ce d bit l mentaire est g n ralement exprim en m2 s Le d bit total Q sera obtenu par la sommation de ce d bit l mentaire suivant
248. t comme avec le montage sur saumon partir d un pont En cas de fortes vitesses mesurer chaque verticale 1 distance d en remontant le saumon jusqu la poulie de suspension compteur z ro puis en amenant 1a semelle du d tecteur de fond en contact avec la surface de l eau lire le compteur puis le re mettre z ro Faire ensuite descendre tr8s rapidement le saumon sur m ou 2 m environ lorsque 1a distance d est grande pour qu il prenne une position d quilibre en dessous de la surface de l eau Descendre alors jusqu au fond et noter 1 longueur y lue sur le compteur de profondeur Estimer l angle de d rive l aide d un rapporteur pendule 226 Remonter en mesurant la vitesse en cinq points Le dernier point se situera dans ce cas 20 cm au moins de la surface Sortir le mat riel de l eau et se placer la prochaine ver ticale R p ter les m mes op rations que pr c demment Pendant toute la mesure surveiller les corps flottants et ne pas h siter remonter l quipement de mesure si l on a quelques doutes sur 1a direction de 1 trajectoire Sut les rivi res fonds sableux il est conseill de laisser le saumon 1e moins longtemps possible au contact avec le lit Pour cela il est donc n cessaire de disposer d un bon d tecteur de fond En cas de mauvais fonctionnement de ce d tecteur on peut mesurer la profondeur en rep rant le moment o
249. t 268 xe abscisse du flotteur d termin e l aide des mesu res de l observateur C GG x abscisse du flotteur d termin e l aide des mesures de l observateur A Si V est 1 vitesse du flotteur suppos e constante entre les deux sections AB et CD nous avons NaS L T et V L T Aux erreurs de mesure pr s on doit avoir 10 6 2 2 Position des flotteurs Dans le triangle ADC on a GG _ Ly Fa DC AC L v T a t GG x cD T a Dans le triangle ABC on a A 269 Si les mesures sont r alis es correctement et si la trajec toire du flotteur est bien parall le AC on a x x La position du flotteur par rapport la base AC sera donn e par Dans le cas de sections obliques de d par rapport la direction d un courant l abscisse sera x x Les calculs seront effectu s sur une fiche de d pouillement dont un mod le est donn par la figure 75 IV 6 3 CALCUL DU D BIT Les vitesses et les abscisses des flotteurs tant connues on trace la section mouill e et on reporte en abscisse la position des divers flotteurs et en ordonn e la vitesse mesur e On obtient une figure ayant l allure du graphe 73 Les points seront plus ou moins dispers s La courbes des vitesses moyennes superficielles sera trac e au mieux au milieu du nuage La surface limit e entre la courbe et le plan d eau sera ensuite planim
250. t d notation des renseignements entre souvent pour une tr s grande part dans la pr cision du r sultat final Ces documents sont gard s en archives avec les feuilles de d pouillement tls doivent pouvoir tre Lus et compris par toute personne d sirant effectuer un contr le ou une comparaison et ce m me blusteurs ann es apr s la date de mesure 164 2 6 MESURE DES DISTANCES HORIZONTALES La largeur du plan d eau doit tre mesur e avec pr cision Cette mesure s effectue par lecture directe sur un double d cam tre dans le cas d un jaugeage gu ou partir d un pont ou d une passerelle l aide d un compteur chiffres sauteurs roulant sur un c8ble en acier de 2 mm pour jaugeage l aide d un compteur de distances du treuil double des stations t l ph riques avec un c ble portant des rep res ou mieux avec un comp teur roulant sur le c ble mat rialisant la section dans le cas d un jaugeage au bateau en mesurant avec un d cam tre la distance des deux bords du plan d eau par rapport aux rep res mat rialiant la section dans le cas d un jaugeage au cercle hydrographique La pr cision de la mesure de la largeur est g n ralement bonne Les erreurs les plus courantes sont introduites par la fl che du c ble porteur la courbure du c ble ou du d cam tre entra n par le courant l obliquit de la section de mesure par rapport l axe du cours d
251. t DUMAS NEYRPIC 2113 AA Nous ne parlerons que de 1a version actuelle du moulinet DUMAS NEYRPIC version tr s nettement am lior e vers 1960 simpli fi e et plus robuste des premiers moulinets DUMAS NEYRPIC que l on trouvait sur le march en 1950 Ce moulinet est livr 1a demande du client avec un m ca nisme r duction avec entra nement magn tique r f 2113 AA ou avec un contact I L S r f 2114 AA La pr sentation est toujours la m me le changement du syst me de contact est tr8s rapide gr ce des culots tanches parfaitement interchangeables qui se vissent l arri re du corps du moulinet La figure 18 montre une coupe du moulinet DUMAS NEYRPIC avec culot contact m canique Qv PV N MOULINET DUMAS NEYRPIC R f 2113 AA et 9 9 X8 L 9r Qu E EE EZZ SES i za NANA EN Eu Go gt SOL KN T d 2 x 1 w lt 2 222 See 2 77 e SSSR SRI SN M SASEN NW SSS h de e 69 05 2 03 2 H l ice 7 8 Entretoises une seule 7 sur 14 Joint Bic ne de blocage les derniers mod les 15 Platine Axe mobile 9 Cloche 16 Lamelles de contact Douille de centrage 10 Culot 17 Vis sans fin Roulements 11 Borne femelle 18 Roue dent e Corps 12 Isolant 19 Aimant 15 Vis de retenue de la cloche FIGURE 18 D apr s NEVRPIC Notice E 2113 K I9 62 interrupteurs lames souple
252. t colncider le centre du rapporteur avec le point d attache du saumon L axe du saumon donne l angle du courant avec la section On peut am liorer un peu la mesure en fixant sur le rapporteur deux r glettes une fixe sur la base et une mobile autour du centre qui sera amen e en dence avec l axe du saumon Dans le cas de mesures en eaux charg es ou partir de stations t l ph riques on ne peut pas estimer l angle horizontal du saumon Il existe des appareils donnant l orientation du saumon OTT fabri que une pi ce m diane avec chambre compas magn tique se pla ant entre le moulinet et le saumon et donnant l angle du courant par rapport au Nord magn tique voir notice HBf 10 050 page 12 Il existe galement d autres appareils transmettant l angle horizontal et vertical du courant gr ce deux rh ostats de pr cision plac s l un verticalement l autre horizontalement pr alablement talonn s et actionn s par une tige quilibr e munie d un gouvernail Ces ap pareils ont besoin de plusieurs conducteurs pour leur alimentation la transmission de l information et l erreur introduite sur la mesure de la profondeur est plus grande que l erreur commise en n gligeant l angle d orientation Electricit de France a mis au point un dispositif de transmis sion par variation de fr quence partir du c ble lectroporteur un conducteur la fr quence tant fonction de l angle du saumon par rapport un
253. t nature de la section croquis au verso Mode op ratoires use cv vs e e eve sens de ges die Uca Ee saeua e vene Dc Mat riel utilis Moulinet N H lice n DAS Poele sw a uv esee sa Support Constante du saumon D but de la mesure en t J Q ul ee eeeseeeeosccesacsohbesnsosesevessecsessscct stoebosseeeeceeveceeeesctececcesoonesesetn ZENTER Position du z ro Op rateur 2 ceeeeceeeseeseeeosaeneocecccsoodsenheseseseesesseetesstossetsoesessosvestooceossnaoeccoesonvecceoo Observations CETTE M See Se EE ee A EE UNE ge SEVA es Ts EOS mesur e corrig e 2 3 DELT TED JAUGEAGE du Suite Observations Y m s N T Nombre de du moulinet Positions Profondeurs mesur e corrig e Distance Heure Hauteur 161 Ces feuilles sont mont es sur une planchette avec une couver ture en plastique transparent pour prot ger un peu l criture par temps de pluie On peut utiliser une feuille de papier carbone pour obtenir deux originaux que l on s pare apr s 1 mesure et qui s ront confi s deux personnes diff rentes Mais ceci n est pas une n ces sit absolue car dans certain
254. t permettant de mesurer les angles dans un plan horizontal Le bateau est maintenu en position dans 1a section l aide d une cha ne et d une ancre Un jaugeage au cercle peut tre r alis avec l quipement l ger bateau gonflable et moteur de 20 CV Mais dans le cas de grands fleuves et de tourn es de mesures effectu es par voie d eau on peut op rer l aide du bateau de grandes dimensions utilis aussi pour les d placements c est l quipement lourd On dispose alors de treuils plus importants qui permettent la manoeuvre de saumons de 50 100 kg Les op rations de rep rage des verticales sont simplifi es si l on dispose d un t l m tre de pr cision Les distances sont mesur s directement partir des balises d alignement situ es pr s de chaque P 8 P berge La position du bateau dans la section de jaugeage peut galement tre relev e l aire d un th odolite mis en station sur la berge 30 I 4 4 MESURES PARTIR DE TRANSPORTEURS A RIENS Lorsque les vitesses deviennent importantes gt 3 m s 1 mesure des d bits sera r alis e partir de transporteurs a riens appel s aussi stations t l ph riques Elles comportent un ensemble de c bles et de treuils permet tant le d placement de mat riel lourd de mesure en travers de la rivi re Les manoeuvres sont effectu es partir de la berge les treuils sont pourvus de compteurs de distance et de profondeur ermettant de positi
255. t pour causes les irr gularit s de la section ou la muvaise r partition des vitesses 3 2 6 9 Tenue du carnet On pr cisera au dos de la feuille la position des balises avec les rep res utilis s pour la mesure des angles de fa on ne pas faire d erreurs lors du report des points La colonne distance sera utilis e pour noter les diff rentes valeurs des angles Un exemple de feuille de mesure est donn sur la figure 58 223 1 LLANEGOKY sation JAUGEAGE du 31 08 1276 Heure D mna F A1 auteur D 481 r1 40 Emplacement et nature de Io section Section ba er amem ethelle Y Cad e croquis au verso Mode op ratoire Basan Ch Kee n e Fosse ete n Mat riel utilis Moutinet OTT C dne 446 1 H lice n pas 2 825 TP Support sed N tiA asume 25 Er Constante du saumon ABS seen D but de la mesure en ba Ae ee eeeeeeee ee oesesssoschsosseees tseptotoopyeesoesecteseeoseseeseueectcoscapsooeevoseevo Observations V B Heure Profondeurs Positions Angle Distance mesur e du Hauteur corrig s moulinet M gt a A us 242 E zuo 0 10 CO 3s G C5 o a d D 34 Va S Fx x JS gt Pre N N iN ba Jha uua jw I ha De Ko De N gt be N N N BIN N 2 nN N N X P
256. t r alis e progressivement sans coups en particulier au moment o le c ble sort de l eau Le c ble est mis sous tension avec le minimum de fl che Cette op ration tant r alis e le bateau revient vers la berge et on proc de au montage du mat riel de mesu re Mettre en place le chariot largable l avant monter le porte faux le treuil le moulinet et le saumon brancher le compteur et faire les v rifications de fonctionnement Amener le bateau en rive droite 1e saumon tant la verticale de la rive mettre le compteur de distance z ro D placer le bateau jusqu la premi re verticale et op rer soit point par point soit par int gration comme il a t indiqu plus haut En cas de fortes vitesses mesurer chaque verticale la distance d entre le point de suspension et la surface de l eau R partir les verticales comme il a t indiqu ci dessus Arriv en rive gauche estimer la largeur totale de la rivi re indication du compteur distance entre le saumon et la rive lorsqu il n est plus possible de d placer le bateau Deux op rateurs avec ce montage peuvent effectuer un jaugeage m me dans les conditions les plus difficiles Un op rateur manoeuvre le treuil et l autre assis l avant tient le carnet et d place le bateau 210 En cas de danger corps flottants l op rateur assis sur le boudin tribord vers l avant du bateau peut l
257. tarage pour diff rentes h lices Ergo 14 5 v m sec Dapr s En r sum Tous Les moulinets quels que soient leurs types sont talonn s en usine avec le support pr vu pour Leur utilisation SE t rieure afin d tablir relation Vm s a u b ou Vm s Sur terrain ils doivent done tre utilis s avec le montage ayant servi pour L talonnage en effet ZL existe des carts vot sins de 2 Z entre les vitesses calcul es L aide des quations de tarage d un moulinet mont sur perche ou sur saumon IL est conseil 1 de proc der un r talonnage apr s 800 heures de service ou un an d utilisation continue et chaque fois qu il y a eu risque de modification de la forme de l h lice 53 Planche I MOULINETS OTT 1_ ARKANSAS type V 2_ C 31 type 3 C 1 type 4 g n ratrice de courant type 10 Planche I suite NOMENCLATURE MOULINETS NEYRPIC Moulinet NEYRFLUX sur perche ordinaire de 20mm Moulinet NEYRFLUX sur perche coulissante Pi ce de fixation du moulinet DUMAS sur saumon Moulinet DUMAS d mont Moulinet DUMAS NEYRPIC Micromoulinet BEAUVERT Planche I suite 56 11 1 2 4 Quelques moulinets usuels La planche N 1 ci jointe montre quelques moulinets actuel lement les plus utilis s en Europe et en Afrique Nous donnerons ici le principe de fonctionnement de ces appareils une liste des princi paux appareils avec vue en coupe et nou
258. tension L appareil comporte trois sensibilit s pleine d viation pour 6 30 ou 60 imp seconde L alimentation se fait par une batterie rechargeable sur le secteur chargeur incorpor Le deuxi me est utilis pour les jaugeages par int gration L appareil totalise simultan ment sur trois compteurs chiffres sauteurs le nombre de tours du moulinet pendant sa des cente vitesse constante la dur e de 1 mesure et 1 profondeur Tous les compteurs sont automatiquement arr t s par 1 fermeture du contact de fond Ces deux appareils sont nous semble t il assez peu utilis s m Planche IV F10 Indicateur de vitesse de rotation Int grateur Z 81 Appareil Nagel Ott ee dme is e DT 74 Le Laboratoire d Hydraulique de l Ecole Nationale Sup rieure d Electrotechnique d Electronique d Informatique et d Hy draulique de Toulouse a mis au point pour son Service Essais Ext rieurs un r cepteur lectronique capable de compter les im pulsions d livr es par 10 moulinets L appareil permet de pr s lectionner pour chaque moulinet soit le nombre de tops mesurer soit le temps pendant lequel doit durer la mesure Sur le m me principe mais compte tenu des exigences des hydrom tristes de terrain il a t mis au point deux compteurs lectroniques d impulsions portatifs et autonomes ne comportant aucune pi ce m canique le temps est mesur par des horloges
259. ticales adjacentes Le d bit sera calcul en utilisant les notations de la figure 66 par V V P P i 1 i 2 2 La m thode de la section m diane est d une utilisation plus facile avec une calculatrice programmable car elle n cessite un nombre moins important de m moires adressables 259 10 3 2 2 Mode op ratoire Corriger les profondeurs ventuellement et calculer les profondeurs totales jaugeages au saumon Calculer pour chaque l ment de surface Les largeurs IV 3 2 2 2 Calcul du d bit Nous nous placerons dans le cas le plus complexe o ont t not s sur le terrain le nombre de tours N et le temps en chaque point de mesure Si on obtient directement N compteur CJR 100 ou la vitesse en m s compteurs pr s lection le programme de 1201 en sera simplifi On dispose d une calculatrice programma ble ayant une capacit suffisante pouvant tre coupl e une impri mante On crira un programme qui calcule les vitesses en chaque point puis la vitesse moyenne Vi sur la verticale et enfin le d bit l mentaire 9 Pi Vi 74 Ces d bits l mentaires sont somm s en m moire de fa on donner le d bit total Q Pour cela stocker en m moire les constantes du moulinet a b et n nombre Ru e de tours par seconde correspondant au changement de formule s il et b s il n y a qu une formule de tarage a y g y a deux formules Faire un test de compa
260. tres constructeurs en Europe Occidentale D Soci t SIAP en Italie et Soci t I S M A Forbach France Les mod les propos s par ces firmes sont bas s sur les m mes principes que ceux d crits ci dessus En r sum Le moulinet avec son h lice et son g n rateur d impulsions de courant est Le premier maillon de la cha ne de mesure il fournit un signal impulsions ou courant dont la grandeur fr quence ou tension est fonction de La vitesse mesurer Le second maillon est Le dispositif de d tection ou d enregistrement de ce signal MOULINET OTT Type 10 300 Ss ee DEER HEEN SE d TIX EI 34 ll PAK zA lt 0 1 g ONT KEV mL EE SH N C e IS LI LILI Z 70 AU 1 Gen ratrice 6 Douille d h lice et ouvertures de 11 H lice d montage 2 Fond filet 7 Vis de blocage de l axe 12 Roulements D apr s 3 Borne tanche 8 Aimant permanent 4 Circlip 9 Equipage mobile DEE pr 5 r _ AZ 10C 609 e ee Dauermessfl gel 5 Anneau de garde 10 Axe fixe 9 68 H 1 3 LES DISPOSITIFS DE D TECTION DU SIGNAL On distingue les d tecteurs d impulsions pour les moulinets signalisation lectrique et les voltm tres lecture directe ou enregistreurs pour les moulinets g n ratrice de courant 11 1 3 1 Pour mo
261. ts d heure Les cotes chelles et les profils en travers ant rieur et pos t rieur la crue permettront de conna tre 1 loi de variation dans le temps de la section mouill e Fig 59 bis 232 POSITION 1 omes 2 Op rateur bras lev chronom tre la main surveille F et A B B POSITION 4 y wee Op rateur a F coupe A D arr te la premi re aiguille de son chronom tre temps ta distance Ja a au m me instant POSITION 3 Op rateur F coup d clenche le chronom tre et en m me temps baisse le bras POSITION 5 Operateur C au m me instant C qui surveillait d clenche san chrono m tre et surveille F et C B POSITION 6 au m me Op rateur F coupe CB C arr te la premi re alguille de son chrono metre instant Op rateur C bras lev chronom tre main surveille Fet C D Op rateur C o F coupe C D C arr te la deuxieme aiguille de son chrono m tre et en m me temps baisse le bras temps TC distance L Op rateur au m me instant a qui surveillait C arr te la deuxi me aiguille de son chronom tre temps Ta distance L 233 Fig 60 JAUGEAGE AUX FLOTTEURS FICHE DE TERRAIN Rivi re Station Date Heure d but Cote Heure
262. ts en surface M thodes am ricaines Ces m thodes que l on peut galement quali fier de jaugeages simplifi s point par point sont tr s utilis es en Am rique et donnent une approximation de la vitesse moyenne par mesure du courant en deux points 2 10 et 8 10 de la profondeur z Vo 2 Vo m ou en un point 6 10 de la profondeur L dv 2 0 6 Ce choix a t fait apr s examen de nombreux jaugeages r ali s s sur les fleuves d Am rique tudes qui ont permis de conclure que Les vitesses en ces points sont tr s voisines de 1 vitesse moyenne Ces m thodes ne sont pas utilis es au service hydrologique de 1 ORSTOM Mesures incompl tes accidentelles Ceci peut se produire au cours d un jaugeage complet par grande crue Sur quelques verticales situ es dans la zone de courant maximal qui est de plus celle o les char riages en surface sont les plus abondants il peut arriver qu il ne soit pas possible d explorer toute la profondeur du fait des risques de perte ou de d t rioration du mat riel Dans ce cas ne seront r alis es en prenant toutes les pr cautions pour viter des incidents que quelques mesuresau voisinage de la surface ou m me le plus sou vent qu une seule mesure en surface P L estimation de la vitesse moyenne sera faite par comparai son avec les mesures compl tes d j effectu es sur ces verticales et les mesures partielles obtenues au cours de la ou
263. u jusqu pr sent cette derni re d cennie dans la plupart des probl mes graves pos s par le manque d eau on constate d ailleurs que plus un pays est pauvre en eau mieux il conna t le volume de ses ressources La seconde c est la difficult rencontr e pour la r ali sation des mesures particuli rement en crue dans toutes les r gions du globe et durant la mauvaise saison en zone temp r e Paradoxale ment il semble que les d bits des cours d eau soient mieux connus dans les r gions tropicales qu en France par exemple La raison me para t vidente il est plus agr able de faire trempette dans l eau 26 que dans l eau 3 ou 4 Le but du pr sent manuel est d exposer en d tails les diff rents modes op ratoires et techniques utilis s pour la mesure des d bits partir de la mesure des vitesses de donner ensuite la des cription des mat riels utilis s et examiner enfin les m thodes de d pouillement et d interpr tation des r sultats Avant d entrer dans le sujet proprement dit nous attirons l attention du lecteur sur le fait que nous ne donnons pas un cata logue des mat riels existants ou ayant exist Nous ne parlerons que des appareils Les plus couramment utilis s et nous nous tendrons plus particuli rement sur les mat riels modernes dont l utilisation rend la t che des hydrom tristes sinon plus facile du moins beaucoup plus ais e D autre part nous n avons pas l intention de pass
264. u 20 1 25 ou 25 lou 2 50 ou 100 LL 10 ou 20 25 ou 50 lou 2 100 ou 20 0 10 20 50 ou 10 0 H lice autocomposante R jusqu une obliquit d coulement de 15 max 5 m s H lice autocomposante A jusqu une obliquit d coulement de 45 max 2 5 m s Les valeurs ci dessus sont susceptibles de varier dans des limites restreintes suivant la nature de la suspension ou de la fixation du moulinet par suite de l effet de retenue que cette suspension ou cette fixation exerce dans l coulement 283 Fig 1 MONTAGES CORRECTS DES GAINES ET ROUES DENT ES DE MOULINET ot t 2 7 de 7 d PE piis pas Oue Qu oucho rol oe 595 le F 74 A 2805 Ke gun ple JI est absolument imp ratit ce compler le de Jours h lice par coplacf ef le yeter sur la feuille ele _Jaugeage avant chague _j augeage Fig 2 MONTAGES INCORRECTS DES GAINES ET ROUES DENTEES DE MOULINET rZ Z ce menage 2 donne 2 5 fours d Alice S 16 A pour 1 fop Rove av pas quinhuple Gone au pas Simple Ce monfege donne F n tours dh hce pour 1 fep e Gone eupas simple Ce monte e donne ra 4 fours d helte Pour Z Top Z I Game au pas guintuple g montage donne lt 2 fours per 2 Top Rove av pas simple Gaine au pos quinfuple 284 La forme peu hydrodynamique du corps au niveau du raccordement avec l h lice entra ne quelqu
265. ube de PITOT figure 5 et autres sondes d riv es du m me principe sonde cylindrique trois trous sph re cinq trous etc Ces appa reils utilis s uniquement en laboratoire mettent en vidence une diff rence de hauteur manom trique Ah d o l on tire la valeur instantan e de la vitesse 32 TUBES DE PITOT Disposition de Prandtl Pst A Tube de PRANDTL Fig 5 d LL d apr s A TROSKOLANSHI R partition des pressions le long d un tube de PRANDTL 33 Dans le cas des sondes fil chaud le principe repose sur le ph nom ne d chauffement d un fil conducteur travers par un courant lectrique et refroidi simultan ment par le fluide en mouve ment dans lequel il est plac Il existe une relation entre la vites se du fluide et 1a temp rature du fil Cette m thode classique pour les fluides gazeux n est avec les liquides utilis e qu en labora toire Un autre appareil plus rudimentaire utilis quelquefois sur le terrain est le pendule hydraulique Une sph re de caract ristiques connues suspendue un fil fin et plong e dans un coulement sur face libre de vitesse V prend une position d quilibre Cette posi tion est fonction de la vitesse au point consid r L quipe d hydro logues de NEDECO 1 BENOUE et le NIGER La position d quilibre du pendule est re utilisaient un appareil de ce type sur 1 p r e sur une demi sph re m tallique avec m ridi
266. ubrifi si n cessaire Le moulinet doit tre plac de fa on que son arbre soit dans sa position normale de fonctionnement et que le rotor soit prot g des courants d air Donner rapidement la main une impulsion au rotor afin de commencer le faire tourner La dur e de rotation doit tre chronom tr e et not e Quand le rotor est sur le point de s arr ter son mouvement doit tre soigneusement observ afin de voir si l arr t est brus que ou graduel Si l arr t est brusque la cause doit en tre trou v e et corrig e avant l emploi du moulinet De petites variations par rapport la position normale de fonctionnement peuvent causer de grands carts de 1 dur e de ro tation La dur e minimale de rotation doit tre consign e Apr s chaque mesurage de d bit ou plus fr quemment pour des mesurages espac s toutes les surfaces des paliers doivent tre soigneusement nettoy es et lubrifi es y compris le pivot dans le cas de moulinets coupelles La m me huile doit tre utilis e pour l talonnage et les mesurages in situ cette huile doit remplir les caract ristiques recommand es par le fabricant On doit pr voir une bo te convenable pour entreposer le moulinet lorsqu il n est pas en usage On doit aussi pr voir un emplacement convenable dans cette bo te pour y placer l outillage n cessaire l entretien de l instrument L entreposage du moulinet dans sa bo te doit se faire
267. ue turbulent importante V V V S S S F Courbe des vitesses Courbe des vitesses Freinage en surface au dessus d un bourrelet au dessus d un trou branches immerg es etc d un rocher important l aval d un rocher etc Fig 61 QUELQUES EXEMPLES DE DE PARABOLES DE VITESSES Le code d essai de la Soci t Hydrotechnique de France admet que la vitesse Vv en un point situ une distance x du fond peut s exprimer par la relation 1 n PAR AT L tant la vitesse mesur e 1 distance a du fond un coefficient fonction de la rugosit du fond b ton liss 10 terre 5 Dans le cas de jaugeages en rivi re l utilisation de cette for mule n apportera qu une pr cision illusoire et il sera plus simple de proc der comme il est indiqu ci dessus On essaiera en surface de faire arriver la courbe des vitesses perpendiculairement la droite repr sentant 1 surface du plan d eau ceci revient dire que la vitesse en surface est gale 1 vitesse mesur e 0 10 Si l on consid re que le moulinet ne mesure pas une vitesse ponc tuelle mais la vitesse moyenne dans la surface balay e par l h lice un cercle de diam tre 100 ou 125 mm avec les moulinets ordinaires 251 le vecteur vitesse en tous points ne devrait pas tre repr sent par une droite mais par un rectangle figure 62 Fig 62 Surface du plan d eau _ y t Profils des vitesses I 4 R
268. ue N 57 Service Hydrologique f vrier 1975 dont noustirons les passages suivants III 3 2 8 1 Choix du secteur de mesure Il est recommand et presque indispensable d effectuer cette op ration avant les crues Mais il n est pas n cessaire d avoir un balisage pr alable pour faire un jaugeage aux flotteurs lors d une Crue On choisit un tron on de rivi re ayant une longueur sup rieure deux fois la largeur du plan d eau et pr sentant les caract ris tiques suivantes rectiligne avec rives parall les bien d gag bonne visibilit dans tous les sens acc s facile une rive pente du lit constante pas de chute ou de zone de rapides entre les deux biefs lit stable et rocheux si possible Ces conditions sont videmment respecter le mieux possible le trongon id al existant rarement 229 Il est effectu l tiage Il comprend 4 balises A B C D naturelles arbres rochers ou artificelles jalons balises poteaux r parties deux par deux sur chaque rive et mat riali sant deux sections transversales AB et CD voir croquis N 59 Il faut que les sections transversales AB et CD soient rigoureusement parall les que les balises et C ou B et D soient accessibles en crue quel que soit le niveau de l eau balises plac es au dessus des plus hautes eaux 7 de
269. ue le tirant d eau et la vitesse deviennent trop impor tants gt 1 m et gt Im s et si la station de jaugeage est quip e d une passerelle il est possible de monter le moulinet sur perche suspendue manoeuvre partir d un support couramment appel pied de perche ou l aide d un chariot muni d un treuil voir planche Les perches rondes dont nous venons de parler peuvent tre utilis es de cette fa on mais on pr f re g n ralement utiliser des perches plus lourdes de section ovolde qui r sistent mieux aux grandes vitesses Les perches utilis es de cette mani re sont gra du es en dm et cm 1e plus souvent Le r p rage des profondeurs se fait devant un index plac sur le chariot ou le pied Le z ro de la mesure peut indiff remment tre choisi au fond ou la surface de l eau notre pr f rence va cette deuxi me solution 88 Planche VI Ed 89 Planche VI NOMENCLATURE MONTAGES SUR PERCHES Perche NEYRPIC coulisseau Ref 2371 AB Perche OTT JANA de 20mm avec coulisse HERES Perche AGAR par int gration Chariot treuil NEYRPIC Ref 2315 A Chariot treuil OTT Pied de perche NEYRPIC 90 2 2 MONTAGE SUR SAUMON Les constructeurs r alisent des poids de lestage profil s ou saumons dont la masse varie de 5 130 kg pouvant atteindre dans des cas sp ciaux 200 kg sur lesquels peuvent tre fix s les moulinets l aide de pi ces de jonction appropri e
270. ugeage par la m thode des verticales ind pendantes th orie et mise en pratique Exemple complet D E M R H note technique 6 SHYL Mars 1975 G JACCON et M TOURNE Estimation d un d bit de crue par 1a mesure des vitesses de surface Jaugeages aux flotteurs D E M R H Note technique N 57 SHYL F vrier 1975 G JACCON Nouvelle m thode de jaugeage au cercle hydrographique ORSTOM Note technique N 11 G JACCON Choix de l h lice de moulinet C 31 utiliser pour un jaugeage D E M R H Note 29 SHYL Septembre 1974 J CRUETTE Jaugeage au moulinet et au flotteur BIRH Tunis LEFEVRE Mesure des d bits ORSTOM Service Hydrologique Yaound 52 p OBERLIN G Quelques remarques compl mentaires au sujet des m thodes de jaugea ge au moulinet CTGREF Antony Note du 27 2 70 19 pages ron o POUYAUD B Premiers jaugeages pr cis r alis s par l ORSTOM sur 1e Congo Maluku Tr chot Cahier ORSTOM s rie Hydrologie volume IX 1972 R HLAVEK G n ralit s sur la mesure des d bits dans les cours d eau Stage de Nimes 22 Mai au 3 Juin 1967 R HLAVEK La mesure directe des d bits dans les cours d eau Stage de Nimes 22 Mai au 3 Juin 1967 D LE GOURIERES Hydrologie eaux de surface Cours de l Ecole F d rale Sup rieure d Agriculture Universit F d rale du Cameroun J BAILLEUX Le mat riel hydrom trique Stage de Nimes du 22 Mai au 3 Juin 1967 277 23 P LE DUC Note d ex cution des
271. ulinets signalisation lectrique II 1 3 1 1 Couineurs Avec les premiers moulinets g n rateur d impulsions avec m canisme r duction le nombre de tops 1 top 10 20 ou 40 tours suivant la roue dent e est compt l aide d un d tecteur sonore ou lumineux appel couineur IL comporte g n ral un vibreur ou une lampe lectrique mis sous tension par la fermeture du contact La Soci t OTT et les Etablissements Neyrpic ont commercialis des d tecteurs de ce type qui sont repr sent s sur la planche II DETECTEURS D IMPULSIONS OTT F2 NEYRPIC Ref 2233 A Planche Il 69 be d mame ors aea ma e m aree e Kafe Les constructeurs de mat riel hydrom trique ont rapidement reconnu qu il est fastidieux de compter mentalement jusqu 10 ou 20 pendant toute 1 dur e d un jaugeage et que de plus c est une source fr quente d erreurs Avec les moulinets donnant un contact tous les tours d h lice il n est plus possible d utiliser les d tecteurs d impulsion par voie auditive ou visuelle L apparition sur le march de compteurs digitaux chif fres sauteurs avec remise z ro fonctionnant sur piles a permis la r alisation de d tecteurs d impulsions plus perfectionn s et plus fiables La planche N III montre les appareils mis sur le march par les firmes OTT et NEYRPIC Tous ces compteurs sont utilis s avec les moulinets d livrant un contact par tou
272. ur d h lice qui ne doit jamais tre utilis les ennuis qu il entra ne sont plus grands que les avantages qu on peut attendre Une seule h lice en mati re plastique dont le montage est tr s simple par blocage sur l axe Le montage des fils de laison avec le compteur est relativement compliqu bien que le constructeur ait cherch am liorer nettement Les bornes tanches de branchement 1 7 Moulinet NEYRFLUX I 7 1 Documentation Voir notices M 2142 b et E 2142 A I 7 2 Remarques Moulinet axe fixe avec paliers sans roulement billes tr s faible coefficient de frottement tournant dans l eau Appareil tr s simple et tr s robuste dont les qualit s hydrody namiques sont r elles en particulier vitesse de d marrage beaucoup plus faible que celle des moulinets usuels avec h lices en bronze Possibilit de montage sur perche ou saumon 289 H LES COMPTEURS D IMPULSIONS II 1 Documentation OTT HLf 120 7 1 1064 et II 2066 et HWE 12400 01 NEYRPIC M 22 II 2 Remarques II 2 1 Couineurs Ces appareils sont de moins en moins utilis s I1 faut se rap peler que l op rateur mesure le temps avec un chronom tre Pour mesurer n impulsions l op rateur d marre le chronom tre l apparition d un signal et compte z ro Le chronom tre est arr t apr s avoir compt n signaux Le nombre de tours est gal n fois 10 20 ou 40 suivant le rapport de r duction cho
273. ur mesurer les vites ses est constitu essentiellement par un moulinet mont l avant d un bateau et d un sondeur ultrasons La section est mat rialis e par un alignement de quatre balises Un appareil donne l angle suivant lequel s quilibre le moulinet pendant Le d placement du bateau travers la section Le bateau se d place obliquement vitesse constante sur 1 section de mesure le moulinet donne 1a composante entre la vitesse du bateau et la vitesse du courant La section mouil l e est relev e par le sondeur 84 Fig 26 Telescope eyepiece fal Tachometer d ter tiome Poten Chain Battery pod Measuring tape Weight 85 On obtient ainsi 1 vitesse moyenne superficielle et la surface de 1 section mouill e En conclusion on peut dire que les recherches actuelles tendent mettre au point des m thodes de d tection des vitesses dans Les cou Lements surface Libre L aide de mat riel immerg ne comportant pas de parties tournantes m me sans immersion de mat riel Cependant Les progr s sont tr s lents car d une part les signaux capt s sont tr s faibles et n cessitent un mat riel lectronique d amplification parfois tr s co teux et d autre part L hydrom trie n est pas une technique de pointe et les moyens mis sa disposition sont Le plus souvent tr s r duits En cons quence les moulinets de type classique resteront pendant de nombreuses ann es en
274. urce de frottements d o am lioration des conditions de fonctionnement 43 11 1 2 2 H lices Les h lices rais dont le rotor se compose de plusieurs ailettes reli es au moyeu l aide de petites tiges utilis es sur les tous premiers moulinets ne sont cit es ici que pour m moire Les moulinets modernes axe horizontal sont tous quip s d h lices ar tes biaises dont les pales surface h lico dale sont implant es directement sur Le moyeu normales ou auto composantes ces deux t rmes seront d finis par la suite On trouve des h lices en laiton chrom usin es en alliage d aluminium moul es et depuis quelques ann es en plastique moul es Les avantages pr sent s par ce dernier m t riau sont tels que certains constructeurs ont abandonn les h lices m talliques et ne pr sentent plus que des h lices plastiques en raison de leur prix de revient plus bas de la suppression du tarage individuel les h lices sont talon n es de fa on statistique en choisissant quelques chantillons seule ment dans un lot issu du m me moule talonnage moyen de leur iner tie tr s faible car la densit est voisine de celle de l eau et enfin de l absence de d formation permanente en cas de choc l h lice casse mais ne se d forme pas Une h lice est caract ris e par son diam tre et son pas Les diam tres les plus courants sont 125 et 100 mm Mais on peut descendre jusqu 30 mm dans le cas de
275. ure des tiages et des crues condition qu il n y ait ni apports nt fuites entre les deux emplacements et que D Le d bit passant dans ces sections soit gal celui contr l par la station limim trique La section de jaugeage sera situ e dans une zone 1 lement se fait filets parall les sans tourbillons importants ni remous ni zones d eau morte Dans ce but il y aura lieu de choisir l emplacement de 1 section de jaugeage dans un tron on rectiligne entre des berges franches avec un lit bien calibr sur une distance au moins gale cinq fois la largeur en amont et trois fois la largeur en aval La qualit de l coulement sera appr ci e simplement depuis la berge en observant le mouvement des d bris et corps flottants Il est pr f rable d avoir au droit de la section un trac en plan du lit l g rement convergent plut t que divergent La section devra tre dans 1 mesure du possible perpendi culaire aux filets liquides Si cette condition ne peut pas tre r alis e on l orientera de fa on qu elle soit normale aux filets liquides correspondant au maximum de d bit 147 Dans Le profil choisi il faut s assurer que les vitesses extr mes que l on aura mesurer restent bien dans les limites des formules d talonnage du moulinet employ Il faut gale ment que la vitesse la plus faible soit suffisante pour que Le moulinet tourne dans de bonnes conditions Les hydrologu
276. vis poulie de c ble eleclro parteur moulinet suspendu 9II 117 La plus grande station t l ph rique install e par l ORSTOM est celle du Mangoky au Banian dont la port e entre appuis atteint 425 m De telles port es posent quelques probl mes pour la manoeu vre du saumon poulies de renvoi au milieu de 1 port e et treuils de commande sur les deux berges aussi 1 largeur maximale quip e avec le mat riel courant n exc de que tr s rarement 250 m 4 MAT RIEL DIVERS Nous examinerons ici quelques accessoires utilis s lors des mesures de vitesses au moulinet et destin s la d termination de la largeur de la rivi re et la mesure des angles horizontaux et verticaux Ces accessoires sont le plus souvent bricol s par l hy dtologue et nous sommes persuad s que notre num ration est incompl te II 4 1 D FINITION DE LA SECTION 11 4 1 1 Avec perche fixe jaugeage gu La section est mat rialis e par un double d cam tre tendu entre deux piquets dans le cas d une rivi re peu importante peut utiliser aussi un c ble d acier inoxydable de 2 mm sur lequel on d place un compteur chiffres sauteurs avec roulette donnant les centim tres Nous avons utilis le compteur du treuil GRAN ancien mod le modifi pour tre rendu solidaire d une perche tout en roulant sur le c ble voir figure31 Cette solution est relativement on reuse Il est possible de
277. z ro pendant le jaugeage afin d viter l inversion des paraboles origine au fond ou la surface 1V 3 1 3 Plan m trage des paraboles Les paraboles tant trac es sur du papier calque ou du papier millim tr le d bit l mentaire sur chaque verticale sera obtenu par planim trage On commence par contr ler le planim tre en mesurant 1 surface d un carr de 10 x 10 cm sur le papier utilis L op ration est r p t e deux fois La valeur de la surface ainsi trouv e donne le coef ficient correctif adopter pour la suite du travail Si l erreur est inf rieure 1 Z on ne fait pas de correction Ensuite chaque parabole est planim tr e deux fois en cas de r sultats diff rents de plus de 2 Z faire une troisi me mesure On adopte comme valeur de la surface la moyenne des valeurs qui pr sentent entre elles un cart inf rieur 2 Z La feuille sera plac e sous un calque d bordant tr s largement la surface mesurer de fa on que ia roulette du planim tre se d pla ce toujours sur le calque La surface du profil est obtenue en cm2 et 1 10 Le d bit l mentaire exprim en m2 s Si le coefficient correctif est nul on calcule ce d bit en multipliant cette surface en cm2 par la valeur du cm2 sur le dessin compte tenu de l chelle utilis e cas de 1 figure 1 cm2 0 1 m s Si le coefficient n est pas nul on op re de la fa on suivante Soit S 1 surface de la parabole obte

Manuel d`hydrométrie

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