3. ESTIMATIONS DU DÉBIT D'EAU

3.0 Introduction

Il existe plusieurs bonnes méthodes pour mesurer le débit d'un cours d'eau ou d'un canal. Celle que vous suivrez dépendra de plusieurs facteurs:

Comparons les différentes méthodes: le tableau 3 vous aidera à comparer les différentes méthodes et à choisir celle qui correspond le mieux à vos besoins, chacune d'elles étant expliquée en détail et illustrée dans les paragraphes suivants.

Note: pour calculer le temps qu'il vous faudra pour remplir ou vider un étang à l'aide d'un tuyau droit ou d'un siphon (tuyau courbe), voir les paragraphes 37 et 38.


TABLEAU 3
Méthodes de mesure du débit de cours d'eau ou de canaux


Note. * très simple: ** plus difficile: *** le plus difficile.

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3.1 Estimation rapide et grossière

C'est une méthode très simple pour mesurer le débit approximatif de très petits cours d'eau, pour laquelle vous n'avez besoin d'aucun matériel spécial.

Lâchez une feuille dans le courant du cours d'eau dont vous voulez mesurer le débit.

Marchez dans la même direction que la feuille d'un pas normal, sur une distance d'environ 30 mètres ou 35 pas.

A ce moment, voyez jusqu'où la feuille est arrivée pendant que vous marchiez. Estimez le débit d'après les exemples ci-après.





Exemples

 

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Si vous constatez que vos besoins d'eau ne sont pas supérieurs à ceux indiqués dans les exemples, il est inutile de faire d'autres mesures de débit.

  Si vous constatez au contraire que vos besoins sont supérieurs, employez l'une des méthodes plus précises décrites ci-après, pour vous assurer que vous aurez suffisamment d'eau.

3.2 Méthode du seau

 
C'est une méthode simple pour mesurer avec une très grande précision un très petit débit de moins de 5 l/s.

   
Commencez par édifier un petit barrage de terre en travers du ruisseau pour arrêter le courant. Vous pouvez utiliser des pieux, des perches de bambou ou des branches d'arbre pour maintenir la terre en place pendant que vous construisez votre barrage.

Quand le barrage est à moitié construit, introduisez un tuyau de 5 à 7 cm de diamètre et d'environ 1 m à 1,50 m de long. Ce tuyau peut être en bambou.

Finissez alors de construire votre barrage de manière que toute l'eau passe à travers le tuyau.

Munissez-vous de deux seaux au moins, ou de récipients analogues, pour recueillir l'eau sortant par le tuyau. Il vous faut aussi une bouteille (ou tout autre récipient) d'un litre de capacité.

 


Avec cette bouteille, remplissez chacun des seaux tout en comptant le nombre de litres nécessaires, afin de connaître la capacité exacte de chacun d'eux.

Exemple


En vous servant de vos seaux les uns après les autres, recueillez toute l'eau sortant du tuyau pendant 1 minute (60 secondes). Comptez combien de seaux vous pouvez remplir durant ce temps. Calculez le débit total (en l/s).

Exemple



3.3 Méthode du flotteur

C'est la méthode qui convient pour mesurer, avec une précision moyenne, les petits ou grands débits. Elle est surtout appropriée à des sections de rivières aux eaux calmes et pendant les périodes de beau temps: s'il y a trop de vent et si la surface de l'eau est agitée, le flotteur risque de se déplacer anormalement.

 

 

Préparez un flotteur

De bons flotteurs peuvent consister en un morceau de bois ou une branche écorcée d'environ 30 cm de long et 5 cm de large, ou bien encore en une petite bouteille hermétiquement bouchée de 10 cm de haut. Celle-ci doit être lestée d'assez d'eau, de terre ou de gravier pour flotter en laissant juste dépasser son col au-dessus de la surface de l'eau.

 



   

En quels points relever les mesures

Repérez et marquez le long du cours d'eau une longueur AA-BB qui soit droite sur une distance d'au moins 10 mètres. Cherchez un endroit où l'eau est calme et exempte de végétation, pour que votre flotteur se déplace facilement et sans à-coups.





Trouvez la vitesse moyenne de l'eau

Demandez à un ami de déposer doucement le flotteur au milieu du courant, quelques mètres en amont de la ligne AA. Mettez-vous à hauteur de la ligne BB et mesurez avec votre montre le temps exact (en secondes) que met le flotteur pour parcourir la distance de AA à BB.

Répétez trois fois cette- opération en notant chaque fois le temps mis par le flotteur pour aller de AA à BB.

Note: si l'une de vos trois mesures est nettement différente des deux autres, éliminez-la et prenez-en une quatrième que vous retiendrez.

 

Exemple

     
Calculez maintenant le temps moyen qu'il a fallu au flotteur pour aller de AA à BB: faites la somme de vos trois mesures et divisez par trois.  

Exemple

     
Calculez la vitesse de l'eau en surface (en m/s) en divisant la distance AA-BB (dans cet exemple, 10 m) par le temps moyen (en secondes) et multipliez le résultat par 0,85 (coefficient de correction) pour estimer la vitesse moyenne de l'eau.  

Exemple



Trouvez la largeur moyenne

Mesurez la largeur (en m) du cours d'eau en plusieurs endroits Prenez celle de vos mesures la plus fréquente comme largeur moyenne.





Exemple

 

 



Trouvez la profondeur moyenne

Mesurez la profondeur (en m) du cours d'eau en plusieurs point de sa largeur. Prenez la moitié de la mesure la plus élevée comme profondeur moyenne approximative.




Exemple

 

 



Calculez le débit

Pour calculer le débit (en m3) multipliez la vitesse moyenne de l'eau (en m/s) par la largeur moyenne (en m) et par la profondeur moyenne (en m).

 

Exemple

     
Note: sachant que 1 m3 = 1 000 l, multipliez ce résultat par 1 000 pour avoir le débit en litres par seconde.  

Exemple



3.4 Méthode du flotteur et de la section mouillée

C'est une méthode simple pour mesurer les débits, faibles ou grands, avec un peu plus de précision que la méthode du flotteur décrite au paragraphe 33. Comme cette dernière, il vaut mieux l'utiliser en eaux calmes et par beau temps, avec peu de vent. Préparez un flotteur:voyez paragraphe 33.

 

En quels points relever les mesures

Trouvez le long du cours d'eau une ligne droite sur au moins 20 mètres. Cherchez un endroit où l'eau est calme et exempte de végétation pour que votre flotteur se déplace facilement et sans à-coups. Marquez cet endroit avec des piquets de chaque côté du cours d'eau aux points AA et BB et tendez un cordeau entre les piquets.

 



Trouvez la section mouillée moyenne

La section mouillée du cours d'eau sera différente entre les deux points AA d'amont et BB d'aval. Il vous faudra calculer la section moyenne.



   

En AA, mesurez la profondeur de l'eau (en m) en cinq points situés à égale distance le long du cordeau tendu en travers du cours d'eau.



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Il vous sera plus facile de noter les mesures prises aux points AA et BB si vous préparez un petit croquis sur lequel vous marquerez vos mesures.


Après avoir pris les mesures au point AA, faites la somme des cinq profondeurs mesurées et divisez-la par 5 pour obtenir la profondeur d'eau moyenne en AA.  

Exemple

     
La section mouillée en AA (en m2) est égale à la profondeur moyenne multipliée par la largeur du cours d'eau à cet endroit.  

Exemple

     
Obtenez maintenant au point BB les mêmes mesures en procédant exactement comme vous l'avez fait au point AA et calculez ainsi la profondeur d'eau moyenne, la largeur du cours d'eau et la section mouillée en BB.  

Exemple

     
Pour calculer maintenant la section mouillée moyenne du cours d'eau aux points AA et BB, faites la somme des deux valeurs trouvées et divisez par 2.  

Exemple



Trouvez la vitesse moyenne de l'eau

Vous avez maintenant à calculer la vitesse moyenne de l'eau en vous servant du flotteur comme décrit au paragraphe 33. Demandez à un ami de lâcher doucement le flotteur au milieu du courant, quelques mètres en amont de la ligne AA. Tenez-vous à hauteur de la ligne BB et, avec votre montre, mesurez combien de secondes le flotteur met à aller de AA à BB.

 

Répétez l'opération au moins trois fois, puis calculez le temps moyen en faisant la somme de toutes vos mesures et en la divisant par le nombre de celles-ci. Divisez ensuite la distance de AA à BB par le temps moyen pour trouver la vitesse moyenne de l'eau en surface. Multipliez par 0,85 (coefficient de correction) pour estimer la vitesse moyenne de l'eau dans le ruisseau.

 

Exemple


Calculez le débit d'eau

   
Pour calculer le débit (en m3/s), multipliez la vitesse moyenne de l'eau par la section mouillée moyenne.  

Exemple

     
Pour exprimer ce débit en litres par seconde (l/s), multipliez le résultat par 1 000.  

Exemple


Note: vous pouvez accroître la précision de cette méthode en augmentant la distance entre A et B à 30 m, 50 m, voire 100 m. Une plus grande distance entre A et B est en particulier recommandée quand le courant du cours d'eau est rapide. Plus vite coule l'eau, plus grande doit être cette distance.

Note: vous pouvez aussi augmenter la précision de la méthode en répétant 5, 7 ou même 10 fois la mesure du temps qu'il faut au flotteur pour aller de AA à BB.

 

     

Mais souvenez-vous:

  • plus longue est la durée de ce temps, moins il est nécessaire d'en répéter la mesure;
  • plus longue est la durée de ce temps, plus grande peut être la différence entre chacune des mesures.

 

Exemple





N'oubliez pas d'adapter vos calculs selon le type et le nombre de mesures que vous fait.

3.5 Méthode du colorant et de la section mouillée

Méthode employée pour mesurer avec une précision moyenne les débits faibles ou importants. On se sert ici d'un colorant, au lieu d'un flotteur, pour mesurer le débit d'eau.

Mesurez le temps (t1, en secondes) que le devant de la tache met pour atteindre la ligne BB.

 
     

Versez un peu en amont de la ligne AA une petite quantité de matière colorante au milieu du courant, qui formera dans l'eau une tache de couleur.

Note: le permanganate de potasse et la fluorescéine sont de bonnes substances colorantes que l'on peut trouver chez des fournisseurs spécialisés en produits chimiques.

 
     

Mesurez de même le temps (t2, en secondes) que met l'arrière de la tache pour atteindre la ligne BB.

 


Calculez le temps moyen mis par la tache pour atteindre la ligne BB, en additionnant t1 et t2 et en divisant cette somme par 2.

 

Exemple

     

Calculez la vitesse de l'eau (m/s) en divisant la distance AA-BB (m) par le temps moyen (s).

Note: lorsque vous vous servez d'une matière colorante, vous n'avez pas à multiplier la vitesse de l'eau par un coefficient de correction, comme vous le faites lorsque vous utilisez un flotteur.

 

Exemple

     
Calculez la section mouillée moyenne du cours d'eau comme décrit au paragraphe 34.  

Exemple

     
Le débit d'eau est égal à la vitesse de l'eau multipliée par la section mouillée moyenne.  

Exemple

Note: vous augmenterez la précision de cette méthode en accroissant la distance entre les lignes AA et BB, ou en multipliant le nombre de mesures de temps comme décrit paragraphe précédent.

3.6 Méthode du déversoir

On utilise communément les déversoirs pour mesurer avec une grande précision le débit des cours d'eau, faible ou important. La méthode est particulièrement utile pour enregistrer les débits d'un cours d'eau sur une certaine période.

   


Qu'est-ce qu'un déversoir?

Un déversoir est un obstacle mis en travers d'un cours d'eau pour forcer toute l'eau à passer par une échancrure pratiquée à cet effet. Il en existe différents types et modèles. Nous en examinerons ici deux: le déversoir triangulaire et le déversoir rectangulaire. déversoir rectangulaire.


Dans ces deux modèles de déversoirs, l'échancrure a des parois minces, de telle sorte que l'eau qui passe n'y touche que des arêtes très fines, et la largeur de l'échancrure est inférieure à celle du cours d'eau (déversoir à contractions latérales).


Quand il est en place en travers d'un ruisseau ou d'un canal, le déversoir relève le niveau de l'eau en amont. Pour bien fonctionner, il doit créer une chute verticale suffisante entre le bas de l'échancrure et la surface de l'eau en aval. Dans ce cas, l'eau tombe librement et l'air peut circuler au- dessous de la chute d'eau.

La crête d'un déversoir correspond au bord inférieur de l'échancrure. Dans un déversoir rectangulaire, la largeur de la crête coïncide avec la largeur de l'échancrure. Dans un déversoir triangulaire, la crête a une largeur nulle.

La charge sur le déversoir est la distance verticale entre la crête du déversoir et la surface non perturbée de l'eau en amont.

 



Avantages et inconvénients des déversoirs

Avantages:

  • ils permettent de mesurer facilement et avec précision le débit d'eau;
  • ils sont faciles à construire et ne demandent que peu d'entretien;
  • les petits débris flottants passent aisément à travers l'échancrure;
  • ils durent longtemps.
 


Inconvénients:

  • ils exigent une perte de charge considérable pour bien fonctionner;
  • les gros débris flottants peuvent se bloquer dans l'échancrure et modifier le débit;
  • des variations de débit peuvent se produire, par exemple si des débris se bloquent dans le déversoir ou si un ensablement se forme derrière le déversoir, etc.
 

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Où installer un déversoir?

Un déversoir doit être installé sur un tronçon rectiligne en amont sur une distance au moins dix fois supérieure à la largeur de la crête du déversoir.

Pour augmenter la précision du système, installez le déversoir à l'extrémité aval d'un long bief dormant, suffisamment large et profond pour que le courant approche le déversoir lentement, régulièrement et sans remous.

La vitesse de l'eau immédiatement en amont du déversoir ne devrait pas dépasser 0,14 m/s.

 

 

     

Installez le déversoir là où le niveau en amont de celui-ci ne provoquera pas de pertes anormales d'eau en inondant les berges, ni d'infiltrations dans le haut des rives qui n'étaient pas submergées précédemment. Il faut être particulièrement prudent en plaine, ou lorsqu'il existe près du cours d'eau des canaux ou des fossés qui se trouveraient au-dessous du nouveau niveau d'eau, en amont du déversoir.

 



Comment choisir le déversoir approprié

Estimez d'abord le débit du cours d'eau par la méthode du flotteur et de la section mouillée, décrite au paragraphe 34.

   
     

Choisissez un déversoir triangulaire si le débit à mesurer:

  • ne varie pas beaucoup d'une saison à l'autre et s'il est, en général, inférieur à 114 l/s;
  • varie beaucoup en force dans l'un ou dans l'autre sens.

Choisissez un déversoir rectangulaire si le débit à mesurer:

  • varie peu et reste en général supérieur à 114 l/s.
 



Comment concevoir un déversoir triangulaire

Un déversoir triangulaire a une échancrure à angle droit (90º), dont les deux parois doivent être minces: 3 mm d'épaisseur au maximum.

 

 


Pour obtenir des mesures précises du débit avec un déversoir triangulaire, assurez-vous que:

  • la charge sur le déversoir est supérieure à 5 cm;
  • la hauteur de crête, au-dessus du fond du cours d'eau en amont du déversoir, dépasse de deux à trois fois cette charge;
  • la chute d'eau en aval du déversoir est assez haute pour créer une retombée verticale de l'eau en chute libre.
 

Note: avant de commencer à construire le déversoir, préparez soigneusement vos plans de façon à satisfaire aux conditions ci-dessus de charge, de hauteur de crête et de chute libre. Pensez particulièrement à la largeur du cours d'eau (si possible, plus de sept fois la charge maximale) et à sa profondeur, là où vous prévoyez d'installer l'appareil, car, une fois construit, il sera difficile de le modifier.

 

Si vous estimez le débit avec un déversoir triangulaire, l'erreur tend à croître à mesure que la charge diminue. Dans la pratique, si vous avez rempli les conditions ci-dessus, l'erreur se limite généralement à 10 pour cent. Avec un déversoir triangulaire, si vous voulez réduire encore l'erreur, augmentez la profondeur de l'échancrure dans les limites définies ci-dessus, ce qui accroîtra la charge.

Voici les profondeurs d'échancrure (en cm) requises pour différentes valeurs de débit:

  • 20 cm, débit inférieur à 15 l/s;
  • 30 cm, débit de 15 à 45 l/s;
  • 40 cm, débit de 45 à 65 l/s;
  • 50 cm, débit de 65 à 110 l/s.
 


Si le débit est supérieur à 110 l/s, vous devez estimer approximativement la profondeur de l'échancrure. A l'aide du tableau 4, vous trouverez la charge (en cm) correspondant au débit maximal (en l/s) à mesurer; ajoutez environ 10 cm à cette valeur de charge pour obtenir la profondeur de l'échancrure triangulaire nécessaire.

 


Comment concevoir un déversoir rectangulaire

Le type de déversoir dont nous parlerons ici a une échancrure rectangulaire et une largeur de crête inférieure à la largeur du cours d'eau. Les trois parois de l'échancrure doivent être minces: 3 mm au maximum.

 

 

 

     

Pour obtenir des mesures de débit précises avec un déversoir rectangulaire, s'assurer que:

  • la charge sur le déversoir est supérieure à 5 cm;
  • la largeur de la crête est au moins de 15 cm et devrait, de préférence, être plus de troi foi la charge maximale à mesurer;
  • la hauteur de la crête au-dessus du lit du cours d'eau en amont du déversoir est supérieure à la charge de deux à trois fois;
  • la distance des parois verticales de l'échancrure aux rives du cours d'eau est plus du double de la charge maximale à mesurer;
  • la chute à l'aval du déversoir est suffisamment haute pour que la retombée d'eau soit libre.

Note: avant de commencer à construire le déversoir, préparez soigneusement vos plans pour satisfaire aux conditions ci-dessus de charge, de hauteur de crête et de chute. Pensez particulièrement à la largeur du cours d'eau (si possible, plus de sept fois la charge maximale), ainsi qu'à sa profondeur à l'endroit où vous comptez installer le déversoir, car une fois construit, il sera difficile de le modifier. plus de sept fois la charge maximale), ainsi qu'à sa profondeur à l'endroit où vous comptez installer le déversoir, car une fois construit, il sera difficile de le modifier.

 


Si vous estimez le débit avec un déversoir rectangulaire, l'erreur tend à croître à mesure que la charge diminue. Dans la pratique, si vous avez rempli les conditions ci-dessus, l'erreur se limite en général à 10 pour cent. Avec un déversoir rectangulaire, si vous voulez réduire davantage l'erreur, diminuez la largeur de la crête dans les limites indiquées plus haut, ce qui augmentera la charge. Le tableau 5 vous aidera.

Voici les profondeurs d'échancrure et les largeurs de crête (en cm) requises pour différentes valeurs de débit:

  • 30 x 60 cm, débit de 80 à 120 l/s;
  • 40 x 90 cm, débit de 120 à 300 l/s;
  • 55 x 120 cm, débit de 300 à 600 l/s;
  • 75 x 180 cm, débit de 600 à 1 500 l/s.
 

Pour déterminer les dimensions de l'échancrure d'un déversoir rectangulaire autres que celles ci-dessus, consultez la partie supérieure du tableau 5. Cherchez-y le débit maximal à mesurer (en l/s), en gardant la largeur de la crête (en cm) aussi petite que possible. Lisez horizontalement la charge correspondante (en cm) et ajoutez 10 à 15 cm pour trouver la profondeur de l'échancrure rectangulaire nécessaire.

 

Exemple



Comment construire et installer un déversoir

Tout dépend de la vitesse du courant et de l'importance du cours d'eau.

 

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Dans le courant

Si le courant est lent et s'il s'agit seulement d'un ruisseau étroit, vous pouvez construire le déversoir sur la rive, à sec et où il est plus facile de travailler. Une fois terminé, installez le déversoir dans le lit du ruisseau.

Quand le cours d'eau est très étroit, le déversoir peut être installé soit en l'enfonçant sur place, soit en l'enfouissant dans les côtés et le fond du ruisseau, sans dériver l'eau.

Note: si le courant est rapide, ou le cours d'eau large, vous pouvez décider de construire le déversoir directement dans le lit de celui-ci. Plus large est le cours d'eau, plus large doit être le déversoir. Si vous le construisiez sur la rive, il pourrait se révéler trop large et trop lourd pour être mis en place.

 

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En dérivant l'eau

Quand le cours d'eau est large et que vous devez y construire directement votre déversoir, il faut dériver l'eau autour de l'endroit choisi pour installer le dispositif.

Pour faire cette dérivation, creusez un fossé depuis un point de la rive situé en amont de l'emplacement prévu jusqu'à un autre point situé en aval.

 

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Construisez un barrage juste au-dessous de l'extrémité amont du fossé de dérivation. Quand l'eau arrivera à ce barrage, elle s'écoulera par le fossé autour de l'emplacement choisi et retournera ensuite au cours d'eau.

Pour empêcher l'eau dérivée en aval de refluer sur l'emplacement du déversoir, il faudra peut-être édifier un second barrage en aval de ce dernier.

 

     

Une fois la dérivation effectuée et l'emplacement asséché, vous pouvez commencer à construire sur place votre déversoir. Lorsqu'il est terminé, retirez les barrages et laissez l'eau reprendre son cours naturel. Elle atteint bientôt son niveau normal et commence à s'écouler à travers l'échancrure du déversoir.

 


Position du déversoir dans un cours d'eau

Un déversoir doit être placé en position verticale dans le courant et installé perpendiculairement à la direction de celui-ci.

Marquez l'emplacement choisi en tirant un cordeau d'une rive à l'autre, faisant un angle de 90º avec la direction du courant.

 

     
 
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Plantez verticalement une rangée de pieux solides dans le lit du cours d'eau, le long du cordeau. Servez-vous d'un niveau pour vous assurer de leur verticalité. Cette rangée de pieux vous aidera à mettre convenablement en place le déversoir, qu'il ait été construit sur la rive auparavant ou directement dans le cours d'eau.

Quand vous installez un déversoir construit sur la rive ou directement dans le cours d'eau sans avoir fait de dérivation, placez- le du côté amont de la rangée de pieux, de façon que le courant le maintienne en position correcte en appui sur les pieux.

Une fois le déversoir implanté dans les rives et le fond du lit, vous pouvez enlever les pieux si l'appareil ne nécessite pas de supports supplémentaires. Si le courant est trop fort, ne retirez que les pieux situés derrière l'échancrure.

 
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Construire un déversoir en bois

Vous pouvez construire un déversoir avec des panneaux ou des planches bien ajustés et maintenus ensemble par des traverses sur les deux faces.

L'épaisseur des planches que vous utiliserez dépendra de la largeur du cours d'eau et de la force du courant. Pour un ruisseau très étroit, vous pouvez prendre du bois mince, mais, pour les cours d'eau rapides et larges, vous devez utiliser du bois plus épais ou du bois de charpente.

 

 

     
Mesurez la largeur du cours d'eau et la distance du haut des rives jusqu'au lit pour déterminer la dimension de votre déversoir. Celui-ci doit être assez haut et assez large pour pouvoir être bien implanté dans les berges et dans le lit, de manière à lui donner l'assise nécessaire et à interdire les fuites d'eau latérales et sous-jacentes.  
     
Fabriquez votre déversoir en ménageant assez d'espace au centre, entre les traverses, pour y pratiquer l'échancrure de la dimension voulue.  
     

Recouvrez les vides entre panneaux ou planches avec des lattes de bois pour empêcher les fuites.

Une fois votre déversoir en place, il ne vous reste plus qu'à découper l'échancrure dans le bord supérieur.

 


Déversoir triangulaire

Comment pratiquer une échancrure triangulaire à angle droit dans le bois:

  • déterminez le centre du bord supérieur du déversoir;
  • de chaque côté de ce centre, mesurez et marquez une longueur égale à la profondeur de l'échancrure (disons 30 cm);
  • du centre, tracez vers le bas une ligne perpendiculaire de longueur égale à la profondeur de l'échancrure;
  • reliez l'extrémité de cette ligne aux deux repères marqués précédemment sur le bord supérieur du déversoir: vous avez ainsi dessiné une échancrure triangulaire à angle droit (90º);
 


  • avec une scie à bois, découpez soigneusement l'échancrure;
  • vérifiez l'échancrure avec une équerre, pour vous assurer que son ouverture est bien à 90º et que toutes les autres mesures sont exactes;
  • si nécessaire, renforcez les panneaux ou planches que vous avez découpés. Servez-vous pour cela de bois que vous placerez sur la face aval du déversoir;
  • limez en biseau les deux parois de l'échancrure jusqu'à atteindre une épaisseur de 3 mm au maximum sur la face amont du déversoir.
 



Déversoir rectangulaire

Comment construire un déversoir rectangulaire en bois:

  • déterminez le centre du bord supérieur de votre déversoir;
  • de chaque côté du centre, mesurez et marquez une longueur égale à la moitié de la largeur de la crête, disons 30 cm si celle-ci doit mesurer 60 cm de large;
  • de chacun de ces deux points, tracez vers le bas une ligne à angle droit égale à la profondeur de l'échancrure;
  • joignez horizontalement les extrémités de ces deux lignes: vous avez ainsi dessiné une échancrure rectangulaire;
 

 


  • avec une scie à bois, découpez soigneusement cette échancrure;
  • avec une équerre et un niveau de maçon, vérifiez que les parois verticales de l'échancrure forment bien un angle droit avec la paroi de la crête et que toutes les autres mesures sont bien exactes;
  • si nécessaire, renforcez les panneaux et planches que vous aurez découpés avec du bois que vous placerez sur la face aval du déversoir;
  • limez en biseau toutes les parois de l'échancrure jusqu'à une épaisseur maximale de 3 mm sur la face amont du déversoir.
 

     
Une fois le déversoir en place dans le courant et solidement ancré dans les berges et dans le fond du lit, assurez-vous de son étanchéité. Calfatez les vides entre les planches avec de la mousse, de l'argile ou des déchets de coton gras. Comblez tous les trous sur le fond du lit et sur les côtés du déversoir avec de l'argile, des mottes de gazon, etc  


Construire un déversoir avec d'autres matériaux

Vous pouvez aussi construire un déversoir avec une feuille de tôle, plane ou ondulée.

 



Avec une feuille de tôle plane

L'épaisseur et la résistance de la tôle que vous aurez à choisir dépendront de la rapidité du courant et de la grandeur du cours d'eau.

Quand vous découperez l'échancrure dans la tôle, veillez bien à ce que les bords soient droits et minces. Demandez au besoin au forgeron local de vous aider.

 


     

Note: si votre déversoir de tôle a besoin d'un support supplémentaire, laissez en place les pieux verticaux que vous avez installés pour l'aligner en travers du courant, mais enlevez ceux situés juste derrière l'échancrure.

 

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Avec une tôle ondulée

La tôle ondulée est en général plus facile à trouver que la tôle plane et meilleur marché.

La tôle ondulée a l'inconvénient de se plier le long de ses ondulations. Mais si le déversoir a été bien ancré dans les berges et dans le fond du cours d'eau et si les ondulations de la tôle ont été disposées horizontalement, l'installation sera très solide.

Une échancrure découpée dans une tôle ondulée est irrégulière de forme et donne de moins bons résultats. Pour éviter cela, ajustez une pièce de bois au centre de la tôle et découpez-y l'échancrure pour un déversoir normal en bois.

 

     

Note: si un déversoir fait de tôle ondulée nécessite un support supplémentaire, laissez en place les pieux verticaux que vous avez plantés dans le courant pour aligner l'appareil perpendiculairement aux rives, mais n'oubliez pas d'enlever ceux situés derrière l'échancrure.

 
     

Pour que vos mesures soient correctes, il est essentiel que votre déversoir:

Quand vous installez un déversoir ou quand vous le construisez en place, vérifiez régulièrement ces positions.

 


Utilisation du déversoir pour déterminer le débit du cours d'eau

On se sert de déversoirs pour déterminer le débit de l'eau, en mesurant la charge, c'est-à-dire la différence de niveau entre la crête du déversoir et la surface de l'eau en amont de celui-ci.

Le niveau de l'eau qui passe effectivement par-dessus la crête est plus bas que celui du cours d'eau en amont, parce qu'à mesure que l'eau se rapproche du déversoir, son niveau commence à baisser avant qu'elle ne déborde par-dessus la crête.

 

     

Pour mesurer la charge, soit le niveau d'eau constant en amont correspondant à celui du déversoir, vous devez reporter un point, égal à la hauteur de crête au déversoir, en un autre point en amont choisi là où le niveau d'eau est constant.

Pour trouver ce point, mesurez une distance en amont du déversoir qui soit au moins égale à dix fois la profondeur de l'échancrure.

 


Marquez un point en amont pour mesurer la charge, après avoir dérivé le cours d'eau

Il vous sera plus facile de marquer ce point en amont si vous avez dérivé le cours d'eau pour construire votre déversoir.  


Enfoncez un piquet dans le lit du cours d'eau près de la rive au point en amont que vous avez choisi. Avec un niveau de maçon et une planche bien plane, reportez au sommet du piquet la hauteur de crête du déversoir. Continuez à enfoncer votre piquet jusqu'à ce que sa tête soit au même niveau que la crête.
 

Laissez maintenant l'eau regagner son lit normal. Assurez-vous que le fossé de dérivation soit bien fermé, de façon que, lorsque le niveau montera derrière le déversoir, l'eau ne puisse pas s'échapper dans les canaux ou les fossés, ou encore par infiltration ou débordement (voir page 63). Lorsque le cours d'eau a atteint en amont son niveau constant, le sommet du piquet doit être submergé.

Vérifiez que le déversoir a été bien construit et que toutes les normes ont été respectées.

Vous obtiendrez la charge de votre déversoir en plaçant le zéro d'une latte graduée au sommet du piquet et en mesurant la profondeur de l'eau au- dessus de ce sommet.

 


Marquez un point en amont pour mesurer la charge, quand vous n'avez pas dérivé le cours d'eau

Si vous n'avez pas dérivé le cours d'eau avant de construire votre déversoir, vous devez marquer votre point en amont dans l'eau.

Enfoncez un piquet près de la rive, au point en amont que vous avez choisi.

Le piquet doit être assez haut pour rester au-dessus de la surface de l'eau quand elle atteindra son niveau maximal.

 
     

Placez dans l'échancrure une latte graduée dont le zéro coïncide avec le niveau de la crête du déversoir. Votre latte doit être un peu plus longue que la profondeur de l'échancrure. Avec un niveau de maçon et une planche bien plane, transférez le niveau du sommet de la latte graduée sur le piquet et marquez ce point.

 


Enlevez votre latte de l'échancrure et attachez-la au piquet en alignant son sommet avec cette marque.

Vérifiez que le déversoir a été bien construit et que toutes les normes ont été respectées, (déversoir triangulaire ou déversoir rectangulaire )

Vous obtiendrez la charge du déversoir en lisant sur la latte graduée le chiffre coïncidant avec la surface de l'eau.

 
     

Vous avez vu précédemmente que les déversoirs triangulaires sont utilisés en général pour mesurer les faibles débits, tandis que les déversoirs rectangulaires servent pour les débits plus importants. Pour cette raison, mesurez la charge d'un déversoir triangulaire avec une latte graduée en demi-centimètres et celle d'un déversoir rectangulaire avec une latte graduée en centimètres.

Note: lorsque vous mesurez la charge au point en amont, faites attention à ne pas perturber la surface de l'eau (par exemple en vous tenant debout dans le courant), car vous risqueriez de fausser la lecture de la charge.

 


Entretien des déversoirs

L'estimation précise du débit au moyen d'un déversoir exige que celui-ci soit régulièrement entretenu:

  • nettoyez le et enlevez les débris qui se seraient pris dans l'échancrure;
  • enlevez la vase qui s'accumule sur la face amont du déversoir;
  • prévenez l'érosion du lit, qui s'affouille sur la face aval du déversoir;
  • vérifiez l'alignement du déversoir: vertical (par rapport à la surface de l'eau) et perpendiculaire à la direction du courant;
  • vérifiez la bonne étanchéité du déversoir;
  • vérifiez que le niveau zéro de la latte graduée placée en amont coïncide bien avec le niveau de la crête du déversoir.
 



Calcul du débit au moyen d'un déversoir

Déversoir triangulaire

   
Lorsque vous utilisez un déversoir triangulaire, mesurez en amont la valeur de la charge au demi-centimètre près. Cette valeur obtenue, utilisez le tableau 4 pour estimer le débit d'eau (en l/s).  

Exemples

Note: ne pas oublier que les déversoirs triangulaires sont les mieux adaptés à la mesure de débits égaux ou inférieurs à 114 l/s. Si vous utilisez le tableau 4, toutes les valeurs supérieures à D = 114,08 l/s et C = 37 cm seront de moins en moins précises au fur et à mesure que D et C augmentent.


TABLEAU 4
Estimation du débit d'un cours d'eau au moyen d'un déversoir triangulaire
(C = Charge en centimètres; D = Débit en litres par seconde)

Note: La partie en gris indique des résultats moins précis.


Déversoir rectangulaire

   
Lorsque vous utilisez un déversoir rectangulaire, mesurez en amont la valeur de la charge au centimètre près. Cette valeur obtenue, utilisez le tableau 5 et repérez le débit (en l/s) dans la colonne correspondant à la largeur de la crête du déversoir.  

Exemple

     
Si la charge de votre déversoir est une valeur intermédiaire, vous devrez calculer par approximation la valeur correcte du débit. Le tableau 5 ne se réfère qu'à des charges de 2 en 2 cm.  

Exemple


     

Si la largeur de crête de votre déversoir a plus de 30 cm et ne figure pas dans le tableau 5 (par exemple 40, 50, 70 ou 80 cm), vous pouvez néanmoins calculer le débit en vous servant de l'avant-dernière colonne de droite intitulée par 10 cm et en suivant les étapes de l'exemple ci-dessous.

  • repérez votre valeur de charge dans la dernière colonne à droite et notez la valeur correspondante de débit (en l/s) par 10 cm de largeur de crête;
  • notez également la valeur du débit figurant dans la colonne où la largeur de crête est inférieure à celle du déversoir que vous utilisez;
  • calculez le nombre de dizaines de centimètres supplémentaires que compte la largeur de votre crête par rapport à la largeur de crête inférieure que vous avez trouvée dans le tableau;
  • multipliez maintenant la valeur de débit trouvée dans la colonne «par 10 cm» par ce nombre et ajoutez le résultat au débit que vous avez trouvé pour une crête plus étroite;
  • le résultat vous donne la valeur du débit pour la largeur de crête de votre déversoir.
 

Exemple

     
Si le débit que vous mesurez est égal ou inférieur à 130 l/s, vous pouvez utiliser le tableau 6. Pour cela, cherchez sur l'échelle de gauche la charge (en cm) et suivez la ligne horizontale correspondant à cette valeur jusqu'au point de rencontre avec la courbe représentant la largeur correcte de la crête du déversoir. Abaissez une verticale depuis ce point jusqu'au bas de l'échelle et lisez le débit correspondant (en l/s).  

Exemple


TABLEAU 5
Estimation du débit d'un cours d'eau (en l/s) au moyen d'un déversoir rectangulaire1 2

Note: La précision des valeurs du débit diminue lorsque la charge est supérieure d'un tiers à la largeur de la crête. Les valeurs des débits dans le tableau sont divisées en trois sections. Les valeurs de la section blanche sont les plus précises. Dans les autres sections, la précision diminue au fur et à mesure que la charge augmente jusqu'à une valeur égale à la largeur de crête.

1 Avec contractions latérales complètes et parois minces.
2 Débit approximatif correspondant à chaque 10 cm supplémentaires de crête (pour des largeurs de crête de 30 cm ou plus et pour les valeurs indiquees seulement dans la partie supérieure du tableau).


TABLEAU 6
Estimation du débit d'un cours d'eau (en l/s) au moyen d'un déversoir rectangulaire1

1 à contractions latérales et à parois minces



3.7 Débit d'eau à travers un tuyau droit

   
Cette méthode vous permet d'estimer le débit d'eau passant à travers un tuyau droit et relativement court, d'un niveau supérieur vers un niveau inférieur, comme, par exemple, quand vous remplissez ou videz un étang. Avant de pouvoir utiliser cette méthode, il vous faut déterminer la charge (en cm).

Si l'eau qui s'écoule d'un niveau supérieur sort du tuyau au-dessus du niveau d'eau inférieur, vous pouvez déterminer la charge en mesurant la distance verticale entre la surface de l'eau au-dessus et le centre du tuyau au-dessous.

 

     
Si l'eau qui s'écoule d'un niveau supérieur sort du tuyau au-dessous du niveau d'eau inférieur, vous pouvez déterminer la charge en mesurant la distance verticale entre la surface de l'eau au-dessus et celle de l'eau au- dessous.  
     

Pour calculer la charge, marquez d'abord un point constant à partir duquel vous pourrez prendre vos mesures. Pour cela, servez-vous d'un niveau de maçon et d'une planche plane, ou d'une corde tendue à l'horizontale entre deux piquets.

Placez la planche sur le sommet de la berge, en vous assurant de son horizontalité au moyen d'un niveau de maçon. Si la planche n'est pas horizontale, redressez-la avec des pierres jusqu'à ce qu'elle le soit. Calculez la charge en mesurant la hauteur requise de chaque côté de la digue et en faisant la différence entre ces deux hauteurs.

 

Exemple

Un autre moyen consiste à planter un piquet de chaque côté de la digue. Plantez les piquets dans l'eau un peu à l'écart du bord de la berge. A l'aide d'un niveau, tendez une corde horizontalement entre les deux piquets. Déterminez la charge en mesurant la hauteur requise de chaque côté de la digue et en faisant la différence entre ces deux hauteurs.

 

     

Exemple

Après avoir déterminé la valeur de la charge, calculez le débit en vous servant du tableau 7 pour les tuyaux de diamètre intérieur inférieur à 9 cm, ou du tableau 8 pour les tuyaux de diamètre intérieur supérieur à 9 cm. Repérez la valeur de la charge (en cm) sur l'échelle verticale du tableau et tracez de cette valeur une ligne horizontale jusqu'au point de rencontre de la courbe correspondant au diamètre du tuyau que vous utilisez. Abaissez la verticale jusqu'au bas de l'échelle, où vous lirez le débit d'eau (en l/s).

 

Exemples



TABLEAU 7
Estimation du débit d'eau passant dans un tuyau droit de diamètre intérieur inférieur à 9 cm
89a.GIF (143487 byte)



TABLEAU 8
Estimation du débit d'eau passant dans un tuyau droit de diamètre intérieur supérieur à 9 cm
89b.GIF (131629 byte)



3.8 Débit d'eau à travers un siphon

Cette méthode vous permet de calculer le débit d'eau passant d'un niveau supérieur à un niveau inférieur à travers un tube recourbé, relativement court, que l'on appelle un siphon. Elle peut par exemple être utilisée quand vous remplissez ou videz un étang. Comme pour la méthode précédente (juste décrit), vous devez déterminer la charge (en cm).

   


Comment fabriquer un siphon

Un siphon peut se faire avec un tube de caoutchouc ou de plastique, suffisamment long et souple pour aller du niveau supérieur au niveau inférieur en passant par-dessus la digue de l'étang.

 

 


Comment fonctionne un siphon

Un siphon ne fonctionne que s'il y a différence de niveau entre les deux surfaces d'eau et si l'extrémité du tube placée au niveau inférieur est au- dessous de l'extrémité du tube immergée au niveau supérieur.

 

     
Mesurez la charge, c'est-à-dire la différence de niveau entre la surface d'eau supérieure et la surface d'eau inférieure, en vous servant d'un niveau de maçon et d'une planche plane, ou d'une corde tendue horizontalement entre deux piquets (comme précédemment pour des tuyaux droits).  

Exemple

Une fois obtenue la valeur de la charge, déterminez celle du débit dans le tableau 9 pour les siphons de diamètre intérieur inférieur à 9 cm, ou dans le tableau 10 pour ceux de diamètre intérieur supérieur à 9 cm. Repérez sur l'échelle verticale la valeur de la charge (en cm) et suivez une ligne horizontale jusqu'à la courbe correspondant au diamètre de votre siphon. De ce point, suivez une ligne verticale jusqu'au bas de l'échelle, où vous lirez la valeur (en l/s) du débit d'eau du siphon.

 





Exemple



TABLEAU 9
Estimation du débit d'eau passant à travers un siphon de diamètre intérieur inférieur à 9 cm



TABLEAU 10
Estimation du débit d'eau passant à travers un siphon de diamètre intérieur supérieur à 9 cm