ISO 8333:1985
(Main)Liquid flow measurement in open channels by weirs and flumes — V-shaped broad-crested weirs
Liquid flow measurement in open channels by weirs and flumes — V-shaped broad-crested weirs
Specifies a method for the measurement of subcritical flow in small rivers and artificial channels using V-shaped broad-crested weirs. Covers also selection of site and installation conditions, measurement of head, discharge equations and errors in flow measurement and contains three annexes.
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts au moyen de déversoirs et de canaux jaugeurs — Déversoirs à seuil épais en V
General Information
Standards Content (Sample)
ISO 8333-1985 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
Liquid flow measurement in open channels by weirs and
V-shaped broad-crested weirs
flumes -
1 Scope and field of application 5 Installation
This International Standard specifies a method for the
5.1 Selection of site
measurement of subcritical flow in small rivers and artificial
channels using V-shaped broad-crested weirs.
A preliminary Survey shall be made of the physical and
hydraulic features of the proposed site to check that it con-
The advantages of this type of weir are described in clause 8.
forms (or may be made to conform) to the requirements
necessary for measurement using the weir.
NOTE - A comparison of the different types of weirs and flumes will
form the subject of a future International Standard.
Particular attention shall be paid to the following features in
selecting the site of the weir :
2 References
a) the availability of an adequate length of channel of
ISO 772, Liquid flow measurement in open channels -
regular Cross-section;
Vocabulary and Symbols.
b) the existing velocity distribution;
ISO 4373, Measurement of liquid flow in open channels -
Wa ter level measuring devices.
c) the avoidance of channels having gradients greater than
1 in 250;
ISO 4374, Liquid flow measurement in open channels -
Round-nose horizontal crest weirs.
d) the consequential effects of any increased upstream
ISO 5168, Measurement of fluid flow - Estimation of uncer-
water level due to the measuring structure;
tainty of a flow-rate measurement.
e) the consequential conditions downstream, including
such influences as tides, confluences with other streams,
3 Definitions
sluice gates, mill dams and other controlling features which
might Cause drowning;
For the purposes of this International Standard, the definitions
given in ISO 772 apply.
f) the impermeability of the ground on which the structure
is to be founded, and the necessity for piling, grouting or
other sealing in river installations;
4 Units of measurement
g) the necessity for flood banks to tonfine the maximum
The units of measurement used in this International Standard
are SI units. discharge to the channel;
ISO 8333-1985 (El
banks, and the necessi ty for trim-
h) the stability of the distribution as normal as possible over the Cross-sectional area.
ming and/or revetment in natu ral c hannels; This tan usually be verified by inspection or measurement. In
the case of natura1 streams or rivers, this tan only be attained
rocks or boulders from the bed of the by having a long, straight approach channel free from pro-
j) the clearance of
jections into the flow. Unless otherwise specified in the ap-
approach channel;
propriate clauses, the approach channel shall comply with the
general requirements outlined below.
k) the effects of wind (wind tan have a considerable effect
on the flow in a river or over a weir, especially if these are
wide and the head is small and when the prevailing wind is The altered flow conditions due to the construction of the weir
in a transverse direction).
may have the effect of building up shoals of debris upstream of
the structure, which in time may affect the flow conditions.
If the site does not possess the characteristics required for The likely consequential changes in the water Ievel should be
satisfactory measurements, it shall be rejected unless suitable taken into account in the design of gauging stations.
improvements are practicable.
In an artificial channel, the Cross-section shall be uniform and
the channel shall be straight for a length equal to at least
If a Survey of a stream Shows that the existing velocity distri-
10 times its width.
bution is regular, then it is assumed that the velocity distri-
bution will remain satisfactory after the weir has been built.
In a natura1 stream or river, the Cross-section shall be reason-
ably uniform and the channel shall be straight for such a length
If the existing velocity distribution is irregular and no other site
as to ensure regular velocity distribution.
for a gauge is feasible, due consideration shall be given to
checking the distribution after the weir has been installed and
If the entry to the approach channel is through a bend or if the
to improving it, if necessary.
flow is discharged into the channel through a conduit of smaller
Cross-section or at an angle, then a longer length of straight
Several methods are available for obtaining more precise in-
approach channel is required to achieve a regular velocity distri-
dications of irregular velocity distribution; velocity rods, floats
bution.
or concentrations of dye tan be used in small channels, the
latter being useful in checking conditions at the bottom of the
Baffles shall not be installed closer to the Points of measu re-
channel. A complete and quantitative assessment of velocity
the maximum head to
ment than 10 times be measu red.
distribution may be made by means of a current-meter.
Under certain conditions, a standing wave may occur upstream
5.2 Installation conditions
of the gauging device, for example if the approach channel is
steep. Provided this wave is at a distance of not less than
30 times the maximum head upstream, flow measurement is
52.1 General
feasible, subject to confirmation that a regular velocity distri-
bution exists at the gauging Station.
The complete measuring installation consists of an approach
channel, a measuring structure and a downstream channel.
If a standing wave occurs within this distance, the
approach
The Parameters of each of these three components affect the
conditions and/or gauging device shall be modified.
Overall accuracy of the measurements.
Installation requirements include such features as weir finish,
5.2.3 Measuring structure
the Cross-sectional shape of the channel, channel roughness
and the influence of control devices upstream or downstream
The structure shall be rigid, watertight and capable of
of the gauging structure.
withstanding flow conditions without distortion or fracture. lt
shall be at right angles to the direction of flow and shall have
The distribution and direction of velocity have an important in-
the dimensions specified in the relevant clauses (sec also
fluence on the Performance of a weir, these factors being
figure 1).
determined by the features mentioned above.
The V-shaped broad-crested weir may be constructed with
Once an installation has been designed, the user shall eschew
either a fixed crest or a movable one with vertical Slots (sec
could affect the discharge characteristics.
any c hanges which
figure 2).
5.2.2 Approach channel
5.2.4 Movable measuring structure
For all installations, the flow in the app roach channel shall be
The movable V-shaped broad- crested weir ca n be constru cted
smooth, free from disturbance and shall have a velocity with one vertical slot in which the supporting plate of the weir
ISO 83334985 (El
Figure 1 - V-shaped broad-crested weir
e Supporting plate
w Supporting plate .
Bottom gate -
L
.
.
,,,,,,,fl
a) with fixed crest b) movable with one vertical slot
c) movable with two Slots
-
Figure 2
Longitudinal section of three types of construction
ISO 8333-1985 (El
the liquid in the well is significantly different from that of the
crest tan be raised or lowered according to the desired crest
flowing liquid. However, it is assumed herein that the densities
level. A vertical guide wall founded at the channel bottom and
parallel to the supporting plate acts as a watertight barrier for are equal.
the movable weir.
lt shall, however, be ensured that the gauge is not
located in a
If regular flushing of Sediment is expected to be necessary, the
pocket or still pool, but measures the piezometric head.
weir tan be constructed with two Slots. The movable weir tan
be operated in the downstream slot while a bottom gate is
placed in the upstream slot. During measurement of flow, the
7.2 Stilling or float weil
gate is closed at the bottom. To flush Sediment that has settled
upstream of the weir, the gate tan be opened by connecting it
Where provided, the stilling well shall be vertical and shall
to the movable weir and raising the weir and gate together.
extend at least 0,6 m above the maximum water level estimated
to be recorded in the weil.
5.2.5 Downstream channel
lt shall be connected to the approach channel by an inlet pipe
The channel downstream of the structure is usually of no im- or slot, large enough to permit the water in the well to follow
portance as such, provided that the weir has been designed so the rise and fall of the head without significant delay. The level
that the flow is modular under the operating conditions. of the inlet pipe shall be at least 0,l m below the lowest Point of
the crest (vertex).
The altered flow conditions due to the construction of the weir
may have the effect of building up shoals of debris immediately
The connecting pipe or slot shall, however, be as small as
downstream of the structure, which in time may raise the water
possible insofar as is consistent with ease of maintenance, or,
level sufficiently to drown the weir. Any accumulation of debris
alternatively, it shall be fitted with a constriction to damp out
downstream of the structure shall therefore be removed.
oscillations due to short amplitude waves. This will be
necessary, for example, if the Chart of the recorder cannot be
read to within * 6 mm.
6 General requirements for maintenance
The well and the connecting pipe or slot shall be watertight. If
provided for the accommodation of the float of a level recorder,
Maintenance of the measuring structure and the approach
the well shall be of adequate diameter and depth for that pur-
channel is important to ensure accurate continuous measure-
pose.
ments.
The well shall also be sufficiently deep to ensure that any sedi-
lt is essential that the approach channel to weirs be kept clean
ment which may enter does not lead to grounding of the float.
and free from silt and Vegetation as far as practicable for at least
The float well arrangement may include an intermediate
the distance specified in 5.2.2. The float well and the entry from
chamber, between the stilling well and the approach channel,
the approach channel shall also be kept clean and free from
of similar proportions to the stilling weil, to enable Sediment to
deposits.
settle.
The weir shall be kept clean and free from clinging debris and
care shall be taken in the process of cleaning to avoid darnage Additional specifications for stilling wells are given in ISO 4373.
to the weir crest.
7.3 Head-gauge datum
7 Measurement of head
Accuracy of head measurements is critically dependent upon
the determination of the head-gauge datum or gauge Zero,
7.1 General
which is the gauge reading corresponding to the level of the
vertex - lowest Point - of the V-shaped weir.
The head upstream of the measuring structure may be
measured by a hook-gauge, Point-gauge or staff-gauge where
The gauge zero shall be determined with great care and shall be
spot measurements are required or by a float-operated re-
checked regularly.
cording gauge where a continuous record is required, and, in
many cases, it is preferable to measure heads in a separate still-
ing well to reduce the effects of surface irregularities. Other
7.3.1 Determination of head-gauge datum for weirs
head-measuring methods (for example bubble tubes) may be
with a fixed crest
used, provided sufficient accuracy is obtainable.
An acceptable method of determining the head-gauge datum
The discharges given by the working equation are volumetric
for V-shaped broad-crested weirs with a fixed crest height is
figures, and the liquid density does not affect the volumetric
specified in 7.3.1.1 to 7.3.1.6 (see also figure 3).
discharge for a given head provided the head is calibrated in
liquid of identical density.
The advantage of this method is that it relates the head-gauge
If the gauging is carried out in a separate weil, a correction for datum to the geometrical vertexline which is defined by the
the differente in density may be necessary if the temperature of sides of the weir.
ISO 8333-1985 El
Subtract this distance from the reading of the temporary point-
7.3.1.1 Set still water in the approach channel to a Ievel below
the vertex of the weir. gauge in 7.3.1.3. The result is the reading of the temporary
Point-gauge at the vertexline of the weir.
7.3.1.2 Mount a temporary Point-gauge over the approach
7.3.1.6 Add the differente between the calculated reading in
channel, with its Point a short distance upstream from the
7.3.1.5 and the reading of the temporary Point-gauge in 7.3.1.4
vertex of the weir.
to the reading of the permanent gauge in 7.3.1.4. The result is
the head-gauge datum for the permanent gauge.
7.3.1.3 Place a true cylinder of known diameter, with its axis
horizontal, so that one end rests on the foremost part of the
7.3.2 Determination of head-gauge datum for weirs
vertexline and the other end balances on a temporary support.
with a movable crest
Check the horizontal Position of the cylinder using a spirit-level.
Record the reading of the temporar-y Point-gauge placed
In the case of a movable weir, both the upstream water level
exactly on top of the cylinder.
and the crest Ievel vary. The elevation of the crestline tan be
read from a fixed gauge. A typical method is the installation of
this gauge fixed at the abutment and parallel to the Iifting beam
7.3.1.4 Lower the temporary Point-gauge to the water sur-
on which a horizontal Strip indicates the elevation of the crest.
face in the approach channel and record the reading. At the
same time, adjust the permanent gauge to read the level in the
The weir is brought to a certain level, the reading of tt ie fixed
stilling weil, and record this reading. gauge on the abutment is recorded and the zero
setting
described in 7.3.1 tan be carried out.
7.3.1.5 Compute the distance, Y, from the top of the cylinder
A direct reading tan be obtained by constructing the stilling
to the vertexline of the weir from a knowledge of the crest
well close to the lifting beam. The gauge is connected to the
angle, a, and the radius, r, of the cylinder, as follows:
Iifting beam so that it moves in the stilling weil, while its zero
coincides with the elevation of the vertexline. This method tan
Y= rlsin (a/2) + r also be applied for continuous recording purposes.
Temporary Point-gauge
Permanent gauge
/-
Cylinder
e Stilling weil
-/
Still water level
Figure 3 - Determination of head-gauge datum
ISO 8333-1985 (El
Determined by the magnitude of the head, hl, two types of
8 V-shaped broad-crested weirs
flow are possible over the V-shaped broad-crested weir. Under
normal conditions, the type of flow is called “less than full”,
8.1 The V-shaped broad-crested weir has a V-shaped cross-
and hl < 1,25 HB. This condition is derived from the fact that
section with a horizontal vertexline (see figure 4). It combines
the critical depth in a triangular Cross-section is equal to 0,8 H.
the advantages of the V-notch sharp-crested weir and the
In exceptional circumstances, the type of flow is referred to as
horizontal broad-crested weir. Its characteristics are as follows :
“more than full”, and h, > 1,25 H,.
a) large and small discharges tan be measured with
In the case of a movable weir, the weir body tan be made of
relatively high accu racy;
steel or aluminium plate. If the weir has a fixed crest, it tan be
made of metal plate or of weil-finished concrete.
b) the head-discharge relation is affected by the down-
stream water level when a high submergence ratio is reached
If the structure has to be used to regulate and to measure flow,
100 h2/h1). Consequently, the weir
(S = 80 % where S =
which is often the case in irrigation, the construction is carried
is very suitable for water courses with little fall available.
out as a vertical sliding overflow structure, movable by hand or
mechanically.
8.2 The sloping plates are rounded off at the upstream
corner, similar to the horizontal broad-crested weir. For field
8.3 The upstream water level shall be measured at a distance
structures, a radius in the range 0,20 H,,, < R < 0,40 H,,,
of three to four times H,,, upstream from the weir face, using
is recommended.
a stilling weil.
The length L of the crest is Chosen so that nearly horizontal
The crest height, if movable, shall be measured simultaneously
flow occurs on the crest. lt should not be less than 2 H,,,.
with the upstream water level (see 7.3).
The choice of the crest angle, a, depends on
The head, hl, shall be determined within an absolute accuracy
- to keep the Overall uncertainty of measured flow within. design
the accuracy required for the minimum discharge;
limits. The required accuracy for measurement of the head shall
-
be checked using the methods specified in clause 10 over the
the available fall differente between upstream and
whole design flow range. Regular inspection and maintenance
downstream water levels;
of the whole structure is therefore indispensable.
-
the available width, B.
Provisions for Ventilation of the discbarging nappe are not
The crest angle is generally within the range 90° < a < 150°. necessary.
---
A
~ Flow -ct-
s”
L
HB =0,5 B/tan(ar/2)
Longitudinal section Front
Figure 4 - Dimensions of weir and flow
ISO 8333-1985 (El
The modular limit and the “drowned” flow reduction factor in
9 Discharge equations
the “less than full” range are given in annex C.
9.1 Equations
Submerged flow in the “more than full” range has not been
investigated.
The discharge equation for free flow in the case of “less than
full” flow is, provided that h, < 1,25 HB, as follows :
9.2 Coefficient of discharge
. tan (
...
Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEIK~YHAPOAHAR OPrAHM3ALWlR fl0 CTAH~APTM3ALWlM@ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts
au moyen de déversoirs et de canaux jaugeurs -
Déversoirs à seuil épais en V
Liquid flow measurement in open channels b y weirs and flumes - V-shaped broad-crested weirs
Première édition - 1985-12-01
Réf. no : ISO 83334985 (F)
CDU 532532.3
écoulement en canal découvert, déversoir, mesurage de débit, calcul d’erreur.
Descripteurs : écoulement de liquide, écoulement d’eau;
Prix basé sur 16 pages
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 8333 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 113,
Mesure de dhbit des liquides dans les canaux découverts.
L’attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu’il s’agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
0 Organisation internationale de normalisation, 1985 l
Imprimé en Suisse
NORME INTERNATIONALE ISO 83334985 (F)
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts
au moyen de déversoirs et de canaux jaugeurs -
Déversoirs à seuil épais en V
5 Installation
1 Objet et domaine d’application -
La présente Norme internationale spécifie une méthode per-
5.1 Choix de l’emplacement
mettant de mesurer le débit, en régime fluvial, dans les petits
cours d’eau et les canaux artificiels, à l’aide de déversoirs à seuil
Un levé topographique préliminaire doit être effectué pour
épais à profil transversal en V.
déterminer les caractéristiques physiques et hydrauliques de
l’emplacement proposé, et pour vérifier s’il est conforme (ou si
Les avantages de ce type de déversoir sont décrits au
on peut le rendre conforme) aux conditions nécessaires au
chapitre 8.
mesurage au moyen du déversoir.
NOTE - Une comparaison entre différents types de déversoirs et
Lorsqu’on choisit l’emplacement du déversoir, il convient de
canaux jaugeurs fera l’objet d’une Norme internationale ultérieure.
porter tout particuliérement attention aux conditions suivan-
tes :
2 Références
a) existence d’un bief suffisamment long et de section
régulière;
ISO 772, Mesurage du débit des liquides dans les canaux
découverts - Vocabulaire et symboles.
b) répartition existante des vitesses;
ISO 4373, Mesure de debit des liquides dans les canaux decou-
verts - Appareils de mesure du niveau de l’eau.
c) pente du canal, qui ne doit pas être supérieure à 1
sur 250;
ISO 4374, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
verts - Deversoirs horizon taux à seuil arrondi.
L
d) conséquences de toute augmentation du niveau de
l’eau en amont, due à l’implantation du dispositif de mesu-
I SO 5168, Mesure de debit des fluides - Calcul de l’erreur
rage;
limite sur une mesure de débit.
e) conséquences sur les conditions d’écoulement en aval,
en tenant compte d’effets tels que ceux des marées, des
3 Définitions
confluents avec d’autres cours d’eau, des écluses, des bar-
rages de moulins et de toute autre section de contrôle, con-
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les défini-
ditions qui seraient susceptibles de provoquer un écoule-
tions données dans ISO 772 sont applicables.
ment noyé;
f) imperméabilité du sol sur lequel doit être fondé le dispo-
4 Unités de mesure
sitif et nécessité éventuelle de recourir à un compactage, à
des jointements ou à tout autre procédé pour étancher les
Les unités de mesure utilisées dans la présente Norme interna-
installations en rivière;
tionale sont les unités SI.
ISO 83334985 (FI
5.2.2 Canal d’approche
nécessité que les rives d’ino ndation tiennent le débit
9)
ma ximal confiné dans le chenal;
Dans toutes les installations, l’écoulement dans le canal
d’approche doit être régulier, exempt de perturbations et doit
h) stabilité des rives et nécessité éventuelle, dans les
présenter autant que possible une répartition des vitesses nor-
canaux naturels, d’exécuter un talutage et/ou un revête-
male sur toute la section transversale. Ceci peut être générale-
ment;
ment vérifié par une observation ou un mesurage. Dans le cas
des cours d’eau ou rivières naturels, la seule méthode pour y
se trouvant
j) suppression des roches ou des gros galets
parvenir consiste à avoir un canal d’approche rectiligne et long,
dans le lit du ca nal d’approche;
exempt d’éléments en saillie dans l’écoulement. Sauf disposi-
tion contraire, spécifiée dans les chapitres appropriés, le canal .
k) effets du vent (le vent peut avoir un effet considérable
d’approche doit satisfaire aux conditions générales suivantes.
sur l’écoulement dans un cours d’eau ou au-dessus d’un
déversoir, en particulier si le cours d’eau ou le déversoir sont
La construction du déversoir peut entraîner la formation de
larges et si la hauteur de lame est faible ou encore si le vent
dépôts à l’amont du seuil, ce qui peut avoir pour effet de modi-
dominant est transversal).
fier le régime d’écoulement. II convient de prendre en considé-
ration, lors de la conception des stations de jaugeage, les éven-
Si l’emplacement ne remplit pas les conditions requises pour
tuelles modifications du niveau d’eau dues à ce phénoméne.
effectuer des mesurages satisfaisants, il faut l’abandonner à
moins qu’il ne soit possible d’y apporter les améliorations
Dans un canal artificiel, la section doit être constante et le canal
nécessaires.
doit être rectiligne sur une longueur égale à au moins 10 fois sa
largeur.
Si l’exploration préliminaire d’un cours d’eau montre que la
répartition existante des vitesses est régulière, on peut suppo- Dans un cours d’eau ou une rivière naturels, la section transver-
ser qu’elle restera satisfaisante après la construction du déver- sale doit être raisonnablement constante, et le canal doit être
soir. rectiligne sur une longueur suffisante pour assurer une réparti-
tion réguliére des vitesses.
Si la répartition existante des vitesses est irrégulière, et si aucun
Si l’entrée dans le canal d’approche se trouve dans un coude,
autre emplacement de jaugeage ne peut être utilisé, il convient
ou si le canal est alimenté par une conduite de section plus
de prendre les dispositions nécessaires pour contrôler la réparti-
petite, ou en angle, on peut alors avoir besoin d’une longueur
tion des vitesses après l’implantation du déversoir, et pour
droite plus grande du canal d’approche pour obtenir une répar-
l’améliorer, si nécessaire.
tition régulière des vitesses.
L’on dispose de plusieurs méthodes pour déterminer de facon
Aucun tranquilliseur ne doit être installé par rapport aux points
plus précise si la répartition des vitesses est irrégulière; on peut
de mesurage, à une distance plus faible que 10 fois la charge
utiliser dans les petits chenaux des bâtons de vitesse, des flot-
maximale à mesurer.
teurs ou des colorants, cette derniére méthode permettant de
contrôler les conditions d’écoulement sur le fond du chenal. On
Dans certaines conditions, il peut se produire un ressaut en
peut effectuer une évaluation compléte et quantitative de la
amont du dispositif de jaugeage, par exemple si le canal
répartition des vitesses à l’aide d’un moulinet.
d’approche présente une pente importante. Si ce ressaut est à
une distance en amont au moins égale à 30 fois la hauteur de la
charge maximale, on peut effectuer le mesurage du débit sous
5.2 Conditions d’installation
réserve qu’il existe une répartition réguliére des vitesses au
niveau de la station de jaugeage.
5.2.1 Généralités
S’il se produit un ressaut à une distance inférieure à la distance
L’installation complète de mesurage comprend un canal
mentionnée ci-dessus, il faudra modifier les conditions d’appro-
d’approche, un dispositif de mesurage et un canal de fuite. Les che et/ou le dispositif de jaugeage.
caractéristiques de chacun de ces trois composants affectent la
précision globale des mesurages.
5.2.3 Dispositif de mesurage
Parmi les spécifications relatives à l’installation, il faut citer
Le dispositif doit être rigide et étanche à l’eau; il doit pouvoir
l’état de surface du déversoir, la forme de la section transver-
résister aux efforts dus à l’écoulement, sans déformation ni
sale du canal, la rugosité du canal et l’influence des équipe-
rupture. II doit former un angle droit par rapport à la direction
ments de contrôle en amont et en aval du dispositif de jau-
de l’écoulement et doit avoir les dimensions spécifiées dans les
geage.
chapitres appropriés (voir également figure 1).
La répartition et la direction des vitesses ont une influence Le déversoir à seuil épais en V peut être construit avec une
crête fixe ou une crête mobile avec des rainures verticales (voir
importante sur le fonctionnement d’un déversoir, ces facteurs
figure 2).
étant déterminés par les caractéristiques mentionnées
ci-dessus.
5.2.4 Dispositif de mesurage mobile
Dés la fin de la conception de l’installation, l’utilisateur doit évi-
Le déversoir à seuil épais en V avec crête mobile peut être cons-
ter toutes modifications susceptibles d’avoir une influence sur
rainu
tru it avec une re verticale dans laquelle on peut monter ou
les caractéristiques de l’écoulement. f
ISO8333-1s (FI
Figure 1 - Déversoir à seuil épais en V
Ir)- Plaque de
Vanne de fond
souténement
a) avec crête fixe b) avec crête mobile avec une rainure verticale
cl avec crête mobile avec deux rainures
Figure 2 - Section longitudinale des trois types. de construction
ISO 83334985 (FI
On peut utiliser d’autres méthodes de mesurages de la hauteur
descendre la plaque de soutènement de la crête du déversoir,
de lame (par exemple des dispositifs bulle à bulle), du moment
selon la hauteur de crête souhaitée. Une paroi verticale de gui-
que ces méthodes donnent une précision suffisante.
dage, qui s’appuie sur le fond du chenal et est parallèle à la pla-
que de soutènement, joue le rôle d’un écran étanche à l’eau
Les débits donnés par la formule de calcul sont des valeurs en
pour le déversoir mobile.
volume, et la masse volumique du liquide n’affecte en rien le
débit-volume pour une hauteur de lame donnée, du moment
Si l’on pense qu’il est nécessaire d’avoir un dispositif pour la
que la hauteur de lame est étalonnée en un liquide ayant une
chasse fréquente des sédiments, on pourra construire le déver-
soir avec deux rainures. Le déversoir mobile pourra se déplacer masse volumique identique.
dans la rainure aval, une vanne de fond étant placée dans la rai-
nure amont. Pendant le mesurage du débit, la vanne de fond Si le jaugeage est effectué dans un puits séparé, il peut s’avérer
est fermée. Pour chasser les sédiments qui se sont accumulés nécessaire d’apporter une correction pour tenir compte de la
différence de masse volumique si la température du liquide
en amont du déversoir, on peut ouvrir la vanne en la reliant au
déversoir mobile et en soulevant simultanément le déversoir et dans le puits est très différente de celle du liquide en écoule-
ment. Cependant, on supposera ici que les masses volumiques
la vanne.
sont égales.
5.2.5 Canal de fuite
II faut cependant s’assurer que le limnimètre n’est pas situé
dans une poche ou dans un trou d’eau, mais qu’il mesure bien
Le canal de fuite ne présente habituellement pas d’importance
la hauteur piézométrique.
en tant que tel, du moment que le déversoir a été concu de
facon que l’écoulement soit modulaire dans les conditions de
7.2 Puits de mesurage ou puits à flotteur
fonctionnement.
Chaque fois que l’on a un puits de mesurage, ce dernier doit
Les alterations des conditions d’écoulement provoquées par la
être vertical, et doit s’étendre sur au moins 0,6 m au-dessus du
construction du déversoir peuvent avoir pour conséquence la
niveau d’eau maximal susceptible d’être enregistré dans le
formation de hauts-fonds dus à des débris immédiatement en
puits.
aval du dispositif, ce qui, ultérieurement, pourrait élever le
niveau de l’eau suffisamment pour noyer le déversoir. II faut
Le puits de mesurage doit être raccordé au chenal d’approche
donc éliminer toute accumulation de débris en aval de
par un tuyau ou une rainure d’admission, suffisamment large
l’ouvrage.
pour permettre à l’eau se trouvant dans le puits de suivre sans
retard important l’augmentation et la diminution de la charge.
Le niveau du tuyau d’admission doit être au moins de 0,l m
6 Conditions générales d’entretien au-dessous du point le plus bas de la crête.
Pour permettre d’effectuer les mesurages d’une manière conti- Le tuyau ou la rainure de raccordement doivent cependant être
nue et précise, il est important d’entretenir le dispositif de aussi petits que possible tout en restant d’un entretien facile;
mesurage et le canal d’approche. ou bien, ils doivent être pourvus d’un étranglement pour amor-
tir les oscillations provoquées par les ondes de faible amplitude.
II est essentiel que le canal d’approche en amont des déversoirs C’est ce qui sera par exemple necessaire si le diagramme
soit dans toute la mesure du possible, maintenu propre et d’enregistrement ne peut être lu à + 6 mm.
exempt de boue et de végétation sur une distance au moins
égale à celle spécifiée en 5.2.2. Le puits à flotteur et son raccor- Le puits, de même que le tuyau ou la rainure de raccordement,
dement avec le canal d’approche doivent, eux aussi, être main- doivent être Btanches à l’eau. S’il est prévu de recevoir le flot-
tenus propres et exempts de dépôts. teur d’un limnigraphe, il faut que le puits présente un diametre
et une profondeur suffisants pour recevoir le flotteur.
Le déversoir doit être maintenu propre et exempt de formation
De même, il faut que le puits soit suffisamment profond pour
de concrétion; il faut faire attention, lors des opérations de net-
toyage, à éviter de détériorer la crête du déversoir. pouvoir recevoir les éventuels sédiments susceptibles d’y péné-
trer, sans pour autant que le flotteur touche le fond. Le puits à
flotteur peut alors posséder une chambre intermédiaire, entre le
puits de mesurage et le canal d’approche, ayant des dimensions
7 Mesure de la hauteur de lame
analogues à celles du puits de mesurage, pour permettre aux
sediments de s’y déposer.
7.1 Généralités
On trouvera dans I’ISO 4373 des spécifications supplémentaires
relatives aux puits de mesurage.
Il est possible de mesurer la hauteur de lame en amont du dis-
positif de mesurage par une pointe limnimétrique recourbée,
7.3 Zéro de l’échelle IimnimtStrique
une pointe limnimétrique droite ou une échelle limnimétrique,
chaque fois que l’on a besoin de mesurages ponctuels, ou bien
La précision des mesures de la hauteur de lame dépend fonda-
à l’aide d’un limnigraphe à flotteur quand on a besoin d’un
mentalement de la détermination du zéro de l’échelle limnimé-
enregistrement continu; dans de nombreux cas, il est préféra-
trique, c’est-à-dire du plan de référence, passant par le point le
ble de mesurer les hauteurs de lame dans un puits de mesurage
plus bas de l’échancrure du déversoir en V.
séparé, afin de réduire l’effet des irrégularités de surface.
ISO 83334985 (FI
7.3.1.5 Calculer la distance (Y) entre le sommet du cylindre et
Le zéro de l’échelle doit être déterminé avec le plus grand soin,
le fond de l’échancrure du déversoir à partir de la valeur connue
et il faut le contrôler réguliérement.
de l’angle de crête (a) et du rayon (19 du cylindre comme suit :
7.3.1 Détermination du zéro de l’échelle limnimétrique
Y= rlsin (a/21 + r
pour les déversoirs à crête fixe
Déduire ensuite cette distance de la valeur lue sur la pointe lim-
Une méthode acceptable pour la détermination du zéro de
nimétrique droite provisoire en 7.3.1.3. Le résultat est la valeur
l’échelle limnimétrique concernant les déversoirs à seuil épais
qu’indiquerait la pointe limnimétrique droite provisoire pour
en V à crête fixe est la suivante (voir aussi figure 3). l’échancrure du déversoir.
L’avantage de cette méthode réside dans le fait qu’elle relie le
7.3.1.6 Ajouter la différence entre la valeur calculée en 7.3.1.5
zéro de l’échelle limnimétrique à la ligne de sommet géométri-
et la lecture à la pointe limnimétrique droite provisoire obtenue
que, définie par les parois verticales du déversoir.
en 7.3.1.4 à la valeur lue sur le limnimétre permanent en
7.3.1.4. Le résultat est le zéro de l’échelle limnimétrique pour le
limnimètre permanent.
7.3.1.1 Régler le niveau dans le canal d’approche, en
l’absence d’écoulement, à une cote inférieure à la pointe de
l’échancrure.
7.3.2 Détermination du zéro de l’échelle IimnimtStrique
pour les deversoirs à crête mobile
7.3.1.2 Monter au-dessus du canal d’approche une pointe
Dans le cas d’un déversoir mobile, tant le niveau de l’eau en
limnimétrique droite provisoire, la pointe se trouvant à une fai-
amont que le niveau de la crête varient. On peut lire la cote de la
ble distance en amont du sommet du déversoir.
ligne de crête à l’aide d’une échelle fixe. Une méthode caracté-
ristique consiste à installer cette échelle en la fixant à la culée du
déversoir, parallèlement aux montants de relevage sur lesquels
7.3.1.3 Placer un cylindre, de diamètre connu, de telle
une marque horizontale indique la hauteur de la crête.
manière que son axe soit horizontal, l’une de ses extrémités
reposant sur l’échancrure du déversoir, l’autre extremité sur un
On porte le déversoir à un certain niveau, la valeur lue sur
support provisoire. Contrôler la position horizontale du cylindre
l’échelle fixe, sur la culée du déversoir, est notée et on peut
à l’aide d’un niveau a bulle. Enregistrer la valeur lue sur la pointe
alors effectuer le réglage du zéro comme décrit en 7.3.1.
limnimétrique droite provisoire, placée exactement au sommet
du cylindre.
L’on peut obtenir une lecture directe en installant le puits de
mesurage au voisinage immédiat des montants de relevage. Le
limnimétre est solidaire des montants de relevage de facon à
7.3.1.4 Abaisser la pointe limnimétrique droite provisoire
bouger dans le puits de mesurage, son zéro coïncidant avec la
jusqu’à la surface de l’eau dans le canal d’approche et enregis-
cote du sommet de l’échancrure. Cette méthode peut aussi être
trer la valeur lue. Régler alors le limnimétre permanent de façon
utilisée pour un enregistrement continu.
à lire le niveau dans le puits de mesurage, et noter cette valeur.
limnimétrique droite provisoire
/--- Limnimètre
Cylindre
kV
e Puits de mesurage
Niveau de l’eau tranquille
Détermination du zéro de l’échelle limnimétrique
Figure 3 -
~so 8333-1985 (FI
L’angle de crête est généralement situé dans la gamme de
8 Déversoirs à seuil épais en V
9o” < a < 15OO.
8.1 Le déversoir à seuil épais en V présente une section trans-
Selon l’importance de la hauteur hl, il est possible d’avoir deux
versale triangulaire en V, avec une arête inférieure horizontale types d’écoulement au-dessus du déversoir à seuil épais en V.
dans le sens longitudinal (voir figure 4). Le déversoir à seuil
Dans des conditions normales, l’on appellera l’écoulement
épais en V combine les avantages du déversoir triangulaire en
(( incomplet )) et hI < 1’25 HB. Cette condition est dérivée du
mince paroi et du déversoir horizontal à seuil épais. Ses carac- fait que la profondeur critique dans une section triangulaire est
téristiques sont les suivantes :
égale à OI8 H. Dans certaines circonstances exceptionnelles,
on parlera d’un écoulement (( plus que complet)) et
a) il est tout aussi possible de mesurer des débits impor-
h, > 1’25 HB.
tants que des débits faibles, avec une précision relativement
Dans le cas d’un déversoir mobile, le corps du déversoir peut
élevée;
être fait en une plaque en acier ou en aluminium. Si le déversoir
posséde une crête fixe, il peut être fait en une plaque métallique
b) la relation hauteur-débit dépend du niveau de l’eau en
ou en béton présentant une faible rugosité.
aval quand l’on atteint un rapport de submersion élevé
100 II#~~). En conséquence, ce
(S = 80 %, avec S = Si le dispositif à utiliser a pour but de réguler et de mesurer
type de déversoir convient tout particuliérement aux cours
l’écoulement, ce qui est fréquemment le cas en irrigation, la
d’eau à faible chute disponible. construction est exécutée sous la forme d’un dispositif submer-
sible à glissement vertical, pouvant être déplacé à la main ou
mécaniquement.
8.2 Les bajoyers inclinés sont arrondis à l’extrémité amont,
d’une maniére analogue à ce que l’on a dans le déversoir
8.3 Le niveau de l’eau en amont doit être mesuré à une dis-
horizontal à seuil épais. Pour les stations extérieures, il est
tance de trois à quatre fois Hmax en amont du parement du
recommandé d’avoir un rayon dans la gamme de
déversoir, à l’aide d’un puits de mesurage.
...
Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEIK~YHAPOAHAR OPrAHM3ALWlR fl0 CTAH~APTM3ALWlM@ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts
au moyen de déversoirs et de canaux jaugeurs -
Déversoirs à seuil épais en V
Liquid flow measurement in open channels b y weirs and flumes - V-shaped broad-crested weirs
Première édition - 1985-12-01
Réf. no : ISO 83334985 (F)
CDU 532532.3
écoulement en canal découvert, déversoir, mesurage de débit, calcul d’erreur.
Descripteurs : écoulement de liquide, écoulement d’eau;
Prix basé sur 16 pages
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 8333 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 113,
Mesure de dhbit des liquides dans les canaux découverts.
L’attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu’il s’agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
0 Organisation internationale de normalisation, 1985 l
Imprimé en Suisse
NORME INTERNATIONALE ISO 83334985 (F)
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts
au moyen de déversoirs et de canaux jaugeurs -
Déversoirs à seuil épais en V
5 Installation
1 Objet et domaine d’application -
La présente Norme internationale spécifie une méthode per-
5.1 Choix de l’emplacement
mettant de mesurer le débit, en régime fluvial, dans les petits
cours d’eau et les canaux artificiels, à l’aide de déversoirs à seuil
Un levé topographique préliminaire doit être effectué pour
épais à profil transversal en V.
déterminer les caractéristiques physiques et hydrauliques de
l’emplacement proposé, et pour vérifier s’il est conforme (ou si
Les avantages de ce type de déversoir sont décrits au
on peut le rendre conforme) aux conditions nécessaires au
chapitre 8.
mesurage au moyen du déversoir.
NOTE - Une comparaison entre différents types de déversoirs et
Lorsqu’on choisit l’emplacement du déversoir, il convient de
canaux jaugeurs fera l’objet d’une Norme internationale ultérieure.
porter tout particuliérement attention aux conditions suivan-
tes :
2 Références
a) existence d’un bief suffisamment long et de section
régulière;
ISO 772, Mesurage du débit des liquides dans les canaux
découverts - Vocabulaire et symboles.
b) répartition existante des vitesses;
ISO 4373, Mesure de debit des liquides dans les canaux decou-
verts - Appareils de mesure du niveau de l’eau.
c) pente du canal, qui ne doit pas être supérieure à 1
sur 250;
ISO 4374, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
verts - Deversoirs horizon taux à seuil arrondi.
L
d) conséquences de toute augmentation du niveau de
l’eau en amont, due à l’implantation du dispositif de mesu-
I SO 5168, Mesure de debit des fluides - Calcul de l’erreur
rage;
limite sur une mesure de débit.
e) conséquences sur les conditions d’écoulement en aval,
en tenant compte d’effets tels que ceux des marées, des
3 Définitions
confluents avec d’autres cours d’eau, des écluses, des bar-
rages de moulins et de toute autre section de contrôle, con-
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les défini-
ditions qui seraient susceptibles de provoquer un écoule-
tions données dans ISO 772 sont applicables.
ment noyé;
f) imperméabilité du sol sur lequel doit être fondé le dispo-
4 Unités de mesure
sitif et nécessité éventuelle de recourir à un compactage, à
des jointements ou à tout autre procédé pour étancher les
Les unités de mesure utilisées dans la présente Norme interna-
installations en rivière;
tionale sont les unités SI.
ISO 83334985 (FI
5.2.2 Canal d’approche
nécessité que les rives d’ino ndation tiennent le débit
9)
ma ximal confiné dans le chenal;
Dans toutes les installations, l’écoulement dans le canal
d’approche doit être régulier, exempt de perturbations et doit
h) stabilité des rives et nécessité éventuelle, dans les
présenter autant que possible une répartition des vitesses nor-
canaux naturels, d’exécuter un talutage et/ou un revête-
male sur toute la section transversale. Ceci peut être générale-
ment;
ment vérifié par une observation ou un mesurage. Dans le cas
des cours d’eau ou rivières naturels, la seule méthode pour y
se trouvant
j) suppression des roches ou des gros galets
parvenir consiste à avoir un canal d’approche rectiligne et long,
dans le lit du ca nal d’approche;
exempt d’éléments en saillie dans l’écoulement. Sauf disposi-
tion contraire, spécifiée dans les chapitres appropriés, le canal .
k) effets du vent (le vent peut avoir un effet considérable
d’approche doit satisfaire aux conditions générales suivantes.
sur l’écoulement dans un cours d’eau ou au-dessus d’un
déversoir, en particulier si le cours d’eau ou le déversoir sont
La construction du déversoir peut entraîner la formation de
larges et si la hauteur de lame est faible ou encore si le vent
dépôts à l’amont du seuil, ce qui peut avoir pour effet de modi-
dominant est transversal).
fier le régime d’écoulement. II convient de prendre en considé-
ration, lors de la conception des stations de jaugeage, les éven-
Si l’emplacement ne remplit pas les conditions requises pour
tuelles modifications du niveau d’eau dues à ce phénoméne.
effectuer des mesurages satisfaisants, il faut l’abandonner à
moins qu’il ne soit possible d’y apporter les améliorations
Dans un canal artificiel, la section doit être constante et le canal
nécessaires.
doit être rectiligne sur une longueur égale à au moins 10 fois sa
largeur.
Si l’exploration préliminaire d’un cours d’eau montre que la
répartition existante des vitesses est régulière, on peut suppo- Dans un cours d’eau ou une rivière naturels, la section transver-
ser qu’elle restera satisfaisante après la construction du déver- sale doit être raisonnablement constante, et le canal doit être
soir. rectiligne sur une longueur suffisante pour assurer une réparti-
tion réguliére des vitesses.
Si la répartition existante des vitesses est irrégulière, et si aucun
Si l’entrée dans le canal d’approche se trouve dans un coude,
autre emplacement de jaugeage ne peut être utilisé, il convient
ou si le canal est alimenté par une conduite de section plus
de prendre les dispositions nécessaires pour contrôler la réparti-
petite, ou en angle, on peut alors avoir besoin d’une longueur
tion des vitesses après l’implantation du déversoir, et pour
droite plus grande du canal d’approche pour obtenir une répar-
l’améliorer, si nécessaire.
tition régulière des vitesses.
L’on dispose de plusieurs méthodes pour déterminer de facon
Aucun tranquilliseur ne doit être installé par rapport aux points
plus précise si la répartition des vitesses est irrégulière; on peut
de mesurage, à une distance plus faible que 10 fois la charge
utiliser dans les petits chenaux des bâtons de vitesse, des flot-
maximale à mesurer.
teurs ou des colorants, cette derniére méthode permettant de
contrôler les conditions d’écoulement sur le fond du chenal. On
Dans certaines conditions, il peut se produire un ressaut en
peut effectuer une évaluation compléte et quantitative de la
amont du dispositif de jaugeage, par exemple si le canal
répartition des vitesses à l’aide d’un moulinet.
d’approche présente une pente importante. Si ce ressaut est à
une distance en amont au moins égale à 30 fois la hauteur de la
charge maximale, on peut effectuer le mesurage du débit sous
5.2 Conditions d’installation
réserve qu’il existe une répartition réguliére des vitesses au
niveau de la station de jaugeage.
5.2.1 Généralités
S’il se produit un ressaut à une distance inférieure à la distance
L’installation complète de mesurage comprend un canal
mentionnée ci-dessus, il faudra modifier les conditions d’appro-
d’approche, un dispositif de mesurage et un canal de fuite. Les che et/ou le dispositif de jaugeage.
caractéristiques de chacun de ces trois composants affectent la
précision globale des mesurages.
5.2.3 Dispositif de mesurage
Parmi les spécifications relatives à l’installation, il faut citer
Le dispositif doit être rigide et étanche à l’eau; il doit pouvoir
l’état de surface du déversoir, la forme de la section transver-
résister aux efforts dus à l’écoulement, sans déformation ni
sale du canal, la rugosité du canal et l’influence des équipe-
rupture. II doit former un angle droit par rapport à la direction
ments de contrôle en amont et en aval du dispositif de jau-
de l’écoulement et doit avoir les dimensions spécifiées dans les
geage.
chapitres appropriés (voir également figure 1).
La répartition et la direction des vitesses ont une influence Le déversoir à seuil épais en V peut être construit avec une
crête fixe ou une crête mobile avec des rainures verticales (voir
importante sur le fonctionnement d’un déversoir, ces facteurs
figure 2).
étant déterminés par les caractéristiques mentionnées
ci-dessus.
5.2.4 Dispositif de mesurage mobile
Dés la fin de la conception de l’installation, l’utilisateur doit évi-
Le déversoir à seuil épais en V avec crête mobile peut être cons-
ter toutes modifications susceptibles d’avoir une influence sur
rainu
tru it avec une re verticale dans laquelle on peut monter ou
les caractéristiques de l’écoulement. f
ISO8333-1s (FI
Figure 1 - Déversoir à seuil épais en V
Ir)- Plaque de
Vanne de fond
souténement
a) avec crête fixe b) avec crête mobile avec une rainure verticale
cl avec crête mobile avec deux rainures
Figure 2 - Section longitudinale des trois types. de construction
ISO 83334985 (FI
On peut utiliser d’autres méthodes de mesurages de la hauteur
descendre la plaque de soutènement de la crête du déversoir,
de lame (par exemple des dispositifs bulle à bulle), du moment
selon la hauteur de crête souhaitée. Une paroi verticale de gui-
que ces méthodes donnent une précision suffisante.
dage, qui s’appuie sur le fond du chenal et est parallèle à la pla-
que de soutènement, joue le rôle d’un écran étanche à l’eau
Les débits donnés par la formule de calcul sont des valeurs en
pour le déversoir mobile.
volume, et la masse volumique du liquide n’affecte en rien le
débit-volume pour une hauteur de lame donnée, du moment
Si l’on pense qu’il est nécessaire d’avoir un dispositif pour la
que la hauteur de lame est étalonnée en un liquide ayant une
chasse fréquente des sédiments, on pourra construire le déver-
soir avec deux rainures. Le déversoir mobile pourra se déplacer masse volumique identique.
dans la rainure aval, une vanne de fond étant placée dans la rai-
nure amont. Pendant le mesurage du débit, la vanne de fond Si le jaugeage est effectué dans un puits séparé, il peut s’avérer
est fermée. Pour chasser les sédiments qui se sont accumulés nécessaire d’apporter une correction pour tenir compte de la
différence de masse volumique si la température du liquide
en amont du déversoir, on peut ouvrir la vanne en la reliant au
déversoir mobile et en soulevant simultanément le déversoir et dans le puits est très différente de celle du liquide en écoule-
ment. Cependant, on supposera ici que les masses volumiques
la vanne.
sont égales.
5.2.5 Canal de fuite
II faut cependant s’assurer que le limnimètre n’est pas situé
dans une poche ou dans un trou d’eau, mais qu’il mesure bien
Le canal de fuite ne présente habituellement pas d’importance
la hauteur piézométrique.
en tant que tel, du moment que le déversoir a été concu de
facon que l’écoulement soit modulaire dans les conditions de
7.2 Puits de mesurage ou puits à flotteur
fonctionnement.
Chaque fois que l’on a un puits de mesurage, ce dernier doit
Les alterations des conditions d’écoulement provoquées par la
être vertical, et doit s’étendre sur au moins 0,6 m au-dessus du
construction du déversoir peuvent avoir pour conséquence la
niveau d’eau maximal susceptible d’être enregistré dans le
formation de hauts-fonds dus à des débris immédiatement en
puits.
aval du dispositif, ce qui, ultérieurement, pourrait élever le
niveau de l’eau suffisamment pour noyer le déversoir. II faut
Le puits de mesurage doit être raccordé au chenal d’approche
donc éliminer toute accumulation de débris en aval de
par un tuyau ou une rainure d’admission, suffisamment large
l’ouvrage.
pour permettre à l’eau se trouvant dans le puits de suivre sans
retard important l’augmentation et la diminution de la charge.
Le niveau du tuyau d’admission doit être au moins de 0,l m
6 Conditions générales d’entretien au-dessous du point le plus bas de la crête.
Pour permettre d’effectuer les mesurages d’une manière conti- Le tuyau ou la rainure de raccordement doivent cependant être
nue et précise, il est important d’entretenir le dispositif de aussi petits que possible tout en restant d’un entretien facile;
mesurage et le canal d’approche. ou bien, ils doivent être pourvus d’un étranglement pour amor-
tir les oscillations provoquées par les ondes de faible amplitude.
II est essentiel que le canal d’approche en amont des déversoirs C’est ce qui sera par exemple necessaire si le diagramme
soit dans toute la mesure du possible, maintenu propre et d’enregistrement ne peut être lu à + 6 mm.
exempt de boue et de végétation sur une distance au moins
égale à celle spécifiée en 5.2.2. Le puits à flotteur et son raccor- Le puits, de même que le tuyau ou la rainure de raccordement,
dement avec le canal d’approche doivent, eux aussi, être main- doivent être Btanches à l’eau. S’il est prévu de recevoir le flot-
tenus propres et exempts de dépôts. teur d’un limnigraphe, il faut que le puits présente un diametre
et une profondeur suffisants pour recevoir le flotteur.
Le déversoir doit être maintenu propre et exempt de formation
De même, il faut que le puits soit suffisamment profond pour
de concrétion; il faut faire attention, lors des opérations de net-
toyage, à éviter de détériorer la crête du déversoir. pouvoir recevoir les éventuels sédiments susceptibles d’y péné-
trer, sans pour autant que le flotteur touche le fond. Le puits à
flotteur peut alors posséder une chambre intermédiaire, entre le
puits de mesurage et le canal d’approche, ayant des dimensions
7 Mesure de la hauteur de lame
analogues à celles du puits de mesurage, pour permettre aux
sediments de s’y déposer.
7.1 Généralités
On trouvera dans I’ISO 4373 des spécifications supplémentaires
relatives aux puits de mesurage.
Il est possible de mesurer la hauteur de lame en amont du dis-
positif de mesurage par une pointe limnimétrique recourbée,
7.3 Zéro de l’échelle IimnimtStrique
une pointe limnimétrique droite ou une échelle limnimétrique,
chaque fois que l’on a besoin de mesurages ponctuels, ou bien
La précision des mesures de la hauteur de lame dépend fonda-
à l’aide d’un limnigraphe à flotteur quand on a besoin d’un
mentalement de la détermination du zéro de l’échelle limnimé-
enregistrement continu; dans de nombreux cas, il est préféra-
trique, c’est-à-dire du plan de référence, passant par le point le
ble de mesurer les hauteurs de lame dans un puits de mesurage
plus bas de l’échancrure du déversoir en V.
séparé, afin de réduire l’effet des irrégularités de surface.
ISO 83334985 (FI
7.3.1.5 Calculer la distance (Y) entre le sommet du cylindre et
Le zéro de l’échelle doit être déterminé avec le plus grand soin,
le fond de l’échancrure du déversoir à partir de la valeur connue
et il faut le contrôler réguliérement.
de l’angle de crête (a) et du rayon (19 du cylindre comme suit :
7.3.1 Détermination du zéro de l’échelle limnimétrique
Y= rlsin (a/21 + r
pour les déversoirs à crête fixe
Déduire ensuite cette distance de la valeur lue sur la pointe lim-
Une méthode acceptable pour la détermination du zéro de
nimétrique droite provisoire en 7.3.1.3. Le résultat est la valeur
l’échelle limnimétrique concernant les déversoirs à seuil épais
qu’indiquerait la pointe limnimétrique droite provisoire pour
en V à crête fixe est la suivante (voir aussi figure 3). l’échancrure du déversoir.
L’avantage de cette méthode réside dans le fait qu’elle relie le
7.3.1.6 Ajouter la différence entre la valeur calculée en 7.3.1.5
zéro de l’échelle limnimétrique à la ligne de sommet géométri-
et la lecture à la pointe limnimétrique droite provisoire obtenue
que, définie par les parois verticales du déversoir.
en 7.3.1.4 à la valeur lue sur le limnimétre permanent en
7.3.1.4. Le résultat est le zéro de l’échelle limnimétrique pour le
limnimètre permanent.
7.3.1.1 Régler le niveau dans le canal d’approche, en
l’absence d’écoulement, à une cote inférieure à la pointe de
l’échancrure.
7.3.2 Détermination du zéro de l’échelle IimnimtStrique
pour les deversoirs à crête mobile
7.3.1.2 Monter au-dessus du canal d’approche une pointe
Dans le cas d’un déversoir mobile, tant le niveau de l’eau en
limnimétrique droite provisoire, la pointe se trouvant à une fai-
amont que le niveau de la crête varient. On peut lire la cote de la
ble distance en amont du sommet du déversoir.
ligne de crête à l’aide d’une échelle fixe. Une méthode caracté-
ristique consiste à installer cette échelle en la fixant à la culée du
déversoir, parallèlement aux montants de relevage sur lesquels
7.3.1.3 Placer un cylindre, de diamètre connu, de telle
une marque horizontale indique la hauteur de la crête.
manière que son axe soit horizontal, l’une de ses extrémités
reposant sur l’échancrure du déversoir, l’autre extremité sur un
On porte le déversoir à un certain niveau, la valeur lue sur
support provisoire. Contrôler la position horizontale du cylindre
l’échelle fixe, sur la culée du déversoir, est notée et on peut
à l’aide d’un niveau a bulle. Enregistrer la valeur lue sur la pointe
alors effectuer le réglage du zéro comme décrit en 7.3.1.
limnimétrique droite provisoire, placée exactement au sommet
du cylindre.
L’on peut obtenir une lecture directe en installant le puits de
mesurage au voisinage immédiat des montants de relevage. Le
limnimétre est solidaire des montants de relevage de facon à
7.3.1.4 Abaisser la pointe limnimétrique droite provisoire
bouger dans le puits de mesurage, son zéro coïncidant avec la
jusqu’à la surface de l’eau dans le canal d’approche et enregis-
cote du sommet de l’échancrure. Cette méthode peut aussi être
trer la valeur lue. Régler alors le limnimétre permanent de façon
utilisée pour un enregistrement continu.
à lire le niveau dans le puits de mesurage, et noter cette valeur.
limnimétrique droite provisoire
/--- Limnimètre
Cylindre
kV
e Puits de mesurage
Niveau de l’eau tranquille
Détermination du zéro de l’échelle limnimétrique
Figure 3 -
~so 8333-1985 (FI
L’angle de crête est généralement situé dans la gamme de
8 Déversoirs à seuil épais en V
9o” < a < 15OO.
8.1 Le déversoir à seuil épais en V présente une section trans-
Selon l’importance de la hauteur hl, il est possible d’avoir deux
versale triangulaire en V, avec une arête inférieure horizontale types d’écoulement au-dessus du déversoir à seuil épais en V.
dans le sens longitudinal (voir figure 4). Le déversoir à seuil
Dans des conditions normales, l’on appellera l’écoulement
épais en V combine les avantages du déversoir triangulaire en
(( incomplet )) et hI < 1’25 HB. Cette condition est dérivée du
mince paroi et du déversoir horizontal à seuil épais. Ses carac- fait que la profondeur critique dans une section triangulaire est
téristiques sont les suivantes :
égale à OI8 H. Dans certaines circonstances exceptionnelles,
on parlera d’un écoulement (( plus que complet)) et
a) il est tout aussi possible de mesurer des débits impor-
h, > 1’25 HB.
tants que des débits faibles, avec une précision relativement
Dans le cas d’un déversoir mobile, le corps du déversoir peut
élevée;
être fait en une plaque en acier ou en aluminium. Si le déversoir
posséde une crête fixe, il peut être fait en une plaque métallique
b) la relation hauteur-débit dépend du niveau de l’eau en
ou en béton présentant une faible rugosité.
aval quand l’on atteint un rapport de submersion élevé
100 II#~~). En conséquence, ce
(S = 80 %, avec S = Si le dispositif à utiliser a pour but de réguler et de mesurer
type de déversoir convient tout particuliérement aux cours
l’écoulement, ce qui est fréquemment le cas en irrigation, la
d’eau à faible chute disponible. construction est exécutée sous la forme d’un dispositif submer-
sible à glissement vertical, pouvant être déplacé à la main ou
mécaniquement.
8.2 Les bajoyers inclinés sont arrondis à l’extrémité amont,
d’une maniére analogue à ce que l’on a dans le déversoir
8.3 Le niveau de l’eau en amont doit être mesuré à une dis-
horizontal à seuil épais. Pour les stations extérieures, il est
tance de trois à quatre fois Hmax en amont du parement du
recommandé d’avoir un rayon dans la gamme de
déversoir, à l’aide d’un puits de mesurage.
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