ISO 1438-1:1980

Norme internationale 143811
INTFRNATIONAI ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEMflYHAPOflHAfI OPI-AHl43AUltlR l-l0 CTAHI1APT~3AUMM~RGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit de l’eau dans les canaux découverts au
moyen de déversoirs et de canaux venturi -
Partie 1 : Déversoirs en mince paroi
Water flow measuremen t in open channels using weirs and venturi flumes -
Part 1 : Thin-pla te weirs
Première édition - 1980-04-15
LI
Y
CDU 532.572 : 532.532 Réf. no : ISO 1438/1-1980 (F)
-
I Descripteurs : écoulement en canal découvert, mesurage de débit, écoulement de liquide, écoulement d’eau, tube de Venturi, déversoir,
t-
formule, calcul d’erreur.
cn
Prix basé sur 27 pages
AVANT-PROPOS
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membresde I’lSO). 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 partiedu comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, 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 internationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 1438/1 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts, et a été
soumise aux comités membres en novembre 1977.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d’ France Royaume-Uni
Allemagne, R.F. Inde Su isse
Australie Irlande Tchécoslovaquie
Canada Mexique Turquie
Chili Norvège USA
Égypte, Rép. arabe d’ Pays-Bas Yougoslavie
Espagne Roumanie
Le comité membre du pays suivant l’a désapprouvée pour des raisons techniques :
W RSS
La présente Norme internationale traite seulement des déversoirs en mince paroi et
remplace les chapitres et paragraphes correspondants de I’ISO 1438-1975. Une
Norme internationale séparée sur les canaux jaugeurs est en cours d’élaboration et,
lorsqu’elle sera disponible, deviendra 1’60 1438/2. L’ISO 1438-1975 sera alors
annulée.
0 Organisation internationale de normalisation, 1980 l
Imprimé en Suisse
ii
Page
SOMMAIRE
......... 1
..................
1 Objet et domaine d’application
......... 1
...............................
2 Références.
......... 1
...............................
3 Définitions.
......... 1
...........................
4 Unités de mesure.
. . . . . . . 1
........................ . . . . .
5 Principe.
. . . . . . . . . . . . 1
Installation. .
. . . . . . . . . . . . 3
7 Mesurage de la charge. .
. . . . . . . . . . . . 3
8 Entretien. .
. 3
.... . . . . . . . . . . .
9 Déversoir rectangulaire en mince paroi.
. . 10
..... . . . . . . . . . .
10 Déversoir triangulaire en mince paroi.
. . . . . . . 14
Précision des mesurages de débit. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 16
12 Exemples de calcul de l’erreur limite. .
Tableaux
1 Débit de l’eau dans les déversoirs triangulaires à échancrure avec
= 1 (a = n/2 radians ou 90”) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
tg ;
2 Débit de l’eau dans les déversoirs triangulaires à échancrure avec
=1/2(a=0,9273radianou53’8’) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
tg ;
3 Débit de l’eau dans les déversoirs triangulaires à échancrure avec
a
-= 1/4(ai=0,4899radianou28’4’). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
t9
Figures
1 Exemples de répartition normale des vitesses dans les chenaux 2
rectangulaires. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l l . .
2 Déversoir à échancrure rectangulaire, en mince paroi . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Détermination du zéro de l’échelle pour un déversoir rectangulaire . . . . . . 6
4 Coefficient de débit C, = a -t- a’ (h/p) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5 Valeurdekb parrapportàbk3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .,. . . . . 8
6 Déversoir à échancrure triangulaire, en mince paroi a . . . . . . . . . . . . . . . 10
7 Coefficient de débit Ce (cu = 90”). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
8 Coefficient de débit C, par rapport à l’angle d’échancrure CY. . . . . . . . . . . 13
9 Valeur de k, par rapport à l’angle d’échancrure CII . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Annexe : Guide pour le choix des déversoirs et des canaux jaugeurs pour la
mesure du débit de l’eau dans les canaux découverts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
. . .
III
Page blanche
ISO 1438/1-1980 (F)
NORME INTERNATIONALE
Mesure de débit de l’eau dans les canaux découverts au
moyen de déversoirs et de canaux venturi -
Partie 1 : Déversoirs en mince paroi
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION 6 INSTALLATION
6.1 Généralités
La présente Norme internationale spécifie des méthodes
Les conditions générales des installations relatives aux
de mesure de débit de l’eau dans les canaux découverts
déversoirs sont décrites dans les paragraphes ci-après. Les
au moyen de déversoirs rectangulaires et triangulaires en
conditions particulières de divers types de déversoirs sont
mince paroi. Seuls les débits permanents, libres et complè-
décrites dans les paragraphes qui traitent des déversoirs
tement aérés sont pris en considération. Les coefficients de
spécifiques (voir chapitres 9 et 10).
débit qui sont recommandés ne sont applicables à l’eau
que dans la gamme approximative de 5 à 30 “C. L’emploi
des coefficients pour des températures de l’eau de plusieurs
degrés en dehors de cette gamme entraînera des erreurs
6.2 Choix de l’emplacement
négligeables, sauf dans le cas de très petites hauteurs. Les
Le type de déversoir à utiliser pour la mesure du débit
limites de I’applicabilité au déversoir ainsi que la géométrie
est déterminé en partie par la nature de l’emplacement
de l’écoulement sont spécifiées pour les formules recom-
envisagé. Dans certaines conditions de conception et
mandées.
d’emploi, les déversoirs doivent être situés dans des canaux
jaugeurs rectangulaires ou dans des boîtes de déversoirs,
qui simulent les conditions d’écoulement dans les canaux
2 RÉFÉRENCES
jaugeurs rectangulaires. Dans certaines autres conditions,
les déversoirs peuvent être situés aussi bien dans des canaux
I SO 772, Mesure de débit des liquides dans les canaux
naturels que dans des canaux jaugeurs ou des boîtes de
découverts - Vocabulaire et symboles.
déversoirs, sans aucune différence significative dans la
I SO 4373, Mesure de débit des liquides dans les canaux
précision des mesures. Les exigences spécifiques de I’instal-
- Appareils de mesure du niveau.
découverts
Iation relatives à l’emplacement font l’objet de 6.3.
3 DÉFINITIONS
6.3 Conditions d’installation
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les
définitions données dans I’ISO 772 sont applicables. Les
6.3.1 Généralités
termes qui ont une signification particulière dans la présente
Le débit d’un déversoir est influencé, dans une grande
norme sont définis là où ils se présentent pour la première
mesure, par les caractéristiques physiques du déversoir
fois.
et du chenal. Les déversoirs en mince paroi dépendent
surtout des caractéristiques de l’installation qui contrôlent
la répartition des vitesses dans le chenal d’approche et,
4 UNITÉS DE MESURE
aussi, de la construction et du maintien de la crête du
déversoir conformément aux spécifications normalisées.
Les unités utilisées dans la présente Norme internationale
sont les unités SI.
6.3.2 Déversoir
Les déversoirs en mince paroi doivent être verticaux et
5 PRINCIPE perpendiculaires aux parois du chenal. L’intersection de
la paroi du déversoir avec les parois et avec le fond du
Le débit sur les déversoirs en mince paroi est fonction de
chenal doit être étanche et stable, et le déversoir doit
la charge sur le déversoir, de la taille et de la forme de la
être capable de supporter un écoulement maximal sans
zone de débit, ainsi que d’un coefficient qui est expérimen-
déformation ni dégats.
talement déterminé et qui tient compte de la charge sur
Les limites pratiques associées aux diverses formules de
le déversoir, des caractéristiques géométriques du déversoir
et du chenal d’approche et des propriétés dynamiques de débit telles que la largeur minimale, la hauteur minimale
l’eau. du déversoir, la charge minimale et les valeurs maximales
ISO 1438/1-1980 (F)
de hlp et de b/B (où h est la charge mesurée, p est la hauteur per un écoulement normal dans les chenaux lisses et recti-
lignes. La figure 1 indique la répartition normale des
de la crête par rapport au fond, b est la largeur mesurée de
l’échancrure et B est la largeur du chenal d’approche) sont vitesses dans les chenaux rectangulaires en amont de I’in-
des facteurs qui influencent aussi bien le choix du déversoir fluence d’un déversoir. Des chicanes et des redresseurs
d’écoulement peuvent être utilisés pour obtenir la répartition
que l’installation.
normale des vitesses, mais leur emplacement par rapport
au déversoir ne doit pas être inférieur à la longueur minima-
6.3.3 Chenal d’approche
le prescrite pour le chenal d’approche.
Dans le cadre de la présente Norme internationale, le chenal
d’approche est la partie du chenal qui s’étend en amont du
L’influence de la répartition des vitesses dans le chenal
déversoir sur une distance d’au moins dix fois la largeur de
d’approche sur l’écoulement du déversoir augmente à
la lame déversante à la charge maximale. Si le déversoir est
mesure que h/p et b/B augmentent en grandeur. Si une
situé dans une boîte de déversoir, la longueur de la boîte
installation de déversoir aboutit inévitablement à une
doit être égale à la longueur spécifiée du chenal d’approche.
répartition de vitesses qui n’est pas sensiblement uniforme,
L’écoulement dans le chenal d’approche doit être uniforme la possibilité d’erreurs dans le débit calculé doit être vérifiée
par une méthode alternative de mesure de débit pour une
et stable, avec la répartition des vitesses se rapprochant
de celle dans un chenal de longueur suffisante pour dévelop- gamme représentative de débits.
I
r
v
#####
a)
b)
F 1 G UR E 1 - Exemples de répartition normale des vitesses dans les chenaux rectangulaires

ISO 1438/1-1980 (F)
6.3.4 Chenal en aval du déversoir Si de grandes vitesses se produisent dans le chenal d’appro-
che, ou si des perturbations ou des irrégularités de la surface
La forme et la taille du chenal en aval du déversoir sont
de l’eau se produisent à la section de mesurage de la charge
sans importance, mais le niveau de l’eau dans le chenal
en raison de valeurs élevées de hlp ou de blB, il peut être
en aval doit être suffisamment en dessous de la crête en
nécessaire d’installer plusieurs prises de pression en vue
vue d’assurer un débit libre et pleinement aéré. On obtient
d’assurer que la charge mesurée dans le puits de mesurage
un débit pleinement aéré lorsque la pression de l’air sur la
soit la moyenne des charges aux divers points de mesurage.
surface inférieure de la lame déversante est complètement
atmosphérique.
7.4 Zéro de l’échelle
La précision des mesures de la charge dépend beaucoup de la
détermination du zéro de l’échelle, lequel est défini comme
7 MESURAGE DE LA CHARGE étant la lecture du limnimètre qui correspond au niveau de
la crête du déversoir (déversoirs rectangulaires), ou au niveau
du sommet de l’échancrure (déversoirs triangulaires). Si
7.1 Dispositifs de mesurage
nécessaire, le zéro de l’échelle est vérifié. Plusieurs méthodes
En vue d’obtenir les précisions de mesurage du débit spé-
acceptables de détermination du zéro de l’échelle sont
cifiées pour les déversoirs normalisés, la charge sur le
utilisées. Les méthodes typiques sont décrites dans les
déversoir est mesurée au moyen d’une pointe limnimé-
paragraphes qui traitent particulièrement des déversoirs
trique droite, d’un manomètre ou de toute autre jauge de
rectangulaires et triangulaires (voir chapitres 9 et 10).
précision équivalente. Là où il faut un enregistrement
En raison de la tension superficielle, le zéro de l’échelle
continu des variations de la charge, des limnimètres à
ne peut être déterminé avec une précision suffisante en
flotteur précis et des pointes Iimnimétriques droites à
faisant la lecture du limnimètre avec le niveau de l’eau
servomécanisme peuvent être utilisés. Des sondes limnimé-
dans le chenal d’approche réduit au niveau apparent de la
triques peuvent être utilisées lorsque des mesures moins
crête (ou de l’échancrure).
précises sont acceptables.
Des spécifications supplémentaires relatives aux dispositifs
de mesurage de la charge sont données dans I’ISO 4373.
8 ENTRETIEN
L’entretien du déversoir et du chenal du déversoir est
7.2 Puits de mesurage
nécessaire pour assurer des mesurages précis.
Dans le cas exceptionnel où les vitesses superficielles et les
Le chenal d’approche doit être exempt de limon, de végé-
perturbations dans le chenal d’approche sont négligeables,
tation et d’obstructions qui peuvent avoir des effets nuisibles
le niveau d’eau amont peut être directement mesuré (par
sur les conditions d’écoulement spécifiées pour l’installation
exemple, au moyen d’une pointe Iimnimétrique droite
normalisée. Le chenal aval doit être exempt d’obstructions
montée à la surface de l’eau, en amont). Cependant, en vue
qui pourraient entraîner une submersion ou empêcher
d’éviter les variations du niveau d’eau causées par les vagues,
l’aération totale de la lame déversante dans toutes les
la turbulence et les vibrations, le niveau de l’eau en amont
conditions d’écoulement.
doit être mesuré dans un puits de mesurage.
Le déversoir doit être maintenu propre et fermement
Les puits de mesurage sont reliés au chenal d’approche par
fixé. On doit prendre soin, au cours du nettoyage, de
une conduite appropriée qui est munie, le cas échéant, d’un
ne pas en détériorer la crête, surtout les arêtes et les faces
papillon pour amortir les oscillations. À l’extrémité chenal
en amont. Les spécifications de construction pour ces
de la conduite, ils sont reliés à des piézomètres de plancher
parties hautement sensibles doivent être passées en revue
ou de mur, ou à un tube statique situé à la section de mesu-
avant d’entreprendre l’entretien. Les piézomètres de mesu-
rage de la charge.
rage de la charge, les conduites de liaison et le puits de
Des spécifications supplémentaires relatives aux puits de mesurage doivent être nettoyés et l’on doit vérifier s’il
mesurage sont données dans I’ISO 4373. n’y a pas de fuites. La pointe limnimétrique recourbée
ou droite, le manomètre, le flotteur ou tout autre instru-
ment utilisé pour mesurer la charge doivent être vérifiés
7.3 Section de mesurage
de temps à autre en vue de s’assurer de leur précision.
La section de mesurage de la charge doit se trouver à une
distance suffisante en amont du déversoir pour éviter la
région d’abaissement de la surface, causée par la formation
9 DÉVERSOIR RECTANGULAIRE EN MINCE PAROI
de la lame déversante. D’autre part, elle doit se trouver
assez près du déversoir pour que la perte de charge entre la
9.1 Types
section de mesurage de la charge et le déversoir soit négli-
geable. Dans le cas des déversoirs qui font l’objet de la Le déversoir rectangulaire en mince paroi est une appella-
présente Norme internationale, l’emplacement de la section tion générale, où le déversoir à échancrure rectangulaire
de mesurage donnera satisfaction s’il se trouve à une distance représente la forme de base et où le déversoir sans contrac-
égale à quatre ou cinq fois la charge maximale (4 à 5 h,,J tion latérale est un cas limite. La figure 2 donne le schéma
de la forme de base du déversoir avec des valeurs intermé-
en amont du déversoir.
ISO 1438/1-1980 (IF)
diaires de blB et de hlp. Lorsque blB = 1’0, c’est-à-dire 9.2 Spécifications relatives au déversoir normalisé
lorsque la largeur du déversoir, b, est égale à la largeur
du chenal à la section du déversoir, B, le déversoir est du Le déversoir de base est formé d’une échancrure rectangu-
type sans contraction latérale (connu également sous le Iaire située dans une mince paroi verticale. La paroi doit
nom de «déversoir réprimé», car sa lame déversante n’a pas être plane et rigide et perpendiculaire aux parois et au
de contraction latkrale). fond du chenal d’approche. La face amont de la paroi
a n/4 radians
Face amont de la
paroi du deversoir
Détail de la crête et des
bords de l’échancrure
$
r
CU
-
%
L
z)
z
E
z
E
.-
+
a:
v:
-
FIGURE 2 - Déversoir à échancrure rectangulaire, en mince paroi

ISO 1438/1-1980 (F)
doit être lisse (à proximité de l’échancrure, son état de est inférieur à Of1 m et/ou h,,,/p est supérieur à 1. Des
surface doit être équivalent à celui d’une plaque en métal conditions supplémentaires sont spécifiées concernant les
laminé). formules de débit spécifiées.
La bissectrice verticale de l’échancrure doit être équidistan-
9.4 Spécifications relatives au mesurage de la charge
te des deux parois du chenal. La surface de la crête de
l’échancrure doit être une surface plane et horizontale,
qui doit former une arête vive à son intersection avec la face
9.4.1 Généralités
amont de la paroi du déversoir. La largeur de la surface de
Les conditions spécifiées en 7.1, 7.2 et 7.3 sont applicables
la crête, mesurée perpendiculairement à la face de la paroi,
sans exception.
doit être comprise entre 1 et 2 mm. Les surfaces latérales
de l’échancrure doivent être des surfaces planes et verticales,
qui doivent former des arêtes vives à leur intersection avec
9.4.2 Détermination du zéro de II-échelle
la face amont de la paroi du déversoir. Dans le cas limite
Le zéro de l’échelle doit être déterminé avec beaucoup de
du déversoir sans contractions latérales, la crête du déver-
soin et il doit être vérifié, le cas échéant. Une méthode
soir doit s’étendre jusqu’aux parois du chenal, lequel doit
typique et acceptable de détermination du zéro de l’échelle
être plan et lisse à proximité de la crête (voir également 9.3).
pour les déversoirs rectangulaires est décrite ci-après :
Pour que les arêtes amont de la crête et celles de I’échan-
a) Le niveau de l’eau tranquille dans le chenal d’appro-
crure soient vives, elles doivent être usinées ou limées
che est abaissé à un niveau en dessous de la crête du
perpendiculairement à la face amont de la paroi du déver-
déversoir.
soir, et elles doivent être exemptes de bavures d’usinage
et de rayures et n’avoir subi le contact d’aucun tissu ou
b) Une pointe limnimétrique recourbée provisoire
papier abrasif. Les arêtes aval de l’échancrure doivent
est montée sur le chenal d’approche, à une petite distan-
être chanfreinées, si la paroi du déversoir est plus épaisse
ce en amont de la crête du déversoir.
que la largeur maximale permissible de la surface de I’échan-
crure. La surface du chanfrein doit faire, avec la surface de c) Un niveau de précision est placé avec son axe hori-
la crête et avec les surfaces latérales de l’échancrure, un zontal, avec une de ses extrémités placée sur la crête du
angle au moins égal à n/4 radians (45”) (voir détail à la déversoir et l’autre extrémité placée sur la pointe de la
figure 2). La plaque du déversoir à proximité de I’échan- pointe limnimétrique recourbée provisoire (le limnimètre
crure doit être, de préférence, en métal susceptible de ayant été réglé pour retenir le niveau en position). La
résister à l’érosion et à la corrosion; au cas où elle ne l’est lecture du limnimètre provisoire est notée.
pas, toutes les surfaces lisses et les arêtes vives doivent
d) La pointe Iimnimétrique recourbée provisoire est
être enrobées d’une couche légère de protection (par exem-
abaissée jusqu’à la surface de l’eau dans le chenal d’ap-
ple huile, cire, silicone) qui doit être appliquée au moyen
proche et sa lecture est faite. Le limnimètre permanent
d’une toile légère.
est réglé de facon à pouvoir lire le niveau dans le puits
de mesurage et cette valeur est notée.
9.3 Spécifications relatives à l’installation
e) La différence calculée entre les deux lectures du
limnimètre provisoire est ajoutée à la valeur de la lecture
Les conditions spécifiées en 6.3 sont applicables. En général,
du limnimètre permanent. La somme constitue le zéro
le déversoir doit être placé dans un chenal d’approche
de l’échelle du limnimètre permanent.
rectiligne, horizontal et rectangulaire, si possible. Cepen-
dant, la forme du chenal importe peu si l’échancrure du
La figure 3 indique l’emploi de cette méthode, avec une
déversoir est suffisamment petite par rapport au chenal
forme de pointe limnimétrique recourbée provisoire qui est
amont pour que la vitesse d’approche soit négligeable. En
convenablement montée sur la plaque du déversoir.
tout cas, l’écoulement dans le chenal d’approche doit être
uniforme et stable, ainsi qu’il est spécifié en 6.3.3.
9.5 Formules de débit - Généralités
Si la largeur du déversoir est égale à la largeur du chenal à
Les formules de débit recommandées pour les déversoirs
la section du déversoir (c’est-à-dire un déversoir sans contrac-
rectangulaires en mince paroi sont présentées en deux
tion latérale), les parois du chenal en amont du déversoir
catégories :
doivent être verticales, unies, parallèles et lisses (un état de
surface équivalent à celui d’une plaque en métal laminé).
a) formules pour la forme de base du déversoir (toutes
Les parois du chenal, au-dessus du niveau de la crête d’un
les valeurs de blB);
déversoir sans contraction latérale, doivent être prolongées
en aval du déversoir d’une longueur au moins égale à
b) formules pour les déversoirs sans contraction latérale
Un débit totalement aéré doit être assuré comme
Of3 hm ax l (b/B = 1’0).
spécifié en 6.3.4.
Les symboles qui sont communs aux formules sont-définis
Le fond du chenal d’approche doit être lisse, uni et horizon- comme suit :
tal lorsque la hauteur de la crête par rapport au fond (p) est
Q est le débit-volume, en mètres cubes par seconde;
faible et/ou h/p est élevé. Pour les déversoirs rectangulaires,
le fond doit être lisse, uni et horizontal, surtout lorsque p C est le coefficient de débit (sans dimension);
ISO 1438/1-1980 (F)
g est l’accélération due à la pesanteur, en mètres par
p est la hauteur de la crête par rapport au fond, en
seconde carrée;
mètres.
b est la largeur mesurée de l’échancrure, en mètres;
Les symboles supplémentaires particuliers sont définis
B est la largeur du chenal d’approche, en mètres;
Iorsqu’iIs se présentent pour la première fois dans une
h est la charge mesurée, en mètres;
formule.
Limnimètre permanent
/
de précision
-
Montage au niveau de l’eau Montage à la cr&e du déversoir
Vernier micrométrique
Niveau de précision
Pointe Iimnimétriq
provisoire
FIGURE 3 - Détermination du zéro de l’échelle pour un déversoir rectangulaire

ISO 1438/1-1980 (F)
La largeur et la hauteur de déversement effectives sont
9.6 Formules pour la forme de base du déversoir
(toutes les valeurs de b/B) définies par les formules
9.6.1 Formule de Kindsvater-Carter
=b+k, . . .
(3)
6,
La formule de Kindsvater-Carter pour la forme de base du
déversoir est
=h+k, . . .
(4
he
. . .
Q = Ce f +,/Gb h3’* (1)
e e
dans laquelle k, et k, sont des grandeurs déterminées
expérimentalement, en mètres, qui compensent les influen-
dans laquelle
ces combinées de la tension superficielle et de la viscosité.
Ce est le coefficient de débit;
6, est la largeur effective;
h, est la charge effective.
9.6.1.1 ÉVALUATION DE C,,k, ET~~
Le coefficient de débit Ce a été déterminé expérimentale-
ment comme étant fonction de deux variables, selon la
La figure 4 indique les valeurs expérimentales de C, comme
formule
fonction de h/p pour des valeurs représentatives de blB. Les
valeurs de Ce pour les valeurs intermédiaires de b/B peuvent
. . .
(2)
‘e
être déterminées par interpolation.
Of80
Of78
Of76
Of72
Of64
Of60
Of58
0.56
-,- -
0 2,4 2’5
1’6 2’0
0’4 0’8 1’2
Valeur de h/p
FIGURE 4 - Coefficient de débit Ce = a + a’ (h/p)
ISO 1438/1-1980(F)
h
La figure 5 indique les valeurs expérimentales de k, comme (blB = 0) : C, = 0,587 - 0,002 3- . . .
(12)
P
fonction de b/B.
Pour les valeurs intermédiaires de b/B, les formules pour C,
Les expériences ont montré que l’on peut considérer k,
peuvent être déterminées d’une manière satisfaisante par
comme ayant une valeur constante de 0,001 m pour les
interpolation.
déversoirs qui sont construits en stricte conformité avec
les spécifications recommandées.
9.6.1.3 LIMITATIONS D’ORDRE PRATIQUE SUR h/p,h,
9.6.1.2 FORMULES POUR C,
b ET/3
Pour les valeurs spécifiques de b/B, la relation entre C, et
Des limitations d’ordre pratique sont placées sur hlp, à
h/p a été expérimentalement démontrée (voir figure 4)
cause des difficultés de mesurage de la charge et des erreurs
comme ayant une forme linéaire
provoquées par les remous et les vagues qui se manifestent
dans le chenal d’approche pour des valeurs supérieures
=a+$
Ce
de h/p. Des limitations sont placées sur h en vue d’éviter
le phénomène de «nappe adhérente)), qui se manifeste
Ainsi, pour les valeurs de b/B indiquées sur la figure 4, les
lorsque les charges sont très faibles. Des limitations sont
formules pour C, peuvent être données comme suit
placées sur b en raison des erreurs limites concernant les
effets combinés de la viscosité et de la tension superficielle
représentées par la grandeur k, pour de faibles valeurs de 6.
(blB = 1,O) : C, = 0,602 + 0,075 h . . .
(5)
P
Des limitations sont placées sur p et sur B-b en vue d’éviter
les instabilités provoquées par les courants parasites, qui se
h
manifestent aux coins entre les limites du chenal et le
(blB = 0,9) : C, = 0,598 + 0,064- . . .
(6)
P
déversoir lorsque les valeurs de p et de B-b sont faibles.
h
(blB = 0,8) : C, = 0,596 + 0,045- . . .
(7)
Pour la pratique courante, les limitations applicables à I’em-
P
ploi de la formule de Kindsvater-Carter sont les suivantes :
h
(blB = 0,7) : C, = 0,594 + 0,030 - . . . a) h/p ne doit pas être supérieur à 2,5;
(8)
P
b) h ne doit pas être inférieur à 0,03 m;
h
. . .
(blB = 0,6) : C, = 0,593 + 0,018-
(9)
c) b ne doit pas être inférieur à 0,15 m;
P
d) p et (B-b)/2 ne doit pas être inférieur à 0,lO m;
h
. . .
(blB = 0,4) : C, = 0,591 + 0,005 8- (10)
P
e) ni (B-b)/2 = 0 (déversoir sans contraction latérale),
ni (B-b)/2 ne doit être inférieur à 0,lO m (déversoir
h
contracté).
(blB = 0,2) : C, = 0,589 - 0,001 8- . . .
(11)
P
-1
-2
0,40 0,60
Valeur de blB
FIGURE 5 - Valeur de k, par rapport à b/B

ISO 1438/1-1980 (F)
b) h doit être compris entre 0,03 et 0,75 m;
9.6.2 Formule SI.A?
c) b ne doit pas être inférieur à 0,30 m;
La formule S.I.A. pour la forme de base du déversoir est
d) p ne doit pas être inférieur à 0,lO m.
. . .
Q=C- d%b h3’* (13)
9.7.2 Formule /.M.F.T.*)
dans laquelle
La formule I.M.F.T. pour les déversoirs sans contraction
latérale est
3/2
V2
Q=C@b h+a . . .
(19)
2s
I 1
. . . (14)
dans laquelle;
Les limitations d’ordre pratique applicables à l’emploi de
la formule S.I.A. sont les suivantes :
a) h/p ne doit pas être supérieur à 1,O;
. . .
C = 0,627 + 0,018 0 (20)
b) b/B ne doit pas être inférieur à 0’3;
dans laquelle V, est la vitesse moyenne dans le chenal
c) h ne doit pas être inférieur à 0,025 B/b et pas
= Q/A,, où A, est l’aire de l’écoulement
d’approche, soit V,
supérieur à 0,80 m;
à la section de mesurage de la charge.
d) p ne doit pas être inférieur à 0,30 m.
Étant donné que Va est fonction de Q, il doit être calculé
Pour les déversoirs sans contraction latérale, la formule
par des approximations successives.
(14) devient
Les limitations d’ordre pratique applicables à l’emploi de
la formule I.M.F.T. sont :
0,000 615
c= 0,615 +
a) h/p ne doit pas être supérieur à 2,5;
h + 0,001 6 (15)
I[l + of5(&J] . . .
h ne doit pas être inférieur à 0,03 m;
b)
c) b ne doit pas être inférieur à 0,20 m;
9.7 Formule pour les déversoirs sans contraction latérale
(b/B = 1,O)
d) p ne doit pas être inférieur à 0,lO m.
En plus des formules (5) et (15), qui représentent le cas
1,O dans les formules Kindsvater-Carter et
limite de b/B =
S.I.A. pour les déversoirs ayant la forme de base, les formules
9.8 Précision des coefficients de débit - Déversoirs
suivantes sont recommandées seulement lorsque b/B = 1 ,O.
rectangulaires
La précision des mesurages de débit, effectués avec un
9.7.1 Formule de Rehbock (1929)
déversoir rectangulaire en mince paroi, dépend en premier
La formule de Rehbock sous la forme proposée en 1929 est lieu de la précision des mesurages de la charge et de la
largeur du déversoir, ainsi que de I’applicabilité des formules
et des coefficients de débit utilisés. Si l’on prend grand
. . .
Q = Ce< dcb hz’* (16)
soin de respecter les conditions de construction, d’instal-
lation et de fonctionnement prescrites dans la présente
dans laquelle
Norme internationale, les erreurs limites (au niveau de
confiance de 95 %) imputables aux coefficients de débit
. . .
C, = 0,602 + 0,083 h/p (17) ne seront pas supérieures à 1,5 % pour des valeurs de h/p
de moins de 1,0, pas supérieures à 2 % pour des valeurs
. . . (18)
= h + 0,001 2
he
de h/p entre 1,O et 1’5, et pas supérieures à 3 % pour des
valeurs de h/p entre 1,5 et 2,5. Les erreurs limites indiquées
Les limitations d’ordre pratique applicables à l’emploi de
ne sont applicables que si les restrictions supplémentaires
la formule de Rehbock sont les suivantes :
sur les valeurs de h, 6, p, hlp et (B-b)/2, indiquées en 9.6
et 9.7, sont appliquées. La combinaison de toutes les
a) h/p ne doit pas être supérieur à 1 ,O;
erreurs limites qui contribuent d’une manière significative
à l’erreur limite des mesurages de débit se trouve traitée
au chapitre 11. Des exemples des erreurs limites estimatives
1) Société suisse des ingénieurs et architectes.
dans le débit mesuré sont donnés au chapitre 12.
2) Institut de mécanique des fluides de Toulouse.
ISO 1438/1-1980 (F)
10 DÉVERSOIR TRIANGULAIRE EN MINCE PAROI La bissectrice de l’échancrure doit être verticale et équidis-
tante des deux parois du chenal. Les surfacesde l’échancrure
doivent être des surfaces planes qui doivent former, à leur
10.1 Spécifications relatives au déversoir normalisé
intersection avec la face amont de la paroi du déversoir,
Le déversoir triangulaire en mince paroi est formé d’une
des arêtes vives. La largeur des surfaces de l’échancrure,
échancrure en V, située dans une mince paroi verticale.
mesurée perpendiculairement à la face de la paroi, doit
Un déversoir triangulaire est représenté à la figure 8. La
être comprise entre 1 et 2 mm.
paroi du déversoir doit être plane et rigide et elle doit être
perpendiculaire aux parois et au fond du chenal. La face Afin que les arêtes amont de l’échancrure soient vives, elles
amont de la paroi doit être lisse (à proximitéde l’échancrure, doivent être usinées ou limées perpendiculairement à la
l’état de surface doit être équivalent à celui d’une plaque en face amont, être exemptes de bavures d’usinage et de rayures
métal laminé). et n’avoir subi de contact d’aucun tissu ou papier abrasif.
1 à2mm
> 7714 radians
Face amont de la
paroi du déversoir
Détail de la crête et des
bords de l’échancrure
FIGURE 6 - Déversoir à khancrure triangulaire, en mince paroi
ISO 1438/1-1980 (F)
typique et acceptable de détermination du zéro de l’échelle
Les arêtes aval de l’échancrure doivent être chanfreinées,
pour les déversoirs à échancrure triangulaire est décrite
si la paroi du déversoir est plus épaisse que la largeur
ci-après :
maximale permissible de la surface de l’échancrure. La
surface du chanfrein doit faire, avec la surface de I’échan-
a) L’eau calme dans le chenal d’approche est amenée
crure (voir détail à la figure 6)’ un angle au moins égal à
à un niveau en dessous du sommet de l’échancrure.
n/4 radians (45”). La plaque du déversoir à proximité de
l’échancrure doit être, de préférence, en métal susceptible
b) Une pointe Iimnimétrique recourbée provisoire est
de résister à la corrosion; au cas où elle ne l’est pas, toutes
montée sur le chanal d’approche, avec sa pointe située à
les surfaces lisses spécifiées doivent être enrobées d’une
une petite distance en amont du sommet de l’échancrure.
couche mince de protection (par exemple huile, cire, silicone)
c) Un cylindre rectifié, de diamètre connu, est placé
qui doit être appliquée avec une étoffe légère.
avec son axe horizontal, une extrémité reposant sur
l’échancrure et l’autre extrémité équilibrée sur la pointe
10.2 Spécifications relatives à l’installation
de la pointe Iimnimétrique recourbée provisoire. Un
Les conditions spécifiées en 6.3 sont applicables. En général,
niveau de mécanicien est placé au-dessus du cylindre et
le déversoir doit être placé dans un chenal rectiligne, hori- la pointe Iimnimétrique recourbée est ajustée de facon
,
zontal et rectangulaire, si possible. Cependant, la forme du que le cylindre soit exactement horizontal. La lecture
chenal importe peu si l’ouverture effective de l’échancrure de la pointe Iimnimétrique provisoire est notée.
est suffisamment petite par rapport au chenal amont pour
d) La pointe Iimnimétrique recourbée provisoire est
que la vitesse d’approche soit négligeable. En tout cas,
abaissée jusqu’à la surface de l’eau dans le chenal d’ap-
l’écoulement dans le chenal d’approche doit être uniforme
proche et la lecture est notée. La pointe limnimétrique
et stable, ainsi qu’il est spécifié en 6.3.3.
permanente est ajustée de facon à pouvoir lire le niveau
Si la largeur au sommet de la lame déversante à la charge
dans le puits de mesurage et cette lecture est notée.
maximale est élevée par rapport à la largeur du chenal, les
e) La distance, y, entre le fond du cylindre et le sommet
parois du chenal doivent être rectilignes, verticales et paral-
de l’échancrure est calculée à partir de la valeur connue
lèles. Si la distance entre le sommet et le niveau du fond est
de l’angle de l’échancrure, a, et le rayon, r, du cylindre
petite par rapport à la charge maximale, le lit du chenal
- \ -
doit être lisse, rectiligne et rectangulaire lorsque B/b,.
iv= (+in~---r]. Cette distance est ensuite déduite
est inférieur à 3 et/ou lorsque h,,,/p est supérieur à 1.
Des conditions supplémentaires sont spécifiées concernant
de la lecture relevée en c), le résultat étant la lecture de
les formules de débit recommandées.
la pointe Iimnimétrique provisoire au sommet de I’échan-
crure.
10.3 Spécifications relatives au mesurage de la charge
f) La différence entre la lecture calculée en e) et la
lecture de la pointe Iimnimétrique provisoire en d) est
10.3.1 Généralités
ajoutée à la lecture de la pointe Iimnimétrique perma-
Les conditions spécifiées en 7.1, 7.2 et 7.3 sont applicables
nente. La somme constitue le zéro de l’échelle pour la
sans exception.
pointe Iimnimétrique permanente.
Un avantage de cette méthode est le fait qu’elle rapporte
10.3.2 Détermination de l’angle de f ‘échancrure
le zéro de l’échelle au sommet géométrique qui est défini
Des mesurages précis de la charge pour les déversoirs à par les côtés de l’échancrure.
échancrure triangulaire exigent que l’angle de l’échancrure
(l’angle compris entre les côtés de l’échancrure) soit mesuré
10.4 Formules de débit - Généralités
d’une manière précise. L’une des méthodes donnant satis-
faction est décrite ci-après :
Les formules de débit recommandées pour les déversoirs à
échancrure triangulaire en mince paroi sont présentées en
a) Deux disques rectifiés de diamètre différent sont
deux catégories :
placés dans l’échancrure, avec leurs bords tangents aux
côtés de l’échancrure.
a) formule pour tous les angles d’échancrure compris
b) La distance verticale entre les centres (ou les deux entre n/9 et 5 n/9 radians (20” et 100”);
bords correspondants) des deux disques est mesurée
b) formules pour des angles spécifiques d’échancrure
avec un palmer.
(déversoirs totalement contractés).
c) L’angle de l’échancrure, a, est le double de l’angle
Les symboles qui sont communs aux formules sont définis
dont le sinus est égal à la différence entre les rayons des
comme suit :
disques, divisée par la distance entre les centres des
disques.
Q est le débit-volume, en mètres cubes par seconde;
C est le coefficient de débit (sans dimension);
10.3.3 Détermination du zéro de Echelle
g est l’accélération due à la pesanteur, en mètres
Le zéro de l’échelle doit être déterminé avec beaucoup de
par seconde carrée;
soin et il doit être vérifié, le cas échéant. Une méthode
ISO 1438/1-1980 (F)
Q! est l’angle de l’échancrure, c’est-à-dire l’angle
B est la largeur du chenal d’approche;
compris entre les côtés de l’échancrure, en degrés;
h, est défini par la formule
h est la charge mesurée, en mètres.
=h+k,
e . .
(23)
he
Les symboles supplémentaires particuliers sont définis
lorsqu’ils se présentent pour la première fois dans une
dans laquelle k, est une grandeur déterminée expérimenta-
formule.
lement, en mètres, qui compense les influences combinées
de la tension superficielle et de la viscosité.
10.5 Formule pour tous les angles d’échancrure compris
entre ~~19 et 5 1~19 radians (20’ et 100”)
La formule de Kindsvater-Shen pour les déversoirs à échan-
crure triangulaire est
10.5.1 Évaluation de C, et de k,
Dans le cas des déversoirs triangulaires dont l’angle de
. . .
(21)
l’échancrure, a, est égal à n/2 radians (90”)’ la figure 7
indique les valeurs expérimentales de C, pour une large
dans laquelle
gamme de valeurs de h/p et de p/B. Pour a- n/2 radians
(90’)’ k, est indiqué comme ayant une valeur constante de
C, est le coefficient de débit;
0,000 85 m pour une gamme correspondante de valeurs
h, est la charge effective.
de hlp et dep/B.
Le coefficient de débit C, a été déterminé par expérience
Pour les angles d’échancrure autres que 7~/2 radians (90’)’
comme étant fonction de trois variables (voir figure 7)’ selon
les données expérimentales sont insuffisantes pour définir C,
la formule
en fonction de h/p et p/B. Cependant, pour les échancrures
qui sont petites par rapport à la surface du chenal d’approche,
la vitesse d’approche est négligeable et les effets de hlp et
. . . (22)
Ce
p/B sont également négligeables. Pour cette condition (que
l’on peut qualifier de condition ((totalement contractée»),
dans laquelle
la figure 8 indique des valeurs expérimentales de C, en
p est la distance entre le sommet de l’échancrure et fonction de a seulement. Les valeurs correspondantes de k,
le fond du chenal d’approche; sont indiquées à la figure 9.
.
Y
OI62
- w
/ I
OI61
’ OJ
l/
0.58 ti
0 0’2 0,4 OI6 0,8 1,0 1,2 II4 l,6 1,8 2,0
Valeur de h/p
F IGUR E 7 - Coefficient de débit C, (a! = 90” )
ISO 1438/1-1980 (F)
0.61
OI60
I I I
1~~~~~~ --
ua 0’59 .
I\/i+nccn ri’31
\ ” I ICZJJCZ u 0 pproche négligeable;
5 effets de h/p et de p/B négligeables)
!j OI58
OI56
71 27T 77. 4n 5n 277
9 3 9 9 3
(100")
(20” 1 (40") (60”) @Qo) (12OO)
Valeur de l’angle d’échancrure cy, en radians
FI GUR E 8 - Coefficient de débit C, par rapport à l’angle d’échancrure a
1 m I I 1 I 1 I
E 3
c
a
z
al
Yü 2
>
I I 1 1 1 I 1
7T 27r 7-r 477 5n 277
9 9 3 9 9 3
(20” 1 (60”) (100") (120")
(40") (80” 1
Valeur de l’angle d’échancrure CY, en radians
F I G UR E 9 - Valeur de kh par rapport à l’angle d’khancrure a!
ISO 1438/1-1980(F)
10.5.2 Limitations d/ordre pratique sur cx, hlp, p/B, h et p
d’installation et de fonctionnement spécifiées dans la pré-
sente Norme internationale, les erreurs limites (probabilité
En vue de tenir compte des erreurs de mesurage et de I’in-
de 95 %) dues au coefficient de débit ne seront pas supé-
suffisance des données expérimentales, les limitations sui-
rieures à 1,0 %. La combinaison de toutes les erreurs
vantes, d’ordre pratique, doivent être respectées lors de
limites qui contribuent d’une manière significative à l’erreur
l’application de la formule Kindsvater-Shen :
limite des mesurages de débit est traitée au chapitre 1 ‘l. Des
exemples d’erreurs limites sur le débit mesuré sont donnés
a) a! doit être compris entre n/9 et 5 n/9 radians (20” et
au chapitre 12.
100”);
b) h/p doit se limiter à la gamme indiquée à la figure 7
11 PRÉCISION DES MESURAGES DE DÉBIT
pour a= 7~/2 radians (90’); h/p ne doit pas être supé-
rieur à 0,35 pour les autres valeurs de a;
11 .l Généralités
c) p/B doit se limiter à la gamme indiquée à la figure 7
pour a = n/2 radians (90’); p/B doit être compris entre
La précision d’un mesurage de débit est exprimée au mieux
OJO et 1,5 pour les autres valeurs de a; en fonction d’une gamme statistique d’erreurs limites. Dans
cet exemple, le débit mesuré est le débit calculé au moyen
d) h ne doit pas être inférieur à 0,06 m;
d’une formule de débit, et l’erreur limite du mesurage est
la gamme à l’intérieur de laquelle le débit réel doit se trouver
e) p ne doit pas être inférieur à 0,09 m.
environ quatre-vingt-quinze fois sur cent (probabilité
de 95 %).
10.6 Formule pour les angles d’échancrure spécifiques
(déversoir totalement contracté)
L’erreur limite d’un mesurage de débit est évaluée comme
la combinaison des erreurs limites provenant de différentes
Formule BSI1) pour trois angles connexes
sources d’erreur. Ainsi, l’influence relative de chaque source
d’erreur peut être évaluée pour déterminer si, avec les
Cette formule est valable pour les angles d’échancrure qui
ressources et les techniques disponibles, les débits peuvent
ont une relation géométrique particulière entre eux :
être mesurés avec une précision suffisante pour le cas consi-
a) tangente CI/~ = 1 (ai = 77/2 radians ou 90”);
déré.
b) tangente oc/2 = 0,50 (a = 0,927 3 radian ou 53” 8’)
11.2 Sources d’erreur
c) tangente a/2 = 0,25 (a = 0,489 9 radian ou 28” 4’)
Les sources d’erreur qui contribuent aux erreurs limites
La formule BSI de débit est sur les mesurages de débit peuvent être identifiées en
considérant des formules représentatives de débit. Par
exemple, à partir des équations (1) et (2l), respectivement,
Q=C- , 5 tg$/Gh512 . . .
les formules simplifiées de débit sont, pour les déversoirs
rectangulaires
et les valeurs expérimentales de C et de 0 pour la condition
de «contraction totale» sont indiquées aux tableaux II2 et 3.
. . . (25)
0, = Jr- [ce 676, y]
Les limitations suivantes, d’ordre pratique, doivent être
et pour les déversoirs triangulaires
respectées lors de l’application de cette formule :
a) h/p ne doit pas être supérieur à 0,4;
(26)
b) h/B ne doit pas être supérieur à 0,2;
ou J est une constante numérique qui dépend de la forme
c) h doit être compris entre 0,05 et 0,38 m;
du déversoir mais sur laquelle on ne fait pas d’erreur.
d) p ne doit pas être inférieur à 0,45 m;
L’erreur sur g, l’accélération due à la pesanteur, peut
être négligée. Ainsi, les seules sources d’erreur à consi-
e) B ne doit pas être inférieur à 1 m
dérer sont les suivantes :
10.7 Précision des coefficients de débit - Déversoirs à a) le coefficient de débit, C,;
échancrure triangulaire
b) la largeur mesurée, b, ou l’angle de l’échancrure, a;
La précision des mesurages de débit, effectués avec un
déversoir en mince paroi à échancrure triangulaire, dépend
c) la ch
...

Norme internationale 143811
INTFRNATIONAI ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEMflYHAPOflHAfI OPI-AHl43AUltlR l-l0 CTAHI1APT~3AUMM~RGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit de l’eau dans les canaux découverts au
moyen de déversoirs et de canaux venturi -
Partie 1 : Déversoirs en mince paroi
Water flow measuremen t in open channels using weirs and venturi flumes -
Part 1 : Thin-pla te weirs
Première édition - 1980-04-15
LI
Y
CDU 532.572 : 532.532 Réf. no : ISO 1438/1-1980 (F)
-
I Descripteurs : écoulement en canal découvert, mesurage de débit, écoulement de liquide, écoulement d’eau, tube de Venturi, déversoir,
t-
formule, calcul d’erreur.
cn
Prix basé sur 27 pages
AVANT-PROPOS
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membresde I’lSO). 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 partiedu comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, 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 internationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 1438/1 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts, et a été
soumise aux comités membres en novembre 1977.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d’ France Royaume-Uni
Allemagne, R.F. Inde Su isse
Australie Irlande Tchécoslovaquie
Canada Mexique Turquie
Chili Norvège USA
Égypte, Rép. arabe d’ Pays-Bas Yougoslavie
Espagne Roumanie
Le comité membre du pays suivant l’a désapprouvée pour des raisons techniques :
W RSS
La présente Norme internationale traite seulement des déversoirs en mince paroi et
remplace les chapitres et paragraphes correspondants de I’ISO 1438-1975. Une
Norme internationale séparée sur les canaux jaugeurs est en cours d’élaboration et,
lorsqu’elle sera disponible, deviendra 1’60 1438/2. L’ISO 1438-1975 sera alors
annulée.
0 Organisation internationale de normalisation, 1980 l
Imprimé en Suisse
ii
Page
SOMMAIRE
......... 1
..................
1 Objet et domaine d’application
......... 1
...............................
2 Références.
......... 1
...............................
3 Définitions.
......... 1
...........................
4 Unités de mesure.
. . . . . . . 1
........................ . . . . .
5 Principe.
. . . . . . . . . . . . 1
Installation. .
. . . . . . . . . . . . 3
7 Mesurage de la charge. .
. . . . . . . . . . . . 3
8 Entretien. .
. 3
.... . . . . . . . . . . .
9 Déversoir rectangulaire en mince paroi.
. . 10
..... . . . . . . . . . .
10 Déversoir triangulaire en mince paroi.
. . . . . . . 14
Précision des mesurages de débit. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 16
12 Exemples de calcul de l’erreur limite. .
Tableaux
1 Débit de l’eau dans les déversoirs triangulaires à échancrure avec
= 1 (a = n/2 radians ou 90”) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
tg ;
2 Débit de l’eau dans les déversoirs triangulaires à échancrure avec
=1/2(a=0,9273radianou53’8’) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
tg ;
3 Débit de l’eau dans les déversoirs triangulaires à échancrure avec
a
-= 1/4(ai=0,4899radianou28’4’). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
t9
Figures
1 Exemples de répartition normale des vitesses dans les chenaux 2
rectangulaires. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l l . .
2 Déversoir à échancrure rectangulaire, en mince paroi . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Détermination du zéro de l’échelle pour un déversoir rectangulaire . . . . . . 6
4 Coefficient de débit C, = a -t- a’ (h/p) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5 Valeurdekb parrapportàbk3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .,. . . . . 8
6 Déversoir à échancrure triangulaire, en mince paroi a . . . . . . . . . . . . . . . 10
7 Coefficient de débit Ce (cu = 90”). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
8 Coefficient de débit C, par rapport à l’angle d’échancrure CY. . . . . . . . . . . 13
9 Valeur de k, par rapport à l’angle d’échancrure CII . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Annexe : Guide pour le choix des déversoirs et des canaux jaugeurs pour la
mesure du débit de l’eau dans les canaux découverts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
. . .
III
Page blanche
ISO 1438/1-1980 (F)
NORME INTERNATIONALE
Mesure de débit de l’eau dans les canaux découverts au
moyen de déversoirs et de canaux venturi -
Partie 1 : Déversoirs en mince paroi
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION 6 INSTALLATION
6.1 Généralités
La présente Norme internationale spécifie des méthodes
Les conditions générales des installations relatives aux
de mesure de débit de l’eau dans les canaux découverts
déversoirs sont décrites dans les paragraphes ci-après. Les
au moyen de déversoirs rectangulaires et triangulaires en
conditions particulières de divers types de déversoirs sont
mince paroi. Seuls les débits permanents, libres et complè-
décrites dans les paragraphes qui traitent des déversoirs
tement aérés sont pris en considération. Les coefficients de
spécifiques (voir chapitres 9 et 10).
débit qui sont recommandés ne sont applicables à l’eau
que dans la gamme approximative de 5 à 30 “C. L’emploi
des coefficients pour des températures de l’eau de plusieurs
degrés en dehors de cette gamme entraînera des erreurs
6.2 Choix de l’emplacement
négligeables, sauf dans le cas de très petites hauteurs. Les
Le type de déversoir à utiliser pour la mesure du débit
limites de I’applicabilité au déversoir ainsi que la géométrie
est déterminé en partie par la nature de l’emplacement
de l’écoulement sont spécifiées pour les formules recom-
envisagé. Dans certaines conditions de conception et
mandées.
d’emploi, les déversoirs doivent être situés dans des canaux
jaugeurs rectangulaires ou dans des boîtes de déversoirs,
qui simulent les conditions d’écoulement dans les canaux
2 RÉFÉRENCES
jaugeurs rectangulaires. Dans certaines autres conditions,
les déversoirs peuvent être situés aussi bien dans des canaux
I SO 772, Mesure de débit des liquides dans les canaux
naturels que dans des canaux jaugeurs ou des boîtes de
découverts - Vocabulaire et symboles.
déversoirs, sans aucune différence significative dans la
I SO 4373, Mesure de débit des liquides dans les canaux
précision des mesures. Les exigences spécifiques de I’instal-
- Appareils de mesure du niveau.
découverts
Iation relatives à l’emplacement font l’objet de 6.3.
3 DÉFINITIONS
6.3 Conditions d’installation
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les
définitions données dans I’ISO 772 sont applicables. Les
6.3.1 Généralités
termes qui ont une signification particulière dans la présente
Le débit d’un déversoir est influencé, dans une grande
norme sont définis là où ils se présentent pour la première
mesure, par les caractéristiques physiques du déversoir
fois.
et du chenal. Les déversoirs en mince paroi dépendent
surtout des caractéristiques de l’installation qui contrôlent
la répartition des vitesses dans le chenal d’approche et,
4 UNITÉS DE MESURE
aussi, de la construction et du maintien de la crête du
déversoir conformément aux spécifications normalisées.
Les unités utilisées dans la présente Norme internationale
sont les unités SI.
6.3.2 Déversoir
Les déversoirs en mince paroi doivent être verticaux et
5 PRINCIPE perpendiculaires aux parois du chenal. L’intersection de
la paroi du déversoir avec les parois et avec le fond du
Le débit sur les déversoirs en mince paroi est fonction de
chenal doit être étanche et stable, et le déversoir doit
la charge sur le déversoir, de la taille et de la forme de la
être capable de supporter un écoulement maximal sans
zone de débit, ainsi que d’un coefficient qui est expérimen-
déformation ni dégats.
talement déterminé et qui tient compte de la charge sur
Les limites pratiques associées aux diverses formules de
le déversoir, des caractéristiques géométriques du déversoir
et du chenal d’approche et des propriétés dynamiques de débit telles que la largeur minimale, la hauteur minimale
l’eau. du déversoir, la charge minimale et les valeurs maximales
ISO 1438/1-1980 (F)
de hlp et de b/B (où h est la charge mesurée, p est la hauteur per un écoulement normal dans les chenaux lisses et recti-
lignes. La figure 1 indique la répartition normale des
de la crête par rapport au fond, b est la largeur mesurée de
l’échancrure et B est la largeur du chenal d’approche) sont vitesses dans les chenaux rectangulaires en amont de I’in-
des facteurs qui influencent aussi bien le choix du déversoir fluence d’un déversoir. Des chicanes et des redresseurs
d’écoulement peuvent être utilisés pour obtenir la répartition
que l’installation.
normale des vitesses, mais leur emplacement par rapport
au déversoir ne doit pas être inférieur à la longueur minima-
6.3.3 Chenal d’approche
le prescrite pour le chenal d’approche.
Dans le cadre de la présente Norme internationale, le chenal
d’approche est la partie du chenal qui s’étend en amont du
L’influence de la répartition des vitesses dans le chenal
déversoir sur une distance d’au moins dix fois la largeur de
d’approche sur l’écoulement du déversoir augmente à
la lame déversante à la charge maximale. Si le déversoir est
mesure que h/p et b/B augmentent en grandeur. Si une
situé dans une boîte de déversoir, la longueur de la boîte
installation de déversoir aboutit inévitablement à une
doit être égale à la longueur spécifiée du chenal d’approche.
répartition de vitesses qui n’est pas sensiblement uniforme,
L’écoulement dans le chenal d’approche doit être uniforme la possibilité d’erreurs dans le débit calculé doit être vérifiée
par une méthode alternative de mesure de débit pour une
et stable, avec la répartition des vitesses se rapprochant
de celle dans un chenal de longueur suffisante pour dévelop- gamme représentative de débits.
I
r
v
#####
a)
b)
F 1 G UR E 1 - Exemples de répartition normale des vitesses dans les chenaux rectangulaires

ISO 1438/1-1980 (F)
6.3.4 Chenal en aval du déversoir Si de grandes vitesses se produisent dans le chenal d’appro-
che, ou si des perturbations ou des irrégularités de la surface
La forme et la taille du chenal en aval du déversoir sont
de l’eau se produisent à la section de mesurage de la charge
sans importance, mais le niveau de l’eau dans le chenal
en raison de valeurs élevées de hlp ou de blB, il peut être
en aval doit être suffisamment en dessous de la crête en
nécessaire d’installer plusieurs prises de pression en vue
vue d’assurer un débit libre et pleinement aéré. On obtient
d’assurer que la charge mesurée dans le puits de mesurage
un débit pleinement aéré lorsque la pression de l’air sur la
soit la moyenne des charges aux divers points de mesurage.
surface inférieure de la lame déversante est complètement
atmosphérique.
7.4 Zéro de l’échelle
La précision des mesures de la charge dépend beaucoup de la
détermination du zéro de l’échelle, lequel est défini comme
7 MESURAGE DE LA CHARGE étant la lecture du limnimètre qui correspond au niveau de
la crête du déversoir (déversoirs rectangulaires), ou au niveau
du sommet de l’échancrure (déversoirs triangulaires). Si
7.1 Dispositifs de mesurage
nécessaire, le zéro de l’échelle est vérifié. Plusieurs méthodes
En vue d’obtenir les précisions de mesurage du débit spé-
acceptables de détermination du zéro de l’échelle sont
cifiées pour les déversoirs normalisés, la charge sur le
utilisées. Les méthodes typiques sont décrites dans les
déversoir est mesurée au moyen d’une pointe limnimé-
paragraphes qui traitent particulièrement des déversoirs
trique droite, d’un manomètre ou de toute autre jauge de
rectangulaires et triangulaires (voir chapitres 9 et 10).
précision équivalente. Là où il faut un enregistrement
En raison de la tension superficielle, le zéro de l’échelle
continu des variations de la charge, des limnimètres à
ne peut être déterminé avec une précision suffisante en
flotteur précis et des pointes Iimnimétriques droites à
faisant la lecture du limnimètre avec le niveau de l’eau
servomécanisme peuvent être utilisés. Des sondes limnimé-
dans le chenal d’approche réduit au niveau apparent de la
triques peuvent être utilisées lorsque des mesures moins
crête (ou de l’échancrure).
précises sont acceptables.
Des spécifications supplémentaires relatives aux dispositifs
de mesurage de la charge sont données dans I’ISO 4373.
8 ENTRETIEN
L’entretien du déversoir et du chenal du déversoir est
7.2 Puits de mesurage
nécessaire pour assurer des mesurages précis.
Dans le cas exceptionnel où les vitesses superficielles et les
Le chenal d’approche doit être exempt de limon, de végé-
perturbations dans le chenal d’approche sont négligeables,
tation et d’obstructions qui peuvent avoir des effets nuisibles
le niveau d’eau amont peut être directement mesuré (par
sur les conditions d’écoulement spécifiées pour l’installation
exemple, au moyen d’une pointe Iimnimétrique droite
normalisée. Le chenal aval doit être exempt d’obstructions
montée à la surface de l’eau, en amont). Cependant, en vue
qui pourraient entraîner une submersion ou empêcher
d’éviter les variations du niveau d’eau causées par les vagues,
l’aération totale de la lame déversante dans toutes les
la turbulence et les vibrations, le niveau de l’eau en amont
conditions d’écoulement.
doit être mesuré dans un puits de mesurage.
Le déversoir doit être maintenu propre et fermement
Les puits de mesurage sont reliés au chenal d’approche par
fixé. On doit prendre soin, au cours du nettoyage, de
une conduite appropriée qui est munie, le cas échéant, d’un
ne pas en détériorer la crête, surtout les arêtes et les faces
papillon pour amortir les oscillations. À l’extrémité chenal
en amont. Les spécifications de construction pour ces
de la conduite, ils sont reliés à des piézomètres de plancher
parties hautement sensibles doivent être passées en revue
ou de mur, ou à un tube statique situé à la section de mesu-
avant d’entreprendre l’entretien. Les piézomètres de mesu-
rage de la charge.
rage de la charge, les conduites de liaison et le puits de
Des spécifications supplémentaires relatives aux puits de mesurage doivent être nettoyés et l’on doit vérifier s’il
mesurage sont données dans I’ISO 4373. n’y a pas de fuites. La pointe limnimétrique recourbée
ou droite, le manomètre, le flotteur ou tout autre instru-
ment utilisé pour mesurer la charge doivent être vérifiés
7.3 Section de mesurage
de temps à autre en vue de s’assurer de leur précision.
La section de mesurage de la charge doit se trouver à une
distance suffisante en amont du déversoir pour éviter la
région d’abaissement de la surface, causée par la formation
9 DÉVERSOIR RECTANGULAIRE EN MINCE PAROI
de la lame déversante. D’autre part, elle doit se trouver
assez près du déversoir pour que la perte de charge entre la
9.1 Types
section de mesurage de la charge et le déversoir soit négli-
geable. Dans le cas des déversoirs qui font l’objet de la Le déversoir rectangulaire en mince paroi est une appella-
présente Norme internationale, l’emplacement de la section tion générale, où le déversoir à échancrure rectangulaire
de mesurage donnera satisfaction s’il se trouve à une distance représente la forme de base et où le déversoir sans contrac-
égale à quatre ou cinq fois la charge maximale (4 à 5 h,,J tion latérale est un cas limite. La figure 2 donne le schéma
de la forme de base du déversoir avec des valeurs intermé-
en amont du déversoir.
ISO 1438/1-1980 (IF)
diaires de blB et de hlp. Lorsque blB = 1’0, c’est-à-dire 9.2 Spécifications relatives au déversoir normalisé
lorsque la largeur du déversoir, b, est égale à la largeur
du chenal à la section du déversoir, B, le déversoir est du Le déversoir de base est formé d’une échancrure rectangu-
type sans contraction latérale (connu également sous le Iaire située dans une mince paroi verticale. La paroi doit
nom de «déversoir réprimé», car sa lame déversante n’a pas être plane et rigide et perpendiculaire aux parois et au
de contraction latkrale). fond du chenal d’approche. La face amont de la paroi
a n/4 radians
Face amont de la
paroi du deversoir
Détail de la crête et des
bords de l’échancrure
$
r
CU
-
%
L
z)
z
E
z
E
.-
+
a:
v:
-
FIGURE 2 - Déversoir à échancrure rectangulaire, en mince paroi

ISO 1438/1-1980 (F)
doit être lisse (à proximité de l’échancrure, son état de est inférieur à Of1 m et/ou h,,,/p est supérieur à 1. Des
surface doit être équivalent à celui d’une plaque en métal conditions supplémentaires sont spécifiées concernant les
laminé). formules de débit spécifiées.
La bissectrice verticale de l’échancrure doit être équidistan-
9.4 Spécifications relatives au mesurage de la charge
te des deux parois du chenal. La surface de la crête de
l’échancrure doit être une surface plane et horizontale,
qui doit former une arête vive à son intersection avec la face
9.4.1 Généralités
amont de la paroi du déversoir. La largeur de la surface de
Les conditions spécifiées en 7.1, 7.2 et 7.3 sont applicables
la crête, mesurée perpendiculairement à la face de la paroi,
sans exception.
doit être comprise entre 1 et 2 mm. Les surfaces latérales
de l’échancrure doivent être des surfaces planes et verticales,
qui doivent former des arêtes vives à leur intersection avec
9.4.2 Détermination du zéro de II-échelle
la face amont de la paroi du déversoir. Dans le cas limite
Le zéro de l’échelle doit être déterminé avec beaucoup de
du déversoir sans contractions latérales, la crête du déver-
soin et il doit être vérifié, le cas échéant. Une méthode
soir doit s’étendre jusqu’aux parois du chenal, lequel doit
typique et acceptable de détermination du zéro de l’échelle
être plan et lisse à proximité de la crête (voir également 9.3).
pour les déversoirs rectangulaires est décrite ci-après :
Pour que les arêtes amont de la crête et celles de I’échan-
a) Le niveau de l’eau tranquille dans le chenal d’appro-
crure soient vives, elles doivent être usinées ou limées
che est abaissé à un niveau en dessous de la crête du
perpendiculairement à la face amont de la paroi du déver-
déversoir.
soir, et elles doivent être exemptes de bavures d’usinage
et de rayures et n’avoir subi le contact d’aucun tissu ou
b) Une pointe limnimétrique recourbée provisoire
papier abrasif. Les arêtes aval de l’échancrure doivent
est montée sur le chenal d’approche, à une petite distan-
être chanfreinées, si la paroi du déversoir est plus épaisse
ce en amont de la crête du déversoir.
que la largeur maximale permissible de la surface de I’échan-
crure. La surface du chanfrein doit faire, avec la surface de c) Un niveau de précision est placé avec son axe hori-
la crête et avec les surfaces latérales de l’échancrure, un zontal, avec une de ses extrémités placée sur la crête du
angle au moins égal à n/4 radians (45”) (voir détail à la déversoir et l’autre extrémité placée sur la pointe de la
figure 2). La plaque du déversoir à proximité de I’échan- pointe limnimétrique recourbée provisoire (le limnimètre
crure doit être, de préférence, en métal susceptible de ayant été réglé pour retenir le niveau en position). La
résister à l’érosion et à la corrosion; au cas où elle ne l’est lecture du limnimètre provisoire est notée.
pas, toutes les surfaces lisses et les arêtes vives doivent
d) La pointe Iimnimétrique recourbée provisoire est
être enrobées d’une couche légère de protection (par exem-
abaissée jusqu’à la surface de l’eau dans le chenal d’ap-
ple huile, cire, silicone) qui doit être appliquée au moyen
proche et sa lecture est faite. Le limnimètre permanent
d’une toile légère.
est réglé de facon à pouvoir lire le niveau dans le puits
de mesurage et cette valeur est notée.
9.3 Spécifications relatives à l’installation
e) La différence calculée entre les deux lectures du
limnimètre provisoire est ajoutée à la valeur de la lecture
Les conditions spécifiées en 6.3 sont applicables. En général,
du limnimètre permanent. La somme constitue le zéro
le déversoir doit être placé dans un chenal d’approche
de l’échelle du limnimètre permanent.
rectiligne, horizontal et rectangulaire, si possible. Cepen-
dant, la forme du chenal importe peu si l’échancrure du
La figure 3 indique l’emploi de cette méthode, avec une
déversoir est suffisamment petite par rapport au chenal
forme de pointe limnimétrique recourbée provisoire qui est
amont pour que la vitesse d’approche soit négligeable. En
convenablement montée sur la plaque du déversoir.
tout cas, l’écoulement dans le chenal d’approche doit être
uniforme et stable, ainsi qu’il est spécifié en 6.3.3.
9.5 Formules de débit - Généralités
Si la largeur du déversoir est égale à la largeur du chenal à
Les formules de débit recommandées pour les déversoirs
la section du déversoir (c’est-à-dire un déversoir sans contrac-
rectangulaires en mince paroi sont présentées en deux
tion latérale), les parois du chenal en amont du déversoir
catégories :
doivent être verticales, unies, parallèles et lisses (un état de
surface équivalent à celui d’une plaque en métal laminé).
a) formules pour la forme de base du déversoir (toutes
Les parois du chenal, au-dessus du niveau de la crête d’un
les valeurs de blB);
déversoir sans contraction latérale, doivent être prolongées
en aval du déversoir d’une longueur au moins égale à
b) formules pour les déversoirs sans contraction latérale
Un débit totalement aéré doit être assuré comme
Of3 hm ax l (b/B = 1’0).
spécifié en 6.3.4.
Les symboles qui sont communs aux formules sont-définis
Le fond du chenal d’approche doit être lisse, uni et horizon- comme suit :
tal lorsque la hauteur de la crête par rapport au fond (p) est
Q est le débit-volume, en mètres cubes par seconde;
faible et/ou h/p est élevé. Pour les déversoirs rectangulaires,
le fond doit être lisse, uni et horizontal, surtout lorsque p C est le coefficient de débit (sans dimension);
ISO 1438/1-1980 (F)
g est l’accélération due à la pesanteur, en mètres par
p est la hauteur de la crête par rapport au fond, en
seconde carrée;
mètres.
b est la largeur mesurée de l’échancrure, en mètres;
Les symboles supplémentaires particuliers sont définis
B est la largeur du chenal d’approche, en mètres;
Iorsqu’iIs se présentent pour la première fois dans une
h est la charge mesurée, en mètres;
formule.
Limnimètre permanent
/
de précision
-
Montage au niveau de l’eau Montage à la cr&e du déversoir
Vernier micrométrique
Niveau de précision
Pointe Iimnimétriq
provisoire
FIGURE 3 - Détermination du zéro de l’échelle pour un déversoir rectangulaire

ISO 1438/1-1980 (F)
La largeur et la hauteur de déversement effectives sont
9.6 Formules pour la forme de base du déversoir
(toutes les valeurs de b/B) définies par les formules
9.6.1 Formule de Kindsvater-Carter
=b+k, . . .
(3)
6,
La formule de Kindsvater-Carter pour la forme de base du
déversoir est
=h+k, . . .
(4
he
. . .
Q = Ce f +,/Gb h3’* (1)
e e
dans laquelle k, et k, sont des grandeurs déterminées
expérimentalement, en mètres, qui compensent les influen-
dans laquelle
ces combinées de la tension superficielle et de la viscosité.
Ce est le coefficient de débit;
6, est la largeur effective;
h, est la charge effective.
9.6.1.1 ÉVALUATION DE C,,k, ET~~
Le coefficient de débit Ce a été déterminé expérimentale-
ment comme étant fonction de deux variables, selon la
La figure 4 indique les valeurs expérimentales de C, comme
formule
fonction de h/p pour des valeurs représentatives de blB. Les
valeurs de Ce pour les valeurs intermédiaires de b/B peuvent
. . .
(2)
‘e
être déterminées par interpolation.
Of80
Of78
Of76
Of72
Of64
Of60
Of58
0.56
-,- -
0 2,4 2’5
1’6 2’0
0’4 0’8 1’2
Valeur de h/p
FIGURE 4 - Coefficient de débit Ce = a + a’ (h/p)
ISO 1438/1-1980(F)
h
La figure 5 indique les valeurs expérimentales de k, comme (blB = 0) : C, = 0,587 - 0,002 3- . . .
(12)
P
fonction de b/B.
Pour les valeurs intermédiaires de b/B, les formules pour C,
Les expériences ont montré que l’on peut considérer k,
peuvent être déterminées d’une manière satisfaisante par
comme ayant une valeur constante de 0,001 m pour les
interpolation.
déversoirs qui sont construits en stricte conformité avec
les spécifications recommandées.
9.6.1.3 LIMITATIONS D’ORDRE PRATIQUE SUR h/p,h,
9.6.1.2 FORMULES POUR C,
b ET/3
Pour les valeurs spécifiques de b/B, la relation entre C, et
Des limitations d’ordre pratique sont placées sur hlp, à
h/p a été expérimentalement démontrée (voir figure 4)
cause des difficultés de mesurage de la charge et des erreurs
comme ayant une forme linéaire
provoquées par les remous et les vagues qui se manifestent
dans le chenal d’approche pour des valeurs supérieures
=a+$
Ce
de h/p. Des limitations sont placées sur h en vue d’éviter
le phénomène de «nappe adhérente)), qui se manifeste
Ainsi, pour les valeurs de b/B indiquées sur la figure 4, les
lorsque les charges sont très faibles. Des limitations sont
formules pour C, peuvent être données comme suit
placées sur b en raison des erreurs limites concernant les
effets combinés de la viscosité et de la tension superficielle
représentées par la grandeur k, pour de faibles valeurs de 6.
(blB = 1,O) : C, = 0,602 + 0,075 h . . .
(5)
P
Des limitations sont placées sur p et sur B-b en vue d’éviter
les instabilités provoquées par les courants parasites, qui se
h
manifestent aux coins entre les limites du chenal et le
(blB = 0,9) : C, = 0,598 + 0,064- . . .
(6)
P
déversoir lorsque les valeurs de p et de B-b sont faibles.
h
(blB = 0,8) : C, = 0,596 + 0,045- . . .
(7)
Pour la pratique courante, les limitations applicables à I’em-
P
ploi de la formule de Kindsvater-Carter sont les suivantes :
h
(blB = 0,7) : C, = 0,594 + 0,030 - . . . a) h/p ne doit pas être supérieur à 2,5;
(8)
P
b) h ne doit pas être inférieur à 0,03 m;
h
. . .
(blB = 0,6) : C, = 0,593 + 0,018-
(9)
c) b ne doit pas être inférieur à 0,15 m;
P
d) p et (B-b)/2 ne doit pas être inférieur à 0,lO m;
h
. . .
(blB = 0,4) : C, = 0,591 + 0,005 8- (10)
P
e) ni (B-b)/2 = 0 (déversoir sans contraction latérale),
ni (B-b)/2 ne doit être inférieur à 0,lO m (déversoir
h
contracté).
(blB = 0,2) : C, = 0,589 - 0,001 8- . . .
(11)
P
-1
-2
0,40 0,60
Valeur de blB
FIGURE 5 - Valeur de k, par rapport à b/B

ISO 1438/1-1980 (F)
b) h doit être compris entre 0,03 et 0,75 m;
9.6.2 Formule SI.A?
c) b ne doit pas être inférieur à 0,30 m;
La formule S.I.A. pour la forme de base du déversoir est
d) p ne doit pas être inférieur à 0,lO m.
. . .
Q=C- d%b h3’* (13)
9.7.2 Formule /.M.F.T.*)
dans laquelle
La formule I.M.F.T. pour les déversoirs sans contraction
latérale est
3/2
V2
Q=C@b h+a . . .
(19)
2s
I 1
. . . (14)
dans laquelle;
Les limitations d’ordre pratique applicables à l’emploi de
la formule S.I.A. sont les suivantes :
a) h/p ne doit pas être supérieur à 1,O;
. . .
C = 0,627 + 0,018 0 (20)
b) b/B ne doit pas être inférieur à 0’3;
dans laquelle V, est la vitesse moyenne dans le chenal
c) h ne doit pas être inférieur à 0,025 B/b et pas
= Q/A,, où A, est l’aire de l’écoulement
d’approche, soit V,
supérieur à 0,80 m;
à la section de mesurage de la charge.
d) p ne doit pas être inférieur à 0,30 m.
Étant donné que Va est fonction de Q, il doit être calculé
Pour les déversoirs sans contraction latérale, la formule
par des approximations successives.
(14) devient
Les limitations d’ordre pratique applicables à l’emploi de
la formule I.M.F.T. sont :
0,000 615
c= 0,615 +
a) h/p ne doit pas être supérieur à 2,5;
h + 0,001 6 (15)
I[l + of5(&J] . . .
h ne doit pas être inférieur à 0,03 m;
b)
c) b ne doit pas être inférieur à 0,20 m;
9.7 Formule pour les déversoirs sans contraction latérale
(b/B = 1,O)
d) p ne doit pas être inférieur à 0,lO m.
En plus des formules (5) et (15), qui représentent le cas
1,O dans les formules Kindsvater-Carter et
limite de b/B =
S.I.A. pour les déversoirs ayant la forme de base, les formules
9.8 Précision des coefficients de débit - Déversoirs
suivantes sont recommandées seulement lorsque b/B = 1 ,O.
rectangulaires
La précision des mesurages de débit, effectués avec un
9.7.1 Formule de Rehbock (1929)
déversoir rectangulaire en mince paroi, dépend en premier
La formule de Rehbock sous la forme proposée en 1929 est lieu de la précision des mesurages de la charge et de la
largeur du déversoir, ainsi que de I’applicabilité des formules
et des coefficients de débit utilisés. Si l’on prend grand
. . .
Q = Ce< dcb hz’* (16)
soin de respecter les conditions de construction, d’instal-
lation et de fonctionnement prescrites dans la présente
dans laquelle
Norme internationale, les erreurs limites (au niveau de
confiance de 95 %) imputables aux coefficients de débit
. . .
C, = 0,602 + 0,083 h/p (17) ne seront pas supérieures à 1,5 % pour des valeurs de h/p
de moins de 1,0, pas supérieures à 2 % pour des valeurs
. . . (18)
= h + 0,001 2
he
de h/p entre 1,O et 1’5, et pas supérieures à 3 % pour des
valeurs de h/p entre 1,5 et 2,5. Les erreurs limites indiquées
Les limitations d’ordre pratique applicables à l’emploi de
ne sont applicables que si les restrictions supplémentaires
la formule de Rehbock sont les suivantes :
sur les valeurs de h, 6, p, hlp et (B-b)/2, indiquées en 9.6
et 9.7, sont appliquées. La combinaison de toutes les
a) h/p ne doit pas être supérieur à 1 ,O;
erreurs limites qui contribuent d’une manière significative
à l’erreur limite des mesurages de débit se trouve traitée
au chapitre 11. Des exemples des erreurs limites estimatives
1) Société suisse des ingénieurs et architectes.
dans le débit mesuré sont donnés au chapitre 12.
2) Institut de mécanique des fluides de Toulouse.
ISO 1438/1-1980 (F)
10 DÉVERSOIR TRIANGULAIRE EN MINCE PAROI La bissectrice de l’échancrure doit être verticale et équidis-
tante des deux parois du chenal. Les surfacesde l’échancrure
doivent être des surfaces planes qui doivent former, à leur
10.1 Spécifications relatives au déversoir normalisé
intersection avec la face amont de la paroi du déversoir,
Le déversoir triangulaire en mince paroi est formé d’une
des arêtes vives. La largeur des surfaces de l’échancrure,
échancrure en V, située dans une mince paroi verticale.
mesurée perpendiculairement à la face de la paroi, doit
Un déversoir triangulaire est représenté à la figure 8. La
être comprise entre 1 et 2 mm.
paroi du déversoir doit être plane et rigide et elle doit être
perpendiculaire aux parois et au fond du chenal. La face Afin que les arêtes amont de l’échancrure soient vives, elles
amont de la paroi doit être lisse (à proximitéde l’échancrure, doivent être usinées ou limées perpendiculairement à la
l’état de surface doit être équivalent à celui d’une plaque en face amont, être exemptes de bavures d’usinage et de rayures
métal laminé). et n’avoir subi de contact d’aucun tissu ou papier abrasif.
1 à2mm
> 7714 radians
Face amont de la
paroi du déversoir
Détail de la crête et des
bords de l’échancrure
FIGURE 6 - Déversoir à khancrure triangulaire, en mince paroi
ISO 1438/1-1980 (F)
typique et acceptable de détermination du zéro de l’échelle
Les arêtes aval de l’échancrure doivent être chanfreinées,
pour les déversoirs à échancrure triangulaire est décrite
si la paroi du déversoir est plus épaisse que la largeur
ci-après :
maximale permissible de la surface de l’échancrure. La
surface du chanfrein doit faire, avec la surface de I’échan-
a) L’eau calme dans le chenal d’approche est amenée
crure (voir détail à la figure 6)’ un angle au moins égal à
à un niveau en dessous du sommet de l’échancrure.
n/4 radians (45”). La plaque du déversoir à proximité de
l’échancrure doit être, de préférence, en métal susceptible
b) Une pointe Iimnimétrique recourbée provisoire est
de résister à la corrosion; au cas où elle ne l’est pas, toutes
montée sur le chanal d’approche, avec sa pointe située à
les surfaces lisses spécifiées doivent être enrobées d’une
une petite distance en amont du sommet de l’échancrure.
couche mince de protection (par exemple huile, cire, silicone)
c) Un cylindre rectifié, de diamètre connu, est placé
qui doit être appliquée avec une étoffe légère.
avec son axe horizontal, une extrémité reposant sur
l’échancrure et l’autre extrémité équilibrée sur la pointe
10.2 Spécifications relatives à l’installation
de la pointe Iimnimétrique recourbée provisoire. Un
Les conditions spécifiées en 6.3 sont applicables. En général,
niveau de mécanicien est placé au-dessus du cylindre et
le déversoir doit être placé dans un chenal rectiligne, hori- la pointe Iimnimétrique recourbée est ajustée de facon
,
zontal et rectangulaire, si possible. Cependant, la forme du que le cylindre soit exactement horizontal. La lecture
chenal importe peu si l’ouverture effective de l’échancrure de la pointe Iimnimétrique provisoire est notée.
est suffisamment petite par rapport au chenal amont pour
d) La pointe Iimnimétrique recourbée provisoire est
que la vitesse d’approche soit négligeable. En tout cas,
abaissée jusqu’à la surface de l’eau dans le chenal d’ap-
l’écoulement dans le chenal d’approche doit être uniforme
proche et la lecture est notée. La pointe limnimétrique
et stable, ainsi qu’il est spécifié en 6.3.3.
permanente est ajustée de facon à pouvoir lire le niveau
Si la largeur au sommet de la lame déversante à la charge
dans le puits de mesurage et cette lecture est notée.
maximale est élevée par rapport à la largeur du chenal, les
e) La distance, y, entre le fond du cylindre et le sommet
parois du chenal doivent être rectilignes, verticales et paral-
de l’échancrure est calculée à partir de la valeur connue
lèles. Si la distance entre le sommet et le niveau du fond est
de l’angle de l’échancrure, a, et le rayon, r, du cylindre
petite par rapport à la charge maximale, le lit du chenal
- \ -
doit être lisse, rectiligne et rectangulaire lorsque B/b,.
iv= (+in~---r]. Cette distance est ensuite déduite
est inférieur à 3 et/ou lorsque h,,,/p est supérieur à 1.
Des conditions supplémentaires sont spécifiées concernant
de la lecture relevée en c), le résultat étant la lecture de
les formules de débit recommandées.
la pointe Iimnimétrique provisoire au sommet de I’échan-
crure.
10.3 Spécifications relatives au mesurage de la charge
f) La différence entre la lecture calculée en e) et la
lecture de la pointe Iimnimétrique provisoire en d) est
10.3.1 Généralités
ajoutée à la lecture de la pointe Iimnimétrique perma-
Les conditions spécifiées en 7.1, 7.2 et 7.3 sont applicables
nente. La somme constitue le zéro de l’échelle pour la
sans exception.
pointe Iimnimétrique permanente.
Un avantage de cette méthode est le fait qu’elle rapporte
10.3.2 Détermination de l’angle de f ‘échancrure
le zéro de l’échelle au sommet géométrique qui est défini
Des mesurages précis de la charge pour les déversoirs à par les côtés de l’échancrure.
échancrure triangulaire exigent que l’angle de l’échancrure
(l’angle compris entre les côtés de l’échancrure) soit mesuré
10.4 Formules de débit - Généralités
d’une manière précise. L’une des méthodes donnant satis-
faction est décrite ci-après :
Les formules de débit recommandées pour les déversoirs à
échancrure triangulaire en mince paroi sont présentées en
a) Deux disques rectifiés de diamètre différent sont
deux catégories :
placés dans l’échancrure, avec leurs bords tangents aux
côtés de l’échancrure.
a) formule pour tous les angles d’échancrure compris
b) La distance verticale entre les centres (ou les deux entre n/9 et 5 n/9 radians (20” et 100”);
bords correspondants) des deux disques est mesurée
b) formules pour des angles spécifiques d’échancrure
avec un palmer.
(déversoirs totalement contractés).
c) L’angle de l’échancrure, a, est le double de l’angle
Les symboles qui sont communs aux formules sont définis
dont le sinus est égal à la différence entre les rayons des
comme suit :
disques, divisée par la distance entre les centres des
disques.
Q est le débit-volume, en mètres cubes par seconde;
C est le coefficient de débit (sans dimension);
10.3.3 Détermination du zéro de Echelle
g est l’accélération due à la pesanteur, en mètres
Le zéro de l’échelle doit être déterminé avec beaucoup de
par seconde carrée;
soin et il doit être vérifié, le cas échéant. Une méthode
ISO 1438/1-1980 (F)
Q! est l’angle de l’échancrure, c’est-à-dire l’angle
B est la largeur du chenal d’approche;
compris entre les côtés de l’échancrure, en degrés;
h, est défini par la formule
h est la charge mesurée, en mètres.
=h+k,
e . .
(23)
he
Les symboles supplémentaires particuliers sont définis
lorsqu’ils se présentent pour la première fois dans une
dans laquelle k, est une grandeur déterminée expérimenta-
formule.
lement, en mètres, qui compense les influences combinées
de la tension superficielle et de la viscosité.
10.5 Formule pour tous les angles d’échancrure compris
entre ~~19 et 5 1~19 radians (20’ et 100”)
La formule de Kindsvater-Shen pour les déversoirs à échan-
crure triangulaire est
10.5.1 Évaluation de C, et de k,
Dans le cas des déversoirs triangulaires dont l’angle de
. . .
(21)
l’échancrure, a, est égal à n/2 radians (90”)’ la figure 7
indique les valeurs expérimentales de C, pour une large
dans laquelle
gamme de valeurs de h/p et de p/B. Pour a- n/2 radians
(90’)’ k, est indiqué comme ayant une valeur constante de
C, est le coefficient de débit;
0,000 85 m pour une gamme correspondante de valeurs
h, est la charge effective.
de hlp et dep/B.
Le coefficient de débit C, a été déterminé par expérience
Pour les angles d’échancrure autres que 7~/2 radians (90’)’
comme étant fonction de trois variables (voir figure 7)’ selon
les données expérimentales sont insuffisantes pour définir C,
la formule
en fonction de h/p et p/B. Cependant, pour les échancrures
qui sont petites par rapport à la surface du chenal d’approche,
la vitesse d’approche est négligeable et les effets de hlp et
. . . (22)
Ce
p/B sont également négligeables. Pour cette condition (que
l’on peut qualifier de condition ((totalement contractée»),
dans laquelle
la figure 8 indique des valeurs expérimentales de C, en
p est la distance entre le sommet de l’échancrure et fonction de a seulement. Les valeurs correspondantes de k,
le fond du chenal d’approche; sont indiquées à la figure 9.
.
Y
OI62
- w
/ I
OI61
’ OJ
l/
0.58 ti
0 0’2 0,4 OI6 0,8 1,0 1,2 II4 l,6 1,8 2,0
Valeur de h/p
F IGUR E 7 - Coefficient de débit C, (a! = 90” )
ISO 1438/1-1980 (F)
0.61
OI60
I I I
1~~~~~~ --
ua 0’59 .
I\/i+nccn ri’31
\ ” I ICZJJCZ u 0 pproche négligeable;
5 effets de h/p et de p/B négligeables)
!j OI58
OI56
71 27T 77. 4n 5n 277
9 3 9 9 3
(100")
(20” 1 (40") (60”) @Qo) (12OO)
Valeur de l’angle d’échancrure cy, en radians
FI GUR E 8 - Coefficient de débit C, par rapport à l’angle d’échancrure a
1 m I I 1 I 1 I
E 3
c
a
z
al
Yü 2
>
I I 1 1 1 I 1
7T 27r 7-r 477 5n 277
9 9 3 9 9 3
(20” 1 (60”) (100") (120")
(40") (80” 1
Valeur de l’angle d’échancrure CY, en radians
F I G UR E 9 - Valeur de kh par rapport à l’angle d’khancrure a!
ISO 1438/1-1980(F)
10.5.2 Limitations d/ordre pratique sur cx, hlp, p/B, h et p
d’installation et de fonctionnement spécifiées dans la pré-
sente Norme internationale, les erreurs limites (probabilité
En vue de tenir compte des erreurs de mesurage et de I’in-
de 95 %) dues au coefficient de débit ne seront pas supé-
suffisance des données expérimentales, les limitations sui-
rieures à 1,0 %. La combinaison de toutes les erreurs
vantes, d’ordre pratique, doivent être respectées lors de
limites qui contribuent d’une manière significative à l’erreur
l’application de la formule Kindsvater-Shen :
limite des mesurages de débit est traitée au chapitre 1 ‘l. Des
exemples d’erreurs limites sur le débit mesuré sont donnés
a) a! doit être compris entre n/9 et 5 n/9 radians (20” et
au chapitre 12.
100”);
b) h/p doit se limiter à la gamme indiquée à la figure 7
11 PRÉCISION DES MESURAGES DE DÉBIT
pour a= 7~/2 radians (90’); h/p ne doit pas être supé-
rieur à 0,35 pour les autres valeurs de a;
11 .l Généralités
c) p/B doit se limiter à la gamme indiquée à la figure 7
pour a = n/2 radians (90’); p/B doit être compris entre
La précision d’un mesurage de débit est exprimée au mieux
OJO et 1,5 pour les autres valeurs de a; en fonction d’une gamme statistique d’erreurs limites. Dans
cet exemple, le débit mesuré est le débit calculé au moyen
d) h ne doit pas être inférieur à 0,06 m;
d’une formule de débit, et l’erreur limite du mesurage est
la gamme à l’intérieur de laquelle le débit réel doit se trouver
e) p ne doit pas être inférieur à 0,09 m.
environ quatre-vingt-quinze fois sur cent (probabilité
de 95 %).
10.6 Formule pour les angles d’échancrure spécifiques
(déversoir totalement contracté)
L’erreur limite d’un mesurage de débit est évaluée comme
la combinaison des erreurs limites provenant de différentes
Formule BSI1) pour trois angles connexes
sources d’erreur. Ainsi, l’influence relative de chaque source
d’erreur peut être évaluée pour déterminer si, avec les
Cette formule est valable pour les angles d’échancrure qui
ressources et les techniques disponibles, les débits peuvent
ont une relation géométrique particulière entre eux :
être mesurés avec une précision suffisante pour le cas consi-
a) tangente CI/~ = 1 (ai = 77/2 radians ou 90”);
déré.
b) tangente oc/2 = 0,50 (a = 0,927 3 radian ou 53” 8’)
11.2 Sources d’erreur
c) tangente a/2 = 0,25 (a = 0,489 9 radian ou 28” 4’)
Les sources d’erreur qui contribuent aux erreurs limites
La formule BSI de débit est sur les mesurages de débit peuvent être identifiées en
considérant des formules représentatives de débit. Par
exemple, à partir des équations (1) et (2l), respectivement,
Q=C- , 5 tg$/Gh512 . . .
les formules simplifiées de débit sont, pour les déversoirs
rectangulaires
et les valeurs expérimentales de C et de 0 pour la condition
de «contraction totale» sont indiquées aux tableaux II2 et 3.
. . . (25)
0, = Jr- [ce 676, y]
Les limitations suivantes, d’ordre pratique, doivent être
et pour les déversoirs triangulaires
respectées lors de l’application de cette formule :
a) h/p ne doit pas être supérieur à 0,4;
(26)
b) h/B ne doit pas être supérieur à 0,2;
ou J est une constante numérique qui dépend de la forme
c) h doit être compris entre 0,05 et 0,38 m;
du déversoir mais sur laquelle on ne fait pas d’erreur.
d) p ne doit pas être inférieur à 0,45 m;
L’erreur sur g, l’accélération due à la pesanteur, peut
être négligée. Ainsi, les seules sources d’erreur à consi-
e) B ne doit pas être inférieur à 1 m
dérer sont les suivantes :
10.7 Précision des coefficients de débit - Déversoirs à a) le coefficient de débit, C,;
échancrure triangulaire
b) la largeur mesurée, b, ou l’angle de l’échancrure, a;
La précision des mesurages de débit, effectués avec un
déversoir en mince paroi à échancrure triangulaire, dépend
c) la ch
...