ISO 4362:1992

IS0
NORME
I NTER NATIONALE 4362
Première édition
1992-09-1 5
Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts - Déversoirs à profil trapézoïdal
Measurement of liquid flow in open channels - Trapezoidal profile weirs
Numéro de référence
IS0 4362: 1992( F)

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IS0 43621 992(F)
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 en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale IS0 4362 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
verts, sous-comité SC 2, Déversoirs à échancrures, déversoirs et canaux
jaugeurs.
0 IS0 1992
Droits de reproduction reserves. Aucune partie de cette publication ne peut être repro.
duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique OU
mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 CH-1211 Genéve 20 Suisse
imprimé en Suisse
ii

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IS0 43621 992(F)
NORME INTERNATIONALE
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Déversoirs à profil trapézoïdal
4.1 Choix de l’emplacement
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale prescrit des mé- II faut procéder à une étude préliminaire des condi-
0 thodes de mesure de débit des liquides en régime tions physiques et hydrauliques de l’emplacement
permanent dans les canaux découverts au moyen proposé, pour vérifier qu’il est conforme (ou peut
de déversoirs à profil trapézoïdal. Elle s’applique
être rendu conforme) aux conditions nécessaires à
aux écoulements dénoyés qui ne dépendent que de
un mesurage du débit au moyen d’un déversoir.
la hauteur de charge en amont et aux écoulements
noyés qui dépendent à la fois des niveaux amont et
On doit faire particulièrement attention aux condi-
aval.
tions suivantes pour choisir l’emplacement:
a) l’existence d’une longueur suffisante de chenal,
à section régulière;
2 Référence normative
b) la répartition des vitesses existante;
La norme suivante contient des dispositions qui, par
suite de la référence qui en est faite, constituent des c) l’importance d’éviter, si possible, un chenal à
dispositions valables pour la présente Norme inter- forte pente;
nationale. Au moment de la publication, l‘édition in-
diquée était en vigueur. Toute norme est sujette à d) les effets de l’augmentation excessive des ni-
révision et les parties prenantes des accords fondés veaux de l’eau en amont, due au dispositif de
sur la présente Norme internationale sont invitées mesurage;
à rechercher la possibilité d’appliquer l‘édition la
‘ @plus récente de la norme indiquée ci-après. Les e) la teneur en sédiment du cours d’eau et la pos-
membres de la CE1 et de 1’1S0 possèdent le registre sibilité de forts dépôts en amont du déversoir
des Normes internationales en vigueur à un moment pouvant affecter ses performances;
donné.
i) l’imperméabilité du sol sur lequel doit reposer le
I IS0 772:1988, Mesure de débit des liquides dans les
dispositif de mesurage et la nécessité de procé-
1 canaux découverts - Vocabulaire et symboles.
der à un compactage, à un jointoiement ou à tout
autre moyen de supprimer l’infiltration;
g) la nécessité que les berges du lit majeur puis-
sent contenir le debit maximal dans le chenal;
3 Définitions
h) la stabilité des rives et la nécessité de nettoyer
Pour les besoins de la présente Norme internatio-
et/oii de garnir d‘un revêtement les chenaux na-
nale, les définitions données dans 1’1S0 772 s’appli-
t urelç;
quent.
i) la suppression des rochers ou des galets qui se
trouvent dans le lit du chenal d‘approche;
4 Installation - Considérations générales
i) l’effet du vent sur l‘écoulement au-dessus du
déversoir, en particulier lorsque ce dernier est
NOTE 1 Les conditions particuliéres aux déversoirs à
profil trapézoïdal sont données à l’article 7. large, que la hauteur de lame est faible, et que
1

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IS0 43621 992( F)
le vetit dominant est dans une direction trans- 4.2.2 Chenal d‘approche
versale par rapport à l‘écoulement.
L’écoulement dans le chenal d’approche doit se
Si l’emplacement ne remplit pas les conditions re-
faire en régime fluvial, sans perturbatim, et la ré-
quises pour effectuer des mesurages satisfaisants,
partition des vitesses doit être aussi symétrique que
il faut l’abandonner, à moins qu’il soit possible d’y
possible dans toute la section transversale.
apporter les améliorations nécessaires.
NOTE 4 On peut habituellement vérifier ceci par exa-
La répartition existante des vitesses dans le chenal
men ou mesurage.
d‘approche doit être vérifiée par examen et par
mesurage, par exemple au moyen de moulinets, de
Dans le cas des cours d’eau naturels ou des riviè-
bâtons de vitesse et de flotteurs.
res, on n’obtient de telles conditions d’écoulement
que si l’on dispose d’un chenal d’approche long et
NOTES
rectiligne de section uniforme et exempt de saillies
sur la paroi ou au fond.
2 Les solutions concentrées de colorants sont également
utiles pour la vérification des conditions au fond du
Sauf indication contraire, il faut respecter les condi-
chenal.
tions générales suivantes.
3 Une estimation complète et quantitative de la réparti-
Après la construction du déversoir, le régime
tion des vitesses peut être effectuée au moyen de mouli-
d’écoulement dans le chenal d’approche peut varier
net. L‘ISO 7481) donne plus de renseignements sur
l’emploi des moulinets. par suite de formation de dépôts en amont de la
structure. Les variations du niveau de l’eau qui en
Si un examen du cours d‘eau montre que la répar-
résultent doivent être prises en considération dans
tition existante des vitesses est régulière, on peut
le projet de la structure.
alors supposer que la répartition des vitesses res-
tera satisfaisante après la construction du déversoir.
Dans un chenal artificiel, la section transversale doit
être uniforme et le chenal doit être rectiligne sur
Si la répartition existante des vitesses est irrégu-
une longueur d‘au moins 10 fois sa largeur.
lière et s’il n‘y a pas d’autre emplacement possible
pour le déversoir, il faut bien vérifier cette réparti- Si l’entrée du chenal d’approche se trouve dans un
tion après l’installation du déversoir et l’améliorer coude ou si le chenal est alimenté par une conduite,
de section transversale plus petite, ou faisant un
si nécessaire.
angle, on peut alors avoir besoin d’un chenal d’ap-
proche rectiligne sur une longueur plus grande afin
d’obtenir une répartition régulière des vitesses. Au-
4.2 Conditions d’ ins t a I la t ion
cun dispositif de tranquillisation ne doit être placé
à une distance des points de mesure inférieure à
10 fois la hauteur de lame maximale à mesurer.
4.2.1 Généralités
Dans certaines conditions, un ressaut peut apparaî-
tre en amont du dispositif de jaugeage, par exemple
L’installation complète de mesurage comprend un
si le chenal d’approche est à forte pente. Si ce res-
chenal d’approche, un dispositif de mesurage et un
saut est à une distance en amont d’au moins 30 fois
chenal aval. Les conditions de chacun de ces trois
la hauteur de lame maximate, on peut effectuer le
éléments affectent l’exactitude totale des mesu-
mesurage du débit, à condition qu’il existe bien une
rages.
répartition régulière des vitesses au niveau de la
De plus, les caractéristiques telles que l’état de
station de jaugeage. Si le ressaut apparaît à moins
surface du déversoir, la forme de la section trans-
de cette distance, il faut modifier les conditions
versale du chenal et sa rugosité, l‘influence de la
d’approche et/ou le dispositif de jaugeage.
section de contrôle et des appareils sur l’amont ou
l’aval du dispositif de jaugeage, doivent être prises
4.2.3 Structure du déversoir
en compte.
La structure du déversoir doit être rigide, étanche
Toutes ces caractéristiques déterminent la réparti-
et capable de résister aux écoulements de crue
tion et la direction des vitesses qui ont une influence
sans se déplacer, se déformer ou se casser. Le dé-
importante sur le fonctionnement du déversoir.
versoir doit être perpendiculaire à la direction de
Une fois l’installation concue et construite, I’iitili- l‘écoulement et sa géométrie doit être conforme aux
sateur doit empêcher ou rectifier toute modification dimensions données dans la présente Norme inter-
qui pourrait affecter les caractéristiques du débit. nationale.
IS0 748:1979, Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes d‘exploration du champ des
1)
vitesses.
2

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IS0 4362:1992(F)
4.2.4 Chenal aval 6.2 Puits de mesurage ou puits à flotteur
Le chenal aval du déversoir est normalement sans
importance si le déversoir a été concu de facon à Si l’on utilise un puits de mesurage, il doit être ver-
tical et sa hauteur doit être de 0,6 m au-dessus du
pouvoir fonctionner dans les conditions d’écou-
lement dénoyé. Si le déversoir a également été niveau maximal susceptible d’être enregistré dans
conçu pour les écoulements noyés, le chenal aval le puits. Le fond du puits doit être au-dessous de
doit avoir une longueur droite d’au moins huit fois l’élévation du seuil.
la hauteur de lame maximale à mesurer.
Le puits doit être relié au chenal d’approche par une
Un limnimètre doit être prévu en aval pour détermi-
tuyauterie de liaison ou une fente suffisamment
ner le rapport de submersion.
grande pour permettre à l’eau dans le puits de sui-
vre sans délai notable l’augmentation ou la diminu-
tion du niveau.
5 Entretien
Toutefois, la tuyauterie de liaison ou la fente doit
L’entretien du dispositif de mesurage et du chenal
être aussi petite que possible, compte tenu des né-
d’approche est important pour assurer des mesu-
cessités d’entretien, ou bien être pourvue d’un
rages exacts et continus.
étranglement pour amortir les oscillations dues à
des ondes de faible amplitude.
0 II est primordial que le chenal d’approche au dé-
versoir soit, dans toute la mesure du possible,
Le puits et la tuyauterie de liaison ou la fente doi-
maintenu propre et exempt de limon et de végé-
vent être étanches. Si l’on prévoit d’y loger le flot-
tation sur une distance au moins égale à celle spé-
teur d’un enregistreur de niveau, le puits doit avoir
cifiée en 4.2.2. Le puits à flotteur et l’entrée du
un diamètre et une profondeur suffisants pour per-
chenal d’approche doivent également être mainte-
mettre la flottaison de ce flotteur quel que soit le
nus propres et exempts de dépôts. La structure du
niveau de l’eau. Le puits doit également être assez
déversoir doit être maintenue propre et exempte de
profond pour que le limon qui pourrait y pénétrer
tout dépôt de surface, et l’on doit prendre soin, au
n’entraîne pas l’échouage du flotteur. L’installation
cours du nettoyage, de ne pas détériorer le seuil.
d’un puits à flotteur peut comprendre une chambre
intermédiaire, placée entre le puits de mesurage et
le chenal d’approche et ayant des proportions ana-
6 Mesurage du (des) niveau(x)
logues à celles du puits de mesurage pour que les
sédiments puissent y décanter et être enlevés.
6.1 Généralités
Lorsqu’on a besoin de mesurages instantanés, les
niveaux en amont et en aval du dispositif de mesu-
rage peuvent être mesurées au moyen d’une pointe
limnimétrique recourbée, d’une pointe limnimé-
6.3 Repérage du zéro
a
trique droite ou d’une échelle limnimétrique. Lors-
qu’il faut un enregistrement continu, on peut utiliser
un limnigraphe; toutefois, il est bien souvent préfé-
II faut prévoir des moyens exacts pour vérifier le
rable de mesurer le niveau dans un puits de mesu-
repérage du zéro du dispositif de mesurage des ni-
rage séparé afin de réduire l’influence des
veaux. Dans ce but, on peut utiliser un repère réglé
irrégular,ités de la surface de l’eau. D’autres mé-
avec exactitude sur le seuil du déversoir et fixé à
thodes de mesurage sont acceptables si elles don-
demeure dans le chenal d’approche ou, le cas
nent l’exactitude requise.
échéant, dans le puits de mesurage ou le puits à
Les débits calculés d’après les équations données flotte II r.
dans la présente Norme internationale sont des
Un contrôle du zero, basé sur le niveau de l’eau
débits-volumes. La masse volumique du liquide
quand l’écoulement cesse ou lorsqu’il vient de
n’affecte pas le débit-volume pour un niveau donné,
commencer, est sujet à de graves erreurs dues à
à condition que le niveau soit mesuré dans un li-
l’influence de la tension superficielle, et ne doit pas
quide de même rnasse volumique. Si l’on effectue
être employé.
le mesurage dans un puits séparé, il peut être né-
cessaire de faire une correction pour tenir compte
Lorsque la taille di1 déversoir et le niveau diminuent,
de la différence des masses volumiques, si la tem-
les faibles erreurs de construction et celles commi-
pérature du liquide dans le puits est sensiblement
ses dans le positionnement du zéro et la lecture de
différente de celle du liquide en écoulement. Toute-
l’appareil de mesurage du niveau, deviennent plus
fois, on admet ici que les masses volumiques sont
importantes.
égales.
3

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IS0 4362:1992(F)
I
’
bien définie et perpendiculaire à la direction de
7 Exigences particulières pour les
l’écoulement dans le chenal d’approche. Le seuil
déversoirs à profil trapézoïdal
doit être une surface horizontale, rectangulaire et
I
plane. Les surfaces du seuil et des px-ements doi-
vent être lisses. La largeur du seuil, O, dans le sens
7.1 Spécifications relatives au déversoir
perpendiculaire à l’écoulement doit être égale à la
normalisé
largeur du chenal dans lequel est situé le déversoir.
Le déversoir se compose d’un parement amont de
Le schéma d’un déversoir-type à profil trapézoïdal
pente IZ,, d’un seuil horizontal et d’un parement
est donné à la figure 1.
aval de 1:Z2 (voir figure 1).
Les valeurs de %, et Z2 pour un déversoir à profil 7.2 Emplacement de la section de mesurage
trapézoïdal normalisé selon la présente Norme
de la hauteur de lame
internationale sont données au tableau 1.
Les piézomètres ou la station de pointes
limnimétriques, permettant de mesurer la hauteur
Tableau 1 - Combinaisons de pentes amont et aval
de lame sur le déversoir, doivent être placés à une
Pente amont Pente aval
distance suffisante en amont du déversoir, pour
12, 1 :%*
éviter la région d’abaissement de la surface. Ils
doivent, toutefois, être placés suffisamment près du 0
1:l 1 :5
déversoir pour que la perte de charge entre la sec-
1 :2 1 :2
tion de mesurage et la section de contrôle sur le
1 :2 1 :3
déversoir soit négligeable.
1 :2 1 :5
1 :3 1 :3
II est recommandé que la section de mesurage de
1 :3 1 :5
la hauteur de lame se trouve à une distance égale
à trois à quatre fois la hauteur de lame maximale
L’intersection des parements aval et amont avec le (c’est-à-dire 3h,,,, à 4k,,,,) du pied de la face amont
seuil horizontal doit être rectiligne, à angles vifs, du déversoir (voir figure 1).
rurage
au niveau a eau aval
7
Figure 1 - Déversoir à profil trapézoïdal
I 4

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7.3 Emplacement de la section de mesurage
du niveau d’eau aval
est le débit sur le déversoir, en mètres
cubes par seconde;
Les piézomètres ou la station de pointes
limnimétriques, permettant de mesurer le niveau
sans dimen-
est le coefficient de débit,
d’eau aval, doivent être placés à une distance suffi-
sion:
sante en aval du déversoir pour éviter les fluc-
tuations de l’écoulement.
est le coefficient de vitesse d‘approche,
sans dimension [ = (H/h)3’*, où II est la
II est généralement recommandé de situer cette
hauteur totale de charge, en mètres];
section de mesurage à une distance égale à cinq à
six fois la hauteur de lamie maximale (c’est-à-dire
est le coefficient d‘écoulement noyé,
5h,,,, à 6h,,,,), du pied de la face aval du déversoir,
sans dimension;
de facon à ce que le mesurage soit effectué en aval
est l’accélération due à la pesanteur, en
des instabilités de surface ou des ressauts éven-
mètres par seconde carrée;
tuels.
est la largeur du déversoir perpendi-
7.4 Conditions pour un écoulement dénoyé
culairement à la direction de I’écou-
lement, en metres:
Un écoulement est dit dénoyé lorsqu’il est indépen-
dant des variations du niveau aval. Les corrélations
est la hauteur de lame mesurée, en mè-
0
correspondant à chaque combinaison de pentes tres.
amont et aval pour une limite de submergence cc
sont données en 8.2.3. Pour que le débit ne soit pas
8.2 Coefficients
affecté de plus de 1 YO par l’écoulement en régime
fluvial dans le canal de fuite, le niveau d’eau dans
8.2.1 Coefficient de vitesse d’approche, C,
celui-ci ne doit pas être supérieur à cc fois la hau-
teur de lame amont.
Le coefficient Cv est donné par l’équation implicite
suivante:
8 Formules de calcul de débit
8.1 Équation de débit
L’équation de débit pour les déversoirs à profil Les valeurs de C,, peuvent être déterminées à partir
trapézoïdal est la suivante: de la figure2, en fonction de c,bhh/A, où A est l’aire
de la section transversale du chenal dans la section
de mesure de la hauteur de la lame, en mètres
carrés.
0.5 0,6 0,7 0,B 0.9 1
1,25
1.2
1.15
c:
1.1
1,05
I
O 0.1 0,2 0,3 0,4 0.5
Cobh/A
Figure 2 -- Coefficient de vitesse d‘approche, C,,
5

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IS0 4362:1992(F)
I n
8.2.2 Coefficient de débit, CD pente spécifiées au tableau 1, sont données de la fi-
gure 5 à la figure 10.
Les valeurs du coefficient Cb en fonction de h/f sont
données aux figures 3 et 4 et au tableau2 pour les
8.2.4 Coefficient d’écoulement noyé, Zd,.
combinaisons de pente amont et aval données au
I tableau 1.
Le coefficient est fonction de h/Z et des pentes
amont et aval. En régimes d’kcoulement libre et
8.2.3 Limite de submergence, cc
noyé où le rapport de submersion est inférieur à la
I
limite de submergence prescrite en 8.2.3, le coeffi-
La limite de submergence cc est fonction de h/Z et
cient d’écoulement noyé Cdr peut être pris égal à 1.
des pentes amont et aval. Elle correspond au rap-
pori de submersion O =hd,/h (hdr étant le niveau Lorsque le rapport de submersion dépasse la limite
d‘eau aval au-dessus du seuil) au-delà duquel la di- de submergence, la valeur de C,,, peut être déter-
minution de débit excède 1 Yo du débit en écou- minée à partir des figures 11 à 16, où Cdr est donné
lement libre ou dénoyé. Les valeurs de oc en en fonction de h/Z et O, pour les différentes combi-
fonction de h/f, pour les différentes combinaisons de naisons de pente prescrites au tableau 1.
Tableau 2 - Variation du coefficient de débit C,;
Cb pour les combinaisons de pente ainont et aval suivantes
Z, = 1, Z2 = 5 z, = 2, z* = 2 z1 = 2, z2 = 3 Zl = 2, ;i2 = 5 z, = 3, ;i2 = 3 z, = 3, z, = 5
0,908 0,936 0,936 0,936
0,946 0,946
0,920 0,952 0,952 0,952 0,963 0,963
0,928 O ,964 0,964 0,964 0,974 0,974
0,938 0,974 0,974 0,974 0,984 0,984
0,985
...