Caractéristiques géométriques

Section transversale

La section transversale d'un canal est la section plane normale à la direction de l'écoulement.

• La surface mouillée, $S$, est la portion de la section occupée par le fluide dans la section du canal.
• Le périmètre mouillé, $P$, est formé par la longueur de la ligne de contact entre la surface mouillée et les parois de la section — la largeur de la surface libre n'entre pas en compte.

        |<------------- B -------------->|
         \                               /
          \                             /
       Dh  \            S              /
        h   \                         /
             \_______________________/
                        P

Grandeurs dérivées

Le rayon hydraulique est donné par :

$$R_h = \frac{S}{P}$$

La largeur superficielle ou largeur au miroir, $B$, est la largeur du canal au niveau de la surface libre :

$$B = \frac{\mathrm{d}S}{\mathrm{d}h}$$

La profondeur hydraulique est donnée par :

$$H_h = \frac{S}{B}$$

Le diamètre hydraulique est :

$$D_h = 4\,R_h = 4\,\frac{S}{P}$$

:::note Pourquoi un facteur 4 ? Le diamètre hydraulique est défini de façon à coïncider avec le diamètre réel d'une conduite circulaire en charge : pour un cercle plein de diamètre $D$, $D_h = 4\left(\pi D^2/4\right)/(\pi D) = D$. :::

Canal prismatique

Un canal dont la section, la pente et la rugosité ne varient pas suivant le sens de l'écoulement est appelé canal prismatique.

:::warning Attention Même dans un canal prismatique, les caractéristiques hydrauliques (profondeur, vitesse…) peuvent tout à fait varier le long de l'écoulement : prismatique qualifie la géométrie du canal, pas le régime de l'écoulement qui s'y établit. :::