Hydraulique fluviale 1 - Écoulements à surface libre

Comment décrire l’écoulement d’une rivière ou d’un fleuve ? Quelle influence un rétrécissement local ou une pile de pont dans la rivière peuvent-ils avoir sur le niveau d’eau ? Quels aménagements vont permettre de limiter les impacts d’événements naturels tels qu’une crue ou une inondation sur la population et les villes avoisinantes ? Autant de questions qui reflètent l’importance de la compréhension du fonctionnement des cours d’eau.

Face aux enjeux majeurs liés à la problématique de l’eau, ce MOOC en hydraulique à surface libre va vous donner des clés pour comprendre les écoulements et leurs interactions avec l’environnement. Cette compréhension joue un rôle primordial pour assurer une gestion responsable et concevoir des aménagements qui permettent de tirer profit des cours d’eau tout en préservant l’environnement des impacts négatifs.

Ce cours résulte d’une collaboration entre experts de plusieurs universités. Durant les quatre semaines de cours, vous serez confrontés à la modélisation des écoulements à surface libre, en allant de l’écoulement uniforme aux écoulements graduellement et brusquement variés avec les ressauts hydrauliques. Vous apprendrez à déterminer l’influence que peuvent avoir des singularités locales sur le niveau d’eau, comme des rétrécissements ou la présence de piles de pont.

Au fil des séquences, notions théoriques s’alterneront avec applications concrètes sur des sites haïtiens, français et suisses. Afin de consolider vos connaissances, vous serez encouragés à répondre à différents questionnaires ou à interagir concrètement avec les autres participants.

Ce cours peut ensuite être complété par le cours « Hydraulique fluviale 2 –Sédiments et morphologie fluviale ».

En collaboration avec le réseau Rescif.

Semaine 1 : Etude de l’écoulement uniforme Durant cette première semaine, nous introduirons la problématique des rivières et présenterons en exemple une rivière haïtienne. Nous poursuivrons par le calcul de l’écoulement uniforme suivi d’une mise en pratique sur une cette même rivière.

Semaine 2 : Etude de l’écoulement non-uniforme Nous calculerons ensuite l’écoulement non-uniforme que nous appliquerons également sur une rivière haïtienne. Différentes notions telles qu’énergie spécifique, profondeur critique, pente hydraulique, conditions d’amont et d’aval, … seront abordées.

Semaine 3 : Ressaut hydraulique Lors de cette semaine, nous définirons le ressaut hydraulique, établirons les équations qui permettent de la calculer. Nous étudierons également le ressaut noyé et établirons la ligne d’eau dans un canal régulé à l’amont par une vanne de fond. Des exemples sur sites seront présentés.

Semaine 4 : Lignes d’eau en présence de singularités Durant la quatrième semaine, nous décrirons et quantifierons l'effet de changements locaux de géométrie sur la ligne d'eau (rétrécissement, élargissement, changement de pente de fond, piles de pont). Des exemples d’application seront abordés et nous terminerons par quelques notions d’hydrométrie.