CHAPITRE

15

Ressaut hydraulique

15.1 INTRODUCTION
Le ressaut est le principal moyen qu’utilisent les ouvrages hydrauliques pour dissiper l’énergie. Ce ressaut est formé lors de la transition brusque d’un écoulement torrentiel à un écoulement fluvial.
Durant cette transition une onde stationnaire se forme et l’énergie est alors dissipée par turbulence.
Un rôle important des ouvrages sera donc d’amener l’écoulement du cours d’eau (généralement fluvial) à un écoulement torrentiel afin que le ressaut puisse se former. Ceci est obtenu soit par l’écoulement sur une pente inclinée supérieure à la pente critique (chute inclinée), soit par la chute libre de la nappe d’eau (chute verticale).
Afin de bien dimensionner ces ouvrages hydrauliques, une bonne connaissance des caractéristiques des ressauts est essentielle. Celles--ci sont principalement les hauteurs d’eau en amont et en aval du ressaut (hauteurs conjuguées), l’efficacité en terme d’énergie et la longueur nécessaire pour l’accomplissement de ce ressaut. Ces caractéristiques seront d’abord évaluées pour un canal rectangulaire, puis une généralisation à d’autres types de canaux sera présentée.

15.2 RESSAUT DANS UN CANAL RECTANGULAIRE
De façon générale, le ressaut nécessite que certaines conditions soient rencontrées afin qu’il se réalise. Ces conditions sont le respect de l’équation de continuité [15.1] et de l’équation de Newton sous la forme ”impulsion--quantité de mouvement” (équation15.2). De la figure 15.1a et pour un canal rectangulaire nous avons :
V1 y1 = V2 y2

[15.1]

1 ◽ g y2 + q ◽ V = 1 ◽ g y2 + q ◽ V
1
2
1
2
2
2

[15.2]

RESSAUT HYDRAULIQUE

200

V1 et V2 = vitesses moyennes en amont et en aval du ressaut (m/s). y1 et y2 = hauteurs d’eau en amont et en aval du ressaut (m) ρ = masse spécifique de l’eau (kg/m3) g = constante d’accélération gravitationnelle (m/s2) q = débit unitaire (m3/s--m)

Figure 15.1 Ressaut hydraulique dans un canal rectangulaire.
La solution de ces équations est : y2 1 y1 = 2