HYDRAULIQUE

32e A n n é e - ~ № 201-202 Septembre-Oetobre 1933

LA HOUILLE BLANCHE

ÉDITIONS B. A R T H A U D , Succ

_de J. REY, _GRENOBLE

Pour la Rédaction ; S'adresser à M , P. P A G N O N

Secrétaire Général

/9, Boulevard Camhtto* 19 OR^NOBli

Abonnement \ France. . pour une A n n é e ( Etranger . . .

Le N uméro : 7 franqs Compte

40 francs 50 francs

Pour te Abonnements et Annonces ; S'adrewwàM. B, ARTHAUD

Editeur

23, Grande* Rue, 23

C O M I T É O C D I R E C T I O N S G I KN Tí F I Q U E

BARBILLION, PfQfe§§eup titulaire d'itectretechnique à J9 Faculté des Sciences de l'Université d& Gren§bie^!

CAM1CHEL, Directeur l'Itmltet Eieetroteehnlque de T&ylouse.

CHALUMEAU, Ingénieur en c h e f de ia ville de Lyon.

DARRÏEUS, Ingénieur des Arts et Manufactures,

DUVAL, Directeur des Services électriques $e la Sqciété Générale d'En­

treprises.

FLUSIN, Directeur de l'Institut d'Eleptroehlmie et d'ElectrométalIurgie de Grenoble.

GENÏSSIEU, Ingénieur en c h e f çu Ministère des Travaux Publics

GRIGNARP, Membre de l'institutr Dpyen 4& la Figulté des Sciences Directeur 4b l'IÈNE 4& Çhimte InémMte i§ l'Uftiv*rsîté de Lyon.

M A U D U I T , Directeur de l'Institut Iteçtrstechnique st de Mécamqne appli­

quée a Nancy.

MERCIER, Administrateur-Délégué de l'Union d'Electricité.

DE PAMPELONNE, Inspecteur général du Génie Rural.

PARODI, Directeur honoraire des Services d'Electnfication de la Compa­

gnie des Chemins de fer d'Orléans,

P E P Y , Professeur a la Faculté de Droit de Grenoble.

P A G N O N , Ingénieur I. E. G , Secrétaire général.

S O M M A I R E

HYDRAULIQUE. — R e m a r q u e s sur certains phénomènes de contractions latérales clans les barrages, p a r MM. C. CAMICHEL, L . E S C A N D E et P . D U F I N . — Technique et économie dans les conduites forcées à diamètre constant et à diamètres variables, PAX R E M O ÇATANI, Dott. Ing.

ÉLECTRICITÉ,

ingénieur civil des Mines, Ingénieur a ia Société de prospection électrique (procédés Schlumberger).

DOCUMENTATION.

LEGISLATION, — Le refus des permissions de voirie pour fourniture a u publie, p a r André F E P Y , Professeur à ia F a c u l t é de Droit de Grenoble» — Le Mois Figeai, Principales dispositions fiscales de ia Loi de finances, De§ [réductions de droits d'enregistrement sur les acquisitions de terrains à b â t i r antérieures au 1^{e r} juillet 1933, p a r Roger et Jacques L B F E B V R E ,

B I B L I O G R A P H I E ,

H Y D R A U L I Q U E

Remarquas sur certains phénomènes de contractions latérales dans les barrages

p a r M M , C . CAMICHEL, L . E S C A N D E et P . D U P I N

En hydraulique, la complexité des p h é n o m è n e s esL telle que de nombreuses questions n e p e u v e n t ê t r e traitées théorique­

ment et que Ton doit se c o n t e n t e r , d a n s les applications corres­

pondantes, de formules p u r e m e n t empiriques. Il i m p o r t e alors de bien vérifier le c a r a c t è r e de généralité de ces formules et de s'assurer q u e leur emploi, d a n s certains cas particuliers, ne conduit pas à des r é s u l t a t s en contradiction avec les faits.

C'est une r e m a r q u e d e ce genre q u e nous voulons faire à pro­

pos des contractions latérales d a n s les b a r r a g e s déversoirs.

Celles-ci, comme Ton sait, e n t r a î n e n t u n e réduction parfois notable du débit d ' u n seuil d é v e r s a n t , et, d a n s des cas particu­

lièrement bien définis, il existe des formules p e r m e t t a n t de déter­

R E R leur influence, c o m m e celle d'Hégly, appliquée a u déver­

soir à mince paroi e t à seuil dénoyé. Mais, dams le cas g é n é r a l les contractions sont m a l définies e t les règles adoptées pour en

tenir c o m p t e ne conduisent q u ' à u n e a p p r o x i m a t i o n grossière, comme, p a r exemple, c'est le cas p o u r la m é t h o d e de F r a n c i s , la plus employée.

D a n s cette note, nous nous proposons d ' a t t i r e r particuliè­

r e m e n t l ' a t t e n t i o n sur d e u x points spéciaux c o n c e r n a n t ces phénomènes.

T o u t d'abord, si Ton a d m e t , d ' u n e manière générale, q u e les contractions d é p e n d e n t essentiellement de la forme donnée a u x piles, u n p o i n t i m p o r t a n t , d o n t on ne t i e n t g é n é r a l e m e n t pas suffisamment compte, réside d a n s le fait que, s u r u n m ê m e ouvrage, les contractions p e u v e n t varier dans d§£ proportions énormes avec les conditions d e fonctionnement, Par exemple»

sur un b a r r a g e fixe, s u r m o n t é d e v a n n e r rnobiî§s, les contractions qui $e produisent dans u n e passe déterminée, sont beaucoup plus i m p o r t a n t e s , lorsque celle-ci débite seule, q u e lorsque sont Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1933021

1 3 0 L A H O U I L L E B L A N C H E

ouvertes simultanément, les v a n n e s des d e u x passes q u i enca­

d r e n t la p r e m i è r e ; c'est u n phénomène t r è s général, que nous avons constaté dans bien des cas, e t d o n t nous avons pu, en particulier, observer t o u t e l'ampleur, sur le b a r r a g e à vannes mobiles de Pinet, sur le T a r n , et sur le b a r r a g e de la^Gentille,

d ' u n e crue du n o m b r e de passes ouvertes pour assurer son écou­

l e m e n t .

N o t r e seconde r e m a r q u e concerne u n r é s u l t a t particulièrement c u r i e u x que nous avons o b t e n u dans les é t u d e s sur modèles r é d u i t s d ' u n b a r r a g e à v a n n e s mobiles e t à seuil noyé, projeté

F i g . 1. — D e u x passes v o i s i n e s d'un barrage à v a n n e s mobiles débitent silmutanément:, v a n n e s c o m p l è t e m e n t l e v é e s . — On r e m a r ­ que la différence des contractions d u e s a u x piles e x t r ê m e s (courbes C)

et à la pile m é d i a n e (courbe G').

I

F i g . 3 — Pile de 30 mètres de l o n g u e u r limitant u n e passe de 20 mètres de largeur. La z o n e d ' é c o u l e m e n t direct à la sortie de la passe (limitée par l e s c o u r b e s C) c o r r e s p o n d s e n s i b l e m e n t à la

largeur totale entre p i l e s .

a

sur la Garonne. Cette influence des vitesses d ' a p p r o c h e sur les contractions latérales est mise en évidence, d ' u n e manière

encore plus n e t t e , en faisant débiter seulement l ' u n e des deux passes e n c a d r a n t celle que l'on observe ; la contraction provo­

quée p a r la pile s é p a r a n t les d e u x passes est alors considérable­

m e n t réduite, t a n d i s q u e les contractions dues a u x piles extrêmes conservent t o u t e leur i m p o r t a n c e ; ce fait est visible sur la pho­

tographie de la figure 1, prise sur u n modèle r é d u i t de barrage à seuil noyé.*

8AQQAGE oc SAnsAMDirn?

biffa cm c de fn/p </,»s «/ja/M t,o a/y cl o\af 0 2 Oh 0 6 0 8 Ì O 12 n i e l l o

à Sansanding, sur le Niger. Ces essais a y a n t c o m m e objet, entre a u t r e s , la d é t e r m i n a t i o n de la distance à a d m e t t r e e n t r e deux piles voisines, nous avons é t é amenés à c o m p a r e r les débits linéaires correspondant a u f o n c t i o n n e m e n t d ' u n e seule passe,

F i g . 2 .

Il conviendrait de tenir c o m p t e de cette interdépendance du fonctionnement des diverses passes d ' u n m ê m e barrage, en ce q u i concerne la valeur d u débit correspondant à u n e charge donnée, lorsque, le débit t o t a l d ' u n déversoir a y a n t été déter­

m i n é p a r des expériences sur modèle réduit, on déduit la valeur

F i g . 4. — P i l e s de 30 mètres de l o n g u e u r l i m i t a n t u n e passe de 67 mètres de largeur. La zone d ' é c o u l e m e n t direct à la sortie de la passe (limitée par les courbes G') ne c o r r e s p o n d qu'à une portion

restreinte de la l a r g e u r totale entre piles.

sous u n e m ê m e différence de cote des n i v e a u x a m o n t et aval m a i s p o u r diverses largeurs de passe, v a r i a n t d e 20 mètres à 67 m è t r e s . A priori, il semblait q u e l'influence r e l a t i v e des con­

t r a c t i o n s latérales serait plus g r a n d e p o u r les passes les p№

LA H O U I L L E B L A N C H E

13!

étroites, t o u t e s chosse r e s t a n t égales d'ailleurs, e t q u e le débit linéaire varierait donc d a n s le m ê m e sens que la distance admise entre piles ; c'est ce q u e t e n d r a i e n t à indiquer les formules de débit des barrages à c o n t r a c t i o n s latérales. L'expérience a fourni un résultat opposé, e t les courbes de la figure 2 m o n t r e n t la valeur bien supérieure d u débit linéaire, p o u r u n e charge donnée, dans le cas d ' u n e largeur de passe de 20 m è t r e s , vis-à-vis d'une largeur de passe de 67 m è t r e s . Ce r é s u l t a t , à priori surprenant, peut aisément s'expliquer : il suffit de considérer les figures 3 et 4 pour voir la différence énorme des valeurs absolues des contractions e x i s t a n t d a n s l ' u n et l ' a u t r e cas ; la longueur des piles étant d ' u n e t r e n t a i n e de m è t r e s , il se p r o d u i t , dans le cas de la passe de 20 m è t r e s de largeur, u n p h é n o m è n e analogue à celui qui caractérise l'écoulement dans un a j u t a g e cylindrique,

les filets, après une contraction initiale, rejoignent les parois latérales des piles de telle sorte q u e l ' e x t r é m i t é aval de la passe débite sensiblement à pleine s e c t i o n ; a u contraire, dans le cas de la passe de 67 m è t r e s de largeur, ce p h é n o m è n e ne se p r o d u i t pas, les piles, en c o n t a c t avec u n e zone d'eau tourbillonnaire, n'intéressent q u e par leur e x t r é m i t é a n t é r i e u r e la zone d'écou­

l e m e n t direct d o n t l'aspect rappelle la coupe d ' u n écoulement p a r orifice en mince paroi. Ce fait explique le p h é n o m è n e cons­

t a t é ; il est m ê m e curieux de r e m a r q u e r q u e le r a p p o r t des débits linéaires correspondant a u x deux cas envisagés est du m ê m e ordre de grandeur, en m o y e n n e , q u e le r a p p o r t des coefficients de débit de l'ajutage cylindrique et de l'orifice en mince p a r o i ; il ne s'agit là, d'ailleurs, que d ' u n e analogie, le m o u v e m e n t con­

sidéré n e c o n s t i t u a n t n u l l e m e n t u n écoulement de révolution.

Technique et économie dans les conduites forcées à diamètre constant et à diamètres variables

par Doit Ing. R E M O C A T A N I

I.— Poids des conduites en acier

Les résultats des publications postérieures à m a première étude en m a t i è r e o n t confirmé en général les r é s u l t a t s q u e j ' a v a i s avancés.

L'importance des conduites en acier est allée toujours en croissant, soit à cause de la v a l e u r plus g r a n d e de sa quote- part par r a p p o r t à la dépense t o t a l e des i n s t a l l a t i o n s hydro­

électriques, soit à cause des h a u t e u r s de c h u t e t o u j o u r s plus élevées que l'on exploite.

Dans m a p r e m i è r e p u b l i c a t i o n , j e citais une c h u t e m a x i m a de 950 m. ; on utilise a c t u e l l e m e n t des c h u t e s de 1.750 m^M exemple l'installation de la Dixence et l'on p r é v o i t d'utiliser des c h u t e s de 2.500 m. Les frais d ' u n e c o n d u i t e à forte pression, d a n s les conditions actuelles, se m o n t e n t à plusieurs millions de lires, une économie de quelques u n i t é s a u p o u r cent du c o û t t o t a l repré­

sente des fractions respectables d 3 million.

Les propositions e t les conclusions de m a première é t u d e furent les suivantes : U n e c o n d u i t e en acier a u lieu d ' a v o i r u n diamètre constant devrait avoir des d i a m è t r e s décroissants vers le bas en subdivisant la c o n d u i t e en u n c e r t a i n n o m b r e de tronçons de longueur égale, m a i s en a t t r i b u a n t à c h a c u n d ' e u x u n e perte croissante, s u i v a n t des n o m b r e s n a t u r e l s , t o u t en laissant cons­

tante la perte totale de c h a r g e Y ; on r é d u i t ainsi de 5 % le poids de la conduite, on a u g m e n t e le v o l u m e de l'eau d'écou­

lement dans celle-ci, on d i m i n u e sa force vive e t le débit m a x i ­ mum de la conduite en cas de r u p t u r e d a n s la p a r t i e à pression maximum, ainsi q u e l'épaisseur m a x i m u m e t le d i a m è t r e des tronçons inférieurs. Ces conceptions développées en son temps doivent être appliquées a v e c sagacité à de n o m b r e u x et très différents cas de la p r a t i q u e .

Généralement, l ' a x e d ' u n e c o n d u i t e se développe en profil dans un plan vertical m ê m e lorsque le t r a c é c o m p o r t e des angles Planimétriques. A la s u i t e des d é f o r m a t i o s, s o u v e n t considé­

rables, Taxe de la c o n d u i t e p e u t p r é s e n t e r des tronçons curvi- ipies et les p a r t i e s rectilignes avoir des inclinaisons variables, (de 0 à 90°). A l ' e x t r é m i t é a v a l de la conduite, généralement horizontale, il f a u t a j o u t e r les longueurs virtuelles des dériva-

o n s- pes longueurs, c o m m e il e s t i n d i q u é d a n s , m a dernière

n°te, s'obtiennent en r é d u i s a n t les longueurs réelles des dériva­

t i o n s dans le r a p p o r t des carrés des diamètres de chacune d'elles e t d u d i a m è t r e d u tronçon faisant office de collecteur d'où elles se d é t a c h e n t . D ' a u t r e p a r t , la conduite p e u t a v o i r u n e section circulaire c o n s t a n t e , ou bien la v a r i a t i o n de la section p e u t ê t r e continue ou discontinue.

Enfin, les conduites forcées en acier p e u v e n t ê t r e rivées, soudées, frettées, sans soudures (Mannesmann ou laminées) e t d a n s l a m ê m e canalisation, on p e u t r e t r o u v e r ces divers t y p e s

Ce q u i précède m e t en évidence la v a r i é t é possible d a n s les i n s t a l l a t i o n s industrielles des conduites forcées, la nécessité d ' u n e é t u d e préalable e t particulière à c h a q u e cas, ainsi q u e l'impossibilité d ' é m e t t r e u n e théorie générale d i r e c t e m e n t appli­

cable à t o u s les cas de la p r a t i q u e . Chaque fois q u ' i l a été fait u n essai dans ce sens, on a c o n s t a t é que les conclusions t h é o r i q u e s o b t e n u e s devaient i n v a r i a b l e m e n t ê t r e modifiées à leur appli­

c a t i o n d a n s c h a q u e cas bien déterminé. Il suffit de citer, à cet effet, les difficultés rencontrées p o u r déterminer les é q u a t i o n s des courbes éventuelles dans le profil du t r a c é . E n p r a t i q u e , la solution des problèmes de c h a q u e canalisation e s t o b t e n u e à la s u i t e d ' é t u d e s a n a l y t i q u e s e t graphiques particulières à c h a q u e cas e t d o n t la m é t h o d e ainsi que ses difficultés d é p e n d e n t non s e u l e m e n t de la complexité de la canalisation, mais de t o u t e l ' i n s t a l l a t i o n hydro-électrique.

Ces considérations m ' o n t déterminé à développer en entier, d a n s m a première Notice, u n exemple p r a t i q u e (fig. 1) qui sera t e x t u e l l e m e n t repris dans la p r é s e n t e .

Fig i