Modalités d'exploitation de la sciure de bois pour les modèles réduits à fond mobile
English text, p. 38S
11 lient s'avérer, pour certains modèles à fond mobile, que la sciure de bois est, du point de vue hydraulique, le matériau de fond le mieux adapté au problème. Sa mise en œuvre, du point de vue pratique, présente des avantages (appro- visionnement facile, prix de revient peu élevé) et des inconvénients (elle fait la « soupe » ; elle se conserve mal). — Présentation de l'ex- périence acquise quant aux traitements suscep-
tibles de donner à la sciure de bois les qualités qui lui manquent.
L a c o n c e p t i o n , le r é g l a g e et l ' i n t e r p r é t a t i o n d ' u n m o d è l e s o n t d é j à s e m é s d ' e m b û c h e s l o r s q u e l ' e a u est seule en c a u s e ; l o r s q u e l ' i n g é n i e u r , p l u s a m b i t i e u x , se p r o p o s e d e p é n é t r e r le m é c a n i s m e d e c e r t a i n s m o u v e m e n t s d e f o n d , en r i v i è r e s , d a n s u n e s t u a i r e , d a n s u n p o r t , les difficultés a u x q u e l l e s il se h e u r t e se m u l t i p l i e n t , s ' a m p l i - fient d a n s d ' i m m e n s e s p r o p o r t i o n s . Il ne s a u r a i t ê t r e q u e s t i o n , d a n s le c a d r e de cet a r t i c l e , et d a n s le c a d r e d u Coin d u L a b o r a t o i r e de la Houille Blanche, de t r a i t e r n e s e r a i t - c e q u ' u n s e u l d e s a s p e c t s t e c h n i q u e s et t h é o r i q u e s d e ce p r o b l è m e . Il n e s a u r a i t ê t r e q u e s t i o n p a r e x e m p l e de d i s c u t e r le c h o i x d u m a t é r i a u et d e sa g r a n u l o m é t r i e , p r o b l è m e f o n d a m e n t a l d o n t la s o l u t i o n d é p e n d d ' u n e m u l t i t u d e de f a c t e u r s à
e x a m i n e r m i n u t i e u s e m e n t d a n s c h a q u e c a s p a r - t i c u l i e r . N o t r e objectif e s t à la fois b e a u c o u p p l u s m o d e s t e et b e a u c o u p p l u s p r a t i q u e : n o u s s u p p o s e r o n s q u ' à la s u i t e de t o u t e u n e s é r i e de c o n s i d é r a t i o n s t h é o r i q u e s o u d ' o b s e r v a t i o n s e x - p é r i m e n t a l e s , on a i l r e c o n n u la s c i u r e de b o i s c o m m e é t a n t le m a t é r i a u de fond le m i e u x à m ê m e de r e p r o d u i r e f i d è l e m e n t les c o n d i t i o n s n a t u r e l l e s . O r , d u seul p o i n t d e v u e p r a t i q u e e n - visagé ici, u n e l o n g u e e x p é r i e n c e de la s c i u r e n o u s a m o n t r é q u e si son e x p l o i t a t i o n p r é s e n - tait d e s a v a n t a g e s t r è s p r é c i e u x ( p r i x d e r e v i e n t , facilité d ' a p p r o v i s i o n n e m e n t e n t r e a u t r e s ) , elle s o u l e v a i t p a r c o n t r e c e r t a i n e s difficultés g é n é r a - t r i c e s de bien d e s p e r t e s de t e m p s et d e bien d e s t â t o n n e m e n t s q u e n o u s s e r i o n s h e u r e u x
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Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1954038
3 8 2 L A H O U I L L E B L A N C H E J U I N 195-4
d ' é v i t e r d a n s la m e s u r e d u p o s s i b l e a u x i n g é - n i e u r s se t r o u v a n t a m e n é s , p o u r d e s r a i s o n s h y - d r a u l i q u e s , à c h o i s i r ce m a t é r i a u .
L a s c i u r e se p r é s e n t e s o u s l'orme de f r a g m e n t s de fibres de b o i s d é c h i q u e t é s et a s s e z i r r é g u - liers. U n e fois p l o n g é e d a n s l ' e a u , elle Hotte d ' a b o r d , p u i s se gonfle d ' e a u e t c o u l e . E l l e se r a s s e m b l e e n s u i t e p o u r c o n s t i t u e r u n e s o r t e de
« s o u p e » a s s e z é p a i s s e d o n t le c o m p o r t e m e n t h y d r a u l i q u e est, d ' u n e f a ç o n g é n é r a l e , i n a c c e p - t a b l e . De p l u s , elle p o u r r i t r a p i d e m e n t , p r e n a n t u n e t e i n t e v e r t e b i e n c a r a c t é r i s t i q u e et d é g a - g e a n t u n e o d e u r a s s e z d é s a g r é a b l e . D a n s la p l u - p a r t d e s c a s — e n fait d a n s t o u s c e u x q u e n o u s a v o n s eu à t r a i t e r — l ' u t i l i s a t i o n d i r e c t e d e la s c i u r e e s t p a r c o n s é q u e n t p r a t i q u e m e n t i m p o s - sible. Il c o n v i e n t d o n c d e la s é l e c t i o n n e r a s s e z s é v è r e m e n t , p u i s de lui faire s u b i r u n t r a i t e m e n t s u s c e p t i b l e d e lui d o n n e r les q u a l i t é s h y d r a u l i - q u e s et p h y s i q u e s q u i lui m a n q u e n t .
I. — S é l e c t i o n d e l a s c i u r e d e b o i s
A v a n t d ' e x i g e r de la s c i u r e , ou de lui p r o c u r e r u n c o m p o r t e m e n t d é t e r m i n é , il est é v i d e m m e n t i n d i s p e n s a b l e de définir, de f a ç o n a s s e z p r é c i s e , c e r t a i n s i n d i c e s de q u a l i t é .
L a densité apparente c a r a c t é r i s e la s c i u r e sè- c h e : c'est le r a p p o r t d u p o i d s de la s c i u r e a u v o l u m e q u ' e l l e o c c u p e y c o m p r i s les vides e n t r e p a r t i c u l e s .
D u p o i n t de v u e h y d r a u l i q u e , il f a u t définir u n e a u t r e d e n s i t é q u e l'on p o u r r a i t a p p e l e r :
« densité humide ». Cette n o t i o n se r a p p o r t e à u n e s c i u r e i m m e r g é e d e p u i s l o n g t e m p s . A p r è s é v a c u a t i o n de l'eau s u i v a n t u n p r o c e s s u s t y p e , c h a q u e g r a i n r e s t e m o u i l l é . P o i d s et v o l u m e s o n t a l o r s m e s u r é s c o m m e p r é c é d e m m e n t .
E n f i n , le c o m p o r t e m e n t d u m a t é r i a u d a n s le m o d è l e est é t r o i t e m e n t lié à sa c a p a c i t é de tas- sement. L e t a s s e m e n t de la s c i u r e p e u t ê t r e d é - fini, c o m m e en m é c a n i q u e d e s sols, a u m o y e n d e l ' a f f a i s s e m e n t p r o v o q u é p a r u n e c h a r g e c r o i s - s a n t e r é p a r t i e s u r u n e c e r t a i n e zone de sa s u r - l'ace. La c o u r b e t a s s e m e n t - c h a r g e t e n d v e r s u n e a s y m p t o t e ; sa f o r m e p e u t ê t r e p l u s ou m o i n s affectée p a r les d i v e r s t r a i t e m e n t s s u b i s p a r la s c i u r e .
O u t r e ses c a r a c t é r i s t i q u e s p h y s i q u e s , l'origine de la s c i u r e , son <•< p e d i g r e e » p o u r r a i t - o n d i r e , c o n s t i t u e u n r e n s e i g n e m e n t e x t r ê m e m e n t i m p o r - t a n t , d o n t il c o n v i e n t de t e n i r c o m p t e t r è s soi- g n e u s e m e n t . E n ce q u i c o n c e r n e l ' e s s e n c e du bois d ' a b o r d , n o u s a v o n s u t i l i s é le p l u s s o u v e n t la s c i u r e de s a p i n s (« P i c e a excelsa » ou « A b i e s p e c l i n a t a » ) . Il ne s e m b l e p a s q u e la n a t u r e d u t e r r a i n j o u e u n g r a n d rôle, bien q u e les b o i s
v e n u s l e n t e m e n t en t e r r a i n r o c h e u x s o i e n t g é n é - r a l e m e n t p l u s s e r r é s q u e c e u x v e n u s en b o n n e t e r r e .
Le mode de sciage i n t e r v i e n t l u i a u s s i é v i d e m - m e n t . A l o r s q u e l ' e m p l o i d e s s c i e s à r u b a n se gé- n é r a l i s e d e p l u s en p l u s , c e l u i d e la scie c i r c u l a i r e t e n d à se c a n t o n n e r d a n s d e s i n s t a l l a t i o n s a n - c i e n n e s ou d e s c h a n t i e r s d e m o n t a g n e . O r , la scie à r u b a n p r é s e n t e g é n é r a l e m e n t u n e voie b e a u - c o u p p l u s é t r o i t e q u i d o n n e d e s s c i u r e s d o n t u n e p r o p o r t i o n i m p o r t a n t e e s t en d e ç à d e la g a m m e g r a n u l o m é t r i q u e exigée p a r le m o d è l e . L e s s c i u - r e s p r o v e n a n t de scies c i r c u l a i r e s à voie p l u s l a r g e s e m b l e n t p r é s e n t e r d e ce p o i n t de v u e u n e g r a n u l o i n é t r i e b e a u c o u p p l u s s a t i s f a i s a n t e . Enfin, l ' e x p é r i e n c e p a r a î t m o n t r e r q u e les d e n - t u r e s à c r o c h e t s d o n n e n t d e m e i l l e u r s r é s u l t a t s q u e les d e n t u r e s d r o i t e s , q u ' i l s ' a g i s s e de scies à r u b a n o u c i r c u l a i r e s .
L a granuloinétrie d u m a t é r i a u enfin j o u e u n r ô l e de t o u t p r e m i e r p l a n ; elle p e u t é v i d e m m e n t v a r i e r d ' u n m o d è l e à l ' a u t r e , m a i s d a n s c h a q u e c a s elle doit ê t r e c h o i s i e m i n u t i e u s e m e n t et d é - t e r m i n é e a u s s i b i e n q u e p o s s i b l e . A l i t r e d ' e x e m - ple, n o t r e m o d è l e de l ' e s t u a i r e d e la S e i n e ( é c h e l - les : 1/800 e n p l a n , 1/100 e n h a u t e u r ) f o n c t i o n n e avec u n e s c i u r e d o n t la g r a n u l o i n é t r i e e s t c o m - p r i s e e n t r e 0 et 3 m m . L e c o n t r ô l e d e la g r a n u - l o i n é t r i e exige n a t u r e l l e m e n t u n t a m i s a g e q u e n o u s e x é c u t o n s a u t a m i s v i b r a n t . L e s s c i e s d u t y p e c i - d e s s u s n o u s d o n n e n t e n v i r o n 50 % d e s c i u r e u t i l i s a b l e p o u r la g r a n u l o i n é t r i e i n d i q u é e .
II. — P r é p a r a t i o n d e l a s c i u r e d e b o i s
C o m m e n o u s l ' a v o n s d é j à m e n t i o n n é , la s c i u r e a i n s i s é l e c t i o n n é e r e s t e g é n é r a l e m e n t i m p r o p r e à u n e u t i l i s a t i o n d i r e c t e s u r le m o d è l e . S o n c o m - p o r t e m e n t h y d r a u l i q u e e s t d é f e c t u e u x . L ' o p é r a - t i o n d u chaulage q u i lui est i m p o s é e a p o u r b u t de r e m é d i e r à cet i n c o n v é n i e n t . L e t r a i t e m e n t c o n s i s t e à b r û l e r l é g è r e m e n t la s c i u r e p a r la t r a n s f o r m a t i o n e x o t h e r m i q u e d e la c h a u x vive en c h a u x é t e i n t e . L e s p a r t i c u l e s d e s c i u r e a i n s i b r û l é e s o n t a l o r s b e a u c o u p m o i n s t e n d a n c e à s ' a g g l o m é r e r et à f o r m e r c e t t e s o r t e de p â t e , d e m a g m a , p r e s q u e t o u j o u r s a s s e z m a l a d a p t é e à la r e p r é s e n t a t i o n fidèle d ' u n f o n d m o b i l e , tel (pie l'on en r e n c o n t r e d a n s la n a t u r e . A p r è s c h a u l a g e , les p a r t i c u l e s p r e n n e n t u n a s p e c t p l u s « sec » et a c q u i è r e n t u n e c e r t a i n e i n d i v i d u a l i t é . Les o p é r a - t i o n s se d é r o u l e n t de la f a ç o n s u i v a n t e : o n r é a -
lise u n m é l a n g e i n t i m e de c h a u x vive et d e s c i u r e à r a i s o n de 1 k g d e c h a u x vive p o u r e n v i - r o n 120 l i t r e s de s c i u r e . O n a r r o s e le t o u t a v e c de l'eau t o u t en b r a s s a n t a s s e z é n e r g i q u e m e n t . Au b o u t de q u e l q u e s m i n u t e s , o n voit la s c i u r e
JUIN 1 0 5 1 LA H O U I L L E B L A N C H E
F i e . 1.
La réalisation du mélange chaux-sciure.
p r e n d r e u n e t e i n t e p l u s foncée : on la lave a l o r s d a n s u n b a s s i n , s a n s r e n o u v e l e r l'eau, en « é c r é - m a n t » la m o u s s e t r è s a b o n d a n t e et t o u t à fait c a r a c t é r i s t i q u e q u i se p r o d u i t . Cette o p é r a t i o n p e u t ê t r e c o n d u i t e d ' a u t a n t p l u s r a p i d e m e n t q u e l'on r é u s s i t à a c c é l é r e r l ' é l i m i n a t i o n de la m o u s s e g r â c e à u n b r a s s a g e é n e r g i q u e , o b t e n u p a r e x e m - ple en f a i s a n t c i r c u l e r le m é l a n g e en c i r c u i t f e r m é à l'aide d ' u n e p o m p e (fig. 2 ) . L o r s q u ' i l n ' y a p l u s de m o u s s e , o n d é c a n t e s o i g n e u s e m e n t la s c i u r e si elle d o i t ê t r e u t i l i s é e i m m é d i a t e m e n t . D a n s le c a s c o n t r a i r e , on la s t o c k e d a n s le b a i n s a n s r e n o u v e l e r l ' e a u .
P o u r le t r a i t e m e n t de t o n n a g e s i m p o r t a n t s , les o p é r a t i o n s sont g r a n d e m e n t facilitées p a r l'emploi d ' u n e b é t o n n i è r e .
III. — C o n s e r v a t i o n d e la s c i u r e
L a s c i u r e a i n s i c h a u l é e est, d a n s u n e c e r t a i n e m e s u r e , p r o t é g é e c o n t r e la f e r m e n t a t i o n . Mal- h e u r e u s e m e n t , c e l l e p r o t e c t i o n est loin d ' ê t r e
p a r f a i t e . D e p l u s , s a d u r é e s e m b l e a s s e z l i m i t é e . A u b o u t d ' u n t e m p s p l u s ou m o i n s l o n g , fonc- t i o n e n p a r t i c u l i e r de la t e m p é r a t u r e e t d e la r a p i d i t é d e c i r c u l a t i o n d a n s le m o d è l e , le p r o c e s - s u s d e la p o u r r i t u r e se d é v e l o p p e , et le m a t é r i a u p e u t r a p i d e m e n t d e v e n i r i n u t i l i s a b l e .
P o u r i l l u s t r e r ce fait, n o u s ne p o u v o n s m i e u x faire q u e p r é c i s e r le c o m p o r t e m e n t d e la s c i u r e t r a i t é e s u r les d e u x p r i n c i p a u x m o d è l e s q u e n o u s e x p l o i t o n s a v e c de la s c i u r e d e b o i s . S u r le m o - dèle d e la M e d j e r d a h ( T u n i s i e ) , d e s d é b i t s soli- d e s i m p o r t a n t s a s s u r e n t a u m a t é r i a u u n e c i r c u - l a t i o n s u f f i s a m m e n t r a p i d e p o u r q u e , a p r è s q u a - t r e a n s , il d e m e u r e é p a r g n é p a r la f e r m e n t a t i o n , d u m o i n s e n ce q u i c o n c e r n e les p a r t i c u l e s s o u - m i s e s a u t r a n s p o r t s o l i d e .
D a n s le m o d è l e de l ' e s t u a i r e de la S e i n e , b e a u - c o u p p l u s l e n t , l a s c i u r e d e v i e n t r a p i d e m e n t i n u - tilisable, en l ' a b s e n c e de p r é c a u t i o n s s u p p l é m e n - t a i r e s .
O n p o u r r a i t é v i d e m m e n t e n v i s a g e r de r e n o u v e - ler f r é q u e m m e n t le m a t é r i a u . Mais d ' u n e p a r t on r e n o n c e a i n s i à l ' u n e d e s q u a l i t é s p r a t i q u e s fort i n t é r e s s a n t e s de la s c i u r e : son p r i x de r e v i e n t peu élevé ( u n m o d è l e c o m m e celui d e la M e d j e r - d a h c o n t i e n t e n v i r o n 40 ni" d e s c i u r e d e b o i s ) ; d ' a u t r e p a r t , et s u r t o u t , l ' e x p l o i t a t i o n d e tels m o - dèles, d é j à t r è s l a b o r i e u s e , se t r o u v e r a i t c o n s i - d é r a b l e m e n t c o m p l i q u é e p a r la n é c e s s i t é de se l i v r e r p é r i o d i q u e m e n t a u r e m p l a c e m e n l de t o u t le m a t é r i a u de fond : c'est en l'ait le r é g l a g e
Fin. 2.
l'n brassage énergique du mélange accélère l'élimination de la 'i mousse ».
5*
381 LA H O U I L L E B L A N C H E .Ii'ix 1951
d u m o d è l e d a n s s o n e n s e m b l e q u i , c h a q u e l'ois, se t r o u v e r a i t à r e p r e n d r e q u a s i e n t i è r e m e n t .
C'est a i n s i q u e l ' o n se t r o u v e c o n d u i t , p o u r c o n s e r v e r le m ê m e m a t é r i a u , à a d o p t e r d e s a n t i - f e r m e n t s . L e s p r o d u i t s de ce g e n r e n e m a n q u e n t c e r t e s p a s : x y l o p h è n e , c h l o r a c é t a l d é h y d e , etc., d o n n e n t d e s r é s u l t a t s e x c e l l e n t s , m a i s l e u r c o û t élevé en i n t e r d i t l ' u t i l i s a t i o n . D o u é e d ' u n e effi- c a c i t é à p e u p r è s é q u i v a l e n t e , l ' a l d é h y d e f o r m i - q u e c o û t e b i e n m o i n s c h e r . P a r c o n t r e , elle p e u t p r é s e n t e r d e s i n c o n v é n i e n t s p o u r le p e r s o n n e l et d e m a n d e a ê t r e u t i l i s é e avec p r é c a u t i o n . S u r le m o d è l e de la S e i n e , p a r e x e m p l e , l ' a l d é h y d e for- m i q u e a é t é e m p l o y é e avec s u c c è s : d e p u i s n o - v e m b r e 1951, la s c i u r e y e s t c o n s e r v é e e n b o n é t a t , m a i s o n veille à ce q u e la c o n c e n t r a t i o n d ' a l d é h y d e f o r m i q u e n e d e s c e n d e p a s en d e s s o u s de (),,'} % d u p o i d s t o t a l d e l ' e a u d u m o d è l e .
I V . — C o n c l u s i o n
L e s q u e l q u e s c o n s i d é r a t i o n s q u i p r é c è d e n t n e c o n s t i t u e n t en a u c u n e façon u n p l a i d o y e r en fa- v e u r de la s c i u r e de b o i s c o m m e m a t é r i a u p o u l - ies m o d è l e s à f o n d m o b i l e . C h a c u n s a i t q u ' a v a n t
de m e t t r e a u p o i n t les m o d a l i t é s d ' e x p l o i t a t i o n d ' u n m a t é r i a u , l ' i n g é n i e u r d o i t c h o i s i r ce m a t é - r i a u p a r m i la g a m m e t r è s l a r g e n o n s e u l e m e n t de c e u x q u i o n t e f f e c t i v e m e n t é t é e m p l o y é s (sa- bies, c h a r b o n s , p o n c e s , p o u z z o l a n e s , p l a s t i q u e s p u l v é r i s é e s , etc., e t c . ) , m a i s a u s s i d e t o u s c e u x q u e p e u t lui s u g g é r e r s o n i m a g i n a t i o n ou son i n - g é n i o s i t é s u i v a n t le p r o b l è m e q u i l u i e s t p o s é , ou les c o n d i t i o n s p a r t i c u l i è r e s d a n s l e s q u e l l e s il se t r o u v e p l a c é .
Si, p o u r d e s r a i s o n s h y d r a u l i q u e s , la s c i u r e de b o i s s e m b l e p o u v o i r r é p o n d r e à ses d é s i r s , les dif- ficultés a u x q u e l l e s se h e u r t e s a m i s e en œ u v r e ( c o m p o r t e m e n t h y d r a u l i q u e a s s e z d é f e c t u e u x à l'état n a t u r e l et t e n d a n c e à p o u r r i r ) n e d o i v e n t p a s d é c o u r a g e r l ' u t i l i s a t e u r et lui f a i r e r e n o n c e r à d ' a u t r e s a v a n t a g e s (facilités d ' a p p r o v i s i o n n e - m e n t et p r i x d e r e v i e n t a s s e z faibles) q u i , p o u r ê t r e p u r e m e n t p r a t i q u e s , n ' e n s o n t p a s m o i n s fort p r é c i e u x . C'est ce q u i r e s s o r t e n t o u t c a s de n o t r e p r o p r e e x p é r i e n c e , d o n t n o u s s o m m e s h e u - r e u x d e p o u v o i r f a i r e b é n é f i c i e r les a u t r e s L a b o - r a t o i r e s d ' H y d r a u l i q u e . D e tels é c h a n g e s n o u s s e m b l e n t , q u a n t à n o u s , p a r t i c u l i è r e m e n t f r u c - t u e u x .
L A I S O H A T O U Î E D A U P H I N O I S D ' H Y D R A U L I Q U E .
Neyrpic - Grenoble.
J U I N 1 9 5 4 L A H O U I L L E B L A N C H E 38;"
LABORATORY PRACTICE
Methods of using sawdust
for moving bottom scale models
From a hydraulie point of iuew and for some movable bed modela, sawdust may proue to be the most satisfuclory bottom material.
Praclically speuking, sawdust lias some adi'tin- tages (ease of supply, loin cosl priée) und some
disudi'unlayes (il mal;es a "soup"; il is not easily prcscroed). This article tlescribes the treatments whieh can be upplied lo gine sa in
dus! Ihe ([Utilities il lucUs.
Texte français, p. 381
See French text, p. 383 for illustrations
Difliculties in conception, régulation and inter- pretation of a model are already formidable in cases w h e r e w a t e r only is concerned, but w h e n engineers.
being more ambitions, set thcmselves the task of penetrating tlie mechanics of certain movemcnts of bottoms in rivers, estuaries and ports, tliey corne against difficulties which multiply and inerease to immense p r o p o r t i o n s . Within tlie seope of this article and of Ihe Laboratory Practice section of la Houille Blanche, tliere is no question of dealing with any of the technical and theoretieal aspects of this problem. There will, for example, be no dis
cussion of the choice of tlie material and its granulometric measurement; this is a fondamental problem and its solution dépends on many factors which must be carefully considered in eaeh par- tieular ease. Our objective is botb imieh less ambi
tions and much more practicable : we will suppose tliat, nl'ter a whole séries of theoretieal considéra
tions or expérimental observations, sawdust lias tieen recognized as the bottom material best suiled to the accurate reproduction of the natural con
ditions. However, from the praelieaf point of view considered liere, long expérience of sawdust lias shown us that althongh it lias some valuable advan- tages (cost and availability, among others), it also raises some difficulties, involving loss of time and effort, w h i c h we should he glad to eliminate, as far as possible, for tliose engineers who, for hy- draulic rcasons, are obliged to use this material.
Sawdust consists of cut-up, fairly irregular frag
ments of wood libre. It lloats w h e n first plaeed in water, then becomes saturated and sinks. It then
concentrâtes to forin a kind of thiek ; - soup " whieh generally behaves in an unsatisfaetorv imuincr from a hydraulie point of view. In addition, il decays rapidly, beeoming a quile characteristte gi'cen and giving oif an unpleasant odour. As a resuit of this, in most cases and, in l'ael, in ail tliose we bave experieneed, direct use of sawdust is prac
lically imiiossible. Il is theref'ore necessary to ehoose it fairly rarefully and then to subjeel Ihe material to a trealment whieh will endow it wilh the hydraulie and physical qualilies w h i e h are lacking.
I. — C h o o s i n g t h e s a w d u s t
Before choosing or trealing Ihe sawdust, il is obviously essential lo make a l'air!v précise delini- tion of qualitv erileria.
The apparent ilensit;/ distinguislics dry sawdust;
it is tlie relation of weighl of Ihe sawdusl to Ihe volume it oecupics, inehiding the spaces between particlcs.
It is necessary, from a hydraulie point of view, lo deline anolher density whieh eoiihl he ealled
•• met démit;/ ". This idea eoncerns sawdust which lias been immersed for a long lime. When the water ha.s been drained off by a standard process, eaeh grain reniains wel and bot h weight and volume are then measured in tlie saine w a y as before.
Behaviour of the material in the model is, in
380 LA H O U I L L E B L A N C H E •IriN 1954
l'ael, closely relatée! to its settling capacity. As in soil mechanics, settling of sawdust can be defined by means of the subsidence caused by an increasing pressure distributed over a certain area of its sur- face. The seulement load curve a p p r o a c h e s an a s y m p t o t e ; its shape may be more or less affected by the varions trcatments applied to the sawdust.
Apart from its physical characteristics, the oriyin of the sawdust, or its pedigree as one might call il, constitutes an extremely important point w h i e h sliould be very carefully considered. Firstly, as far as concerns the type of wood, p i n e sawdust (•" p i c e a excelsa " or " abies pectinata ") was the inost frequently used in the N e y r p i c Laboratory.
The nature of the ground does not seem to play a large part although wood grown slowly on rocky ground is generally closer grained than wood com- ing from good quality land.
The sau'iny method used is also obviously impor- tant. While band saws are becoming more and more corn mon, circulai- saws tend to be conlïned to old installations or mountain sawmills. Never- Iheless, the band saw generally lias a m u c h nar- rower sel wliich produces a large proportion of sawdust of w i n c h the size range is lower than tnodel r e q u i r e m e n t s . Sawdust rcsulting from use of circulai- saws of large set a p p e a r s to be much more satisfactory from the granuloinétrie point of view. Finally, expérience seems to show that hook- leelh give botter rcsults than straight teeth, w h e t h e r a band or circulai' s a w is employed.
The granulometry of the material is of the utmosl i m p o r t a n c e ; obviously it may vary from one model to another, but in every case it must be chosen scrupulously and must be as well determined as pos- sible. As an exaniple, our study model of the Seine estuary (scales = 1/800 horizontal, 1/100 ver- tical) opérâtes with sawdust having between 0 and 3 m m grain size. The check kept on grain size naturally eiitails screening, whicli is carried out in the Neyrpic Laboratory with a v i b r a t i n g screen.
About 50 % of the sawdust p r o d u c e d by the saws mentioned above is w i t h i n the given granuloinétrie
«•ange.
II- — P r é p a r a t i o n of s a w d u s t
As already mentioned, sawdust seleeted in this way generally remains unsuitable for direct use on the model. Its hydraulic behaviour is détective.
Tlie limiiuj process applied to it removes this iti- convenience. The treatment consists of b u r n i n g the sawdust slightly by the exothermie transformation of quieklime into slaked lime. Sawdust particles burnt. in this way bave much less tendency to agglomerate and to form a kind of paste or magma w h i e h is nearly always ill-suited to the correct représentation of a moving bottom found u n d e r natural conditions. After liming, the particles as- sume a " (trier " nppearanec and accpiire a certain individuality. The opération is carried out as fol- lows : 1 kg of quieklime is added to about 120 litres of sawdust and t h e two are thoroughly mixed.
Water is tlien added while s t i r r i n g the mixture vigorously. After a few minutes, the sawdust be- comes a d a r k e r eolour; it is then washed in a basin, without ehanging the water but skimming olf the very a b u n d a n t and quite c h a r a c t e r i s t i c foam w h i e h is p r o d u c e d . The quickest way of c a r r y i n g oui this opération is to accelerate foam formation by subjecting the mixture to violent agitation by, foi- instance, p u m p i n g it through a closed circuit (fig. 2).
When no foam r e m a i n s , tlie water is poured olV if the sawdust is to be used i m m e d i a t e l y ; it" not, il is stored in tlie basin without ehanging the water. When a large tonnage is to be treated, a eoncrete-mixer will greatly simplify the opération.
III. — P r é s e r v a t i o n of t h e s a w d u s t
Sawdust w h i e h lias been limed in this m a n n e r is, to some extent, protected against fermentation.
Unfortunately, this protection is far from being por- l'ect and, in addition, it does not last very long.
After a m o r e or less long period (whieh d é p e n d s on the t e m p é r a t u r e and the speed of circulation in Ihe model), t h e process of décomposition develops and the material r a p i d l y becomes quite unusable.
As an illustration of this fact, w e cannot do bél- ier than describe the behaviour of the treated saw- dust used ou the two p r i n c i p a l models o p e r a t e d usiug this material. On the Medjerdah River (Tunisia) model, higli solid discharges cause the material to eirculate at a sufflciently rapid speed for it not to bave been attacked by fermentation after 4 years of use, at least insofar as those particles subjeeted to solid t r a n s p o r t are concernée!.
In the much slower Seine estuary model, sawdust rapidly becomes unusable unless some spécial précautions are taken.
The material could obviously be renewed fre- quently but, in the first place, this w o u l d nullify one of the p r i n c i p a l qualifies of s a w d u s t : its' low p r i c e (a model like that of the Medjerdah uses about 40 m: ! of sawdust) and, in the second place, use of thèse models, w h i e h is already very laborious, would become yet more complicated by t h e nced for periodical replacement of the bottom material.
In fact, the w b o l e model would have to be almost entirely re-adjusted each time.
For thèse reasons, antifermenters arc used so that the same material may be conserved. P r o d u c t s of this nature are certainly not lacking : xylophène, chloracetaldehyde, etc. give excellent results bul tbeir cost is p r o h i b i t i v e . F o r m a l d e h y d e , w h i e h lias a roughly équivalent effect, is m u c h less expensive.
As opposed to this, it may cause some incon- venience to those h a n d l i n g it and care is neces- sary. For example, formaldehyde bas been used with success on tlie Seine model. Sincc November 1951, the sawdust on this model bas been kept in good condition bul the concentration of formal- d e h y d e lias not been allowed to d r o p below 0,3 ')',•
of the total weight of w a t e r in tlie model.
J U I N HhVl LA H O U I L L E B L A N C H E
IV. — C o n c l u s i o n
The i'ew preceding r e m a r k s do not in any way eonstilute a plea in favour of sawdust as a material l'or nioving hottom models. ft is wefl k n o w n thaï, before p r e p a r i n g the methods of use of a material.
the engineer must choose this material from a very wide r a n g e ; the latter encompasses not only those substances which bave already been used (sand.
eoal, pumice, pozzuolana, p o w d e r e d plastic, etc.), but also ail those suggested by his imagination or ingenuity w h e n he considers his problem, or the particular conditions prevailing.
If, for h y d r a u l i e reasons. sawdust serins to fullil his requiremenls, the difficulties arising in its ap- plication (hydraulie hehaviour soinewhnl détective lo the natural condition, ami tendency lo deeay) should not discouruge the user and make hini dis- card the eompensating advantages (ease of supply and fairly low cost) w h i e h , from a purely praetieal point of view, are no less valuable. This lias been our own expérience, w h i c h we are now glad to pass on for the benefît of olher hydraulies labora- lories. It seems to us that sueh exchanges of in- formation are of p a r t i c u l a r benefît to ail concerned.
I.AiioiiATOiHi; DAUPHINOIS H'HYDHAUUO.UE.
Ncyrpic - Grenoble.
