Ecoulement critique (HU)

Traduction anglaise : Critical flow

Dernière mise à jour : 20/10/2022

Régime d'écoulement tel que la hauteur d'eau soit égale à la hauteur critique (nombre de Froude = 1).

Spécificité du régime critique

Ce régime se rencontre à la transition entre un écoulement fluvial et un écoulement torrentiel. Il correspond à une profondeur d'eau telle que la charge spécifique soit minimale. En ce point la célérité de l'onde est égale à la vitesse de l'eau.

Figure 1 : Écoulement critique.

Les conditions d'établissement d'un régime critique sont obtenus lorsque l'on vérifie l'égalité de la relation (1) :

$ Q^2.B=g.S^3\quad (1) $

Avec :

• $ Q $ : débit (m³/s) ;
• $ B $ : largeur miroir (m) ;
• $ g $ : accélération de la pesanteur (m/s²) ;
• $ S $ : section mouillée (m²).

Le régime critique peut être obtenu :

• pour une pente donnée en modifiant le débit jusqu'à obtenir le débit critique ;
• pour un débit donné en modifiant la pente jusqu'à obtenir la pente critique.

Ce régime ne peut être observé que sur des points particuliers l'écoulement (figure 2).

Figure 2 : Au passage d'un seuil hydraulique on observe souvent une double transition : fluvial-torrentiel à l'amont et torrentiel-fluvial à l'aval avec formation d'un ressaut hydraulique ; le régime critique existe alors aux deux points particuliers où se passe chacune de ces transitions ; crédit photo : Bernard Chocat.