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Ecoulements aérés sur évacuateurs en marches d'escalier équipées de macro-rugosités - Partie I : caractéristiques hydrauliques / Andre, Stéphanie in La Houille blanche, N°1 (2008) 

Public ISBD [article]  in La Houille blanche > N°1 (2008) . - 91-100 p. Titre : Ecoulements aérés sur évacuateurs en marches d'escalier équipées de macro-rugosités - Partie I : caractéristiques hydrauliques Titre original : Aerated flows on stepped chutes with macro-roughness elements - Part I: hydraulic characteristics Type de document : texte imprimé Auteurs : Andre, Stéphanie, Auteur ; Boillat, Jean-Louis, Auteur ; Schleiss, Anton, Auteur Article en page(s) : 91-100 p. Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Ecoulement  aéré  Barrage  Macro-rugosités  Dissipation  d'énergie  Marche  d'escalier Index. décimale : 551.4 Résumé : Uncontrolled overtopping during flood events can endanger embankment dams. Erosion of the downstream slope and scouring of its toe due to the high energy of the overflow can lead to breach formation and complete failure. Solution to overcome these dangerous overflows lies in overlays which dissipate flow energy along the downstream embankment slope. In this context, an experimental research of flow on different systems of macro-roughness overlays for 18.6° and 30° stepped dam slopes was conducted. Aerated flow characteristics (air entrainment, depth, velocity) were measured for the three nappe, transition and flow regimes. Results highlight the notion of drag form structures, effective roughness and homogeneous aerated flow. They also stress the different definitions of flow depths. Finally a set of empirical laws to describe the hydraulic behaviour of aerated turbulent flow over macro-roughness could be derived. They can be used as a basis for the design of an optimal protection overlay for embankment dams in order to allow controlled overtopping during floods. Les déversements incontrôlés pendant une crue peuvent mettre en danger les barrages en remblais. L'érosion sur le parement aval ainsi que l'affouillement en pied d'ouvrage, provoqués par l'énergie importante du déversement, peuvent conduire à la formation d'une brêche jusqu'à une rupture du remblais. Une solution pour protéger les ouvrages de ces dangereux déversements consiste à couvrir le parement aval d’une couche qui dissipe l’énergie de l’écoulement le long de sa course. Dans ce cadre, un projet de recherche expérimentale a été mené. Il concerne l’étude des écoulements sur différentes couches de macro-rugosités pour des pentes en marches d’escalier de 18.6° et 30 °. Les caractéristiques de l’écoulement aéré (entraînement d’air, hauteurs, vitesses) ont été mesurées pour les régimes d’écoulement en nappe, en mousse et de transition. Les résultats montrent la notion d’effet de traînée, de rugosité effective et d’écoulement aéré homogène. Ils conduisent aussi à la définition de différentes épaisseurs d’écoulement. Finalement, un ensemble de lois expérimentales sont proposées pour décrire le comportement hydraulique des écoulements turbulents aérés sur macro rugosités. Elles peuvent être utilisées comme base pour le dimensionnement de couche de protection optimale pour les barrages en remblais dans le but de contrôler le déversement. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Barrages En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...] [article] Ecoulements aérés sur évacuateurs en marches d'escalier équipées de macro-rugosités - Partie I : caractéristiques hydrauliques = Aerated flows on stepped chutes with macro-roughness elements - Part I: hydraulic characteristics [texte imprimé] / Andre, Stéphanie, Auteur ; Boillat, Jean-Louis, Auteur ; Schleiss, Anton, Auteur . - 91-100 p. Hydraulique Langues : Français (fre) in La Houille blanche > N°1 (2008) . - 91-100 p. Mots-clés : Ecoulement  aéré  Barrage  Macro-rugosités  Dissipation  d'énergie  Marche  d'escalier Index. décimale : 551.4 Résumé : Uncontrolled overtopping during flood events can endanger embankment dams. Erosion of the downstream slope and scouring of its toe due to the high energy of the overflow can lead to breach formation and complete failure. Solution to overcome these dangerous overflows lies in overlays which dissipate flow energy along the downstream embankment slope. In this context, an experimental research of flow on different systems of macro-roughness overlays for 18.6° and 30° stepped dam slopes was conducted. Aerated flow characteristics (air entrainment, depth, velocity) were measured for the three nappe, transition and flow regimes. Results highlight the notion of drag form structures, effective roughness and homogeneous aerated flow. They also stress the different definitions of flow depths. Finally a set of empirical laws to describe the hydraulic behaviour of aerated turbulent flow over macro-roughness could be derived. They can be used as a basis for the design of an optimal protection overlay for embankment dams in order to allow controlled overtopping during floods. Les déversements incontrôlés pendant une crue peuvent mettre en danger les barrages en remblais. L'érosion sur le parement aval ainsi que l'affouillement en pied d'ouvrage, provoqués par l'énergie importante du déversement, peuvent conduire à la formation d'une brêche jusqu'à une rupture du remblais. Une solution pour protéger les ouvrages de ces dangereux déversements consiste à couvrir le parement aval d’une couche qui dissipe l’énergie de l’écoulement le long de sa course. Dans ce cadre, un projet de recherche expérimentale a été mené. Il concerne l’étude des écoulements sur différentes couches de macro-rugosités pour des pentes en marches d’escalier de 18.6° et 30 °. Les caractéristiques de l’écoulement aéré (entraînement d’air, hauteurs, vitesses) ont été mesurées pour les régimes d’écoulement en nappe, en mousse et de transition. Les résultats montrent la notion d’effet de traînée, de rugosité effective et d’écoulement aéré homogène. Ils conduisent aussi à la définition de différentes épaisseurs d’écoulement. Finalement, un ensemble de lois expérimentales sont proposées pour décrire le comportement hydraulique des écoulements turbulents aérés sur macro rugosités. Elles peuvent être utilisées comme base pour le dimensionnement de couche de protection optimale pour les barrages en remblais dans le but de contrôler le déversement. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Barrages En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...]

Ecoulements aérés sur évacuateurs en marches d'escalier équipées de macro-rugosités - Partie II : dissipation d'énergie / Andre, Stéphanie in La Houille blanche, N°1 (2008) 

Public ISBD [article]  in La Houille blanche > N°1 (2008) . - 101-108 p. Titre : Ecoulements aérés sur évacuateurs en marches d'escalier équipées de macro-rugosités - Partie II : dissipation d'énergie Titre original : Aerated flows on stepped chutes with macro-roughness elements - Part II: energy dissipation Type de document : texte imprimé Auteurs : Andre, Stéphanie, Auteur ; Boillat, Jean-Louis, Auteur ; Schleiss, Anton, Auteur Article en page(s) : 101-108 p. Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Ecoulement  aéré  Marche  d'escalier  Dissipation  d'énergie  Macro-rugosités  Barrages Index. décimale : 551.4 Résumé : An experimental research of flow on different systems of stepped overlays for 18.6° and 30° slopes was conducted. In addition to define flow characteristics (Part I), the study highlighted the existence of an homogeneous aerated flow in which drag effect caused by the macro-roughness contribute significantly in the energy dissipation process. The analysis of the different flow depths and of several macro-roughness systems lead to an accurate method for estimation of residual energy of the aerated turbulent flow. Finally, based on the hydraulic behaviour of aerated turbulent flow and on the measured pressures on macro-roughness elements as well as on the energy dissipation efficiency of the tested systems, recommendations for the design of an optimal protection overlay for overtopped embankment dams are given. Une recherche expérimentale des écoulements sur différents systèmes de couches de macro-rugosités a été menée pour des parements de pente de 18.6° et 30°. En plus de définir les caractéristiques hydrauliques de l’écoulement (Partie I), l’étude a montré l’existence d’un écoulement homogène aéré dans lequel les effets de traînée des macro-rugosités contribuent significativement au mécanisme de dissipation d’énergie. L’analyse des différentes hauteurs d’écoulement ainsi que de différents systèmes de macro-rugosités a permis de définir une méthode valable pour estimer l’énergie résiduelle de l’écoulement aéré turbulent en pied d’ouvrage. Finalement, basées sur le comportement hydraulique de l’écoulement aéré turbulent, sur les mesures de pressions sur les éléments de macro-rugosités ainsi que sur l’efficacité de dissipation d’énergie des différents systèmes testés, des recommandations pour le dimensionnement de couches de protection des barrages en remblais submersibles sont données. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Dissipation d'énergie En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...] [article] Ecoulements aérés sur évacuateurs en marches d'escalier équipées de macro-rugosités - Partie II : dissipation d'énergie = Aerated flows on stepped chutes with macro-roughness elements - Part II: energy dissipation [texte imprimé] / Andre, Stéphanie, Auteur ; Boillat, Jean-Louis, Auteur ; Schleiss, Anton, Auteur . - 101-108 p. Hydraulique Langues : Français (fre) in La Houille blanche > N°1 (2008) . - 101-108 p. Mots-clés : Ecoulement  aéré  Marche  d'escalier  Dissipation  d'énergie  Macro-rugosités  Barrages Index. décimale : 551.4 Résumé : An experimental research of flow on different systems of stepped overlays for 18.6° and 30° slopes was conducted. In addition to define flow characteristics (Part I), the study highlighted the existence of an homogeneous aerated flow in which drag effect caused by the macro-roughness contribute significantly in the energy dissipation process. The analysis of the different flow depths and of several macro-roughness systems lead to an accurate method for estimation of residual energy of the aerated turbulent flow. Finally, based on the hydraulic behaviour of aerated turbulent flow and on the measured pressures on macro-roughness elements as well as on the energy dissipation efficiency of the tested systems, recommendations for the design of an optimal protection overlay for overtopped embankment dams are given. Une recherche expérimentale des écoulements sur différents systèmes de couches de macro-rugosités a été menée pour des parements de pente de 18.6° et 30°. En plus de définir les caractéristiques hydrauliques de l’écoulement (Partie I), l’étude a montré l’existence d’un écoulement homogène aéré dans lequel les effets de traînée des macro-rugosités contribuent significativement au mécanisme de dissipation d’énergie. L’analyse des différentes hauteurs d’écoulement ainsi que de différents systèmes de macro-rugosités a permis de définir une méthode valable pour estimer l’énergie résiduelle de l’écoulement aéré turbulent en pied d’ouvrage. Finalement, basées sur le comportement hydraulique de l’écoulement aéré turbulent, sur les mesures de pressions sur les éléments de macro-rugosités ainsi que sur l’efficacité de dissipation d’énergie des différents systèmes testés, des recommandations pour le dimensionnement de couches de protection des barrages en remblais submersibles sont données. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Dissipation d'énergie En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...]