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Auteur Boillat, Jean-Louis
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Affiner la rechercheEcoulements aérés sur évacuateurs en marches d'escalier équipées de macro-rugosités - Partie I : caractéristiques hydrauliques / Andre, Stéphanie in La Houille blanche, N°1 (2008)
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=/ [...]
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=/ [...]
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 6 (2009) . - pp. 711-715
Titre : Entrainment of floating granules behind a barrier Titre original : Entraînement de granules flottants derrière une barrière Type de document : texte imprimé Auteurs : Azin Amini, Auteur ; Boillat, Jean-Louis, Auteur ; Anton J. Schleiss, Auteur Article en page(s) : pp. 711-715 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Critical shear stress Floating granule Interfacial shear Multiphase model Pollution Retaining barrier Shields diagram Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : To simulate the retaining capacity of an oil barrier in an uniform flow field, experiments were carried out in a laboratory flume at Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Laboratory of Hydraulic Constructions (LCH) by using Light Expanded Clay Aggregates (LECA) and plastic particles. It was demonstrated that under appropriate assumptions for the effects of buoyancy and gravity forces, the Shields approach is suitable to predict both the entrainment of suspended granules behind a barrier and the start of leakage underneath. The phenomenon was also simulated numerically with a multiphase model using a CFD code, Fluent, and the results were compared to those of the physical experiments. The “Eulerian model” multiphase model of FLUENT was selected to simulate the phenomenon. The numerical model successfully predicts the evolution of the slick shape behind the barrier for various flow conditions. The amount of LECA that leaked from the barrier agreed well with the experimental observations.
Pour simuler la capacité de fixation d'une barrière à huile dans un écoulement uniforme, des expériences ont été effectuées dans un canal de laboratoire à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Laboratoire de Constructions Hydrauliques (LCH) en utilisant des Light Expanded Clay Agrégats (LECA) et des particules en plastique. Il a été démontré que dans le cadre d'hypothèses appropriées pour les effets de flottabilité et les forces de gravité, l'approche de Shields permet de prédire tant l'entraînement de granulés en suspension derrière une barrière que le début de fuite par en dessous. Le phénomène a été également simulé numériquement avec un modèle multiphase utilisant le code de CFD Fluent, et les résultats ont été comparés à ceux des expériences physiques. Le "modèle Eulerien" multiphase de FLUENT a été sélectionné pour simuler le phénomène. Le modèle numérique prédit avec succès l'évolution de la forme de la nappe derrière la barrière pour différentes conditions d'écoulement. Le montant de LECA qui a fuit de la barrière correspondait bien avec les observations expérimentales.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Entrainment of floating granules behind a barrier = Entraînement de granules flottants derrière une barrière [texte imprimé] / Azin Amini, Auteur ; Boillat, Jean-Louis, Auteur ; Anton J. Schleiss, Auteur . - pp. 711-715.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 6 (2009) . - pp. 711-715
Mots-clés : Critical shear stress Floating granule Interfacial shear Multiphase model Pollution Retaining barrier Shields diagram Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : To simulate the retaining capacity of an oil barrier in an uniform flow field, experiments were carried out in a laboratory flume at Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Laboratory of Hydraulic Constructions (LCH) by using Light Expanded Clay Aggregates (LECA) and plastic particles. It was demonstrated that under appropriate assumptions for the effects of buoyancy and gravity forces, the Shields approach is suitable to predict both the entrainment of suspended granules behind a barrier and the start of leakage underneath. The phenomenon was also simulated numerically with a multiphase model using a CFD code, Fluent, and the results were compared to those of the physical experiments. The “Eulerian model” multiphase model of FLUENT was selected to simulate the phenomenon. The numerical model successfully predicts the evolution of the slick shape behind the barrier for various flow conditions. The amount of LECA that leaked from the barrier agreed well with the experimental observations.
Pour simuler la capacité de fixation d'une barrière à huile dans un écoulement uniforme, des expériences ont été effectuées dans un canal de laboratoire à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Laboratoire de Constructions Hydrauliques (LCH) en utilisant des Light Expanded Clay Agrégats (LECA) et des particules en plastique. Il a été démontré que dans le cadre d'hypothèses appropriées pour les effets de flottabilité et les forces de gravité, l'approche de Shields permet de prédire tant l'entraînement de granulés en suspension derrière une barrière que le début de fuite par en dessous. Le phénomène a été également simulé numériquement avec un modèle multiphase utilisant le code de CFD Fluent, et les résultats ont été comparés à ceux des expériences physiques. Le "modèle Eulerien" multiphase de FLUENT a été sélectionné pour simuler le phénomène. Le modèle numérique prédit avec succès l'évolution de la forme de la nappe derrière la barrière pour différentes conditions d'écoulement. Le montant de LECA qui a fuit de la barrière correspondait bien avec les observations expérimentales.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in La Houille blanche > N° 2 (Avril 2011) . - pp. 69-75
Titre : La Gestion des crues du Rhône en amont du Léman : de la prévision à la décision Titre original : Flood management in the Upper Rhone River basin: from forecast to decision Type de document : texte imprimé Auteurs : Javier Garcia Hernandez, Auteur ; Tristan Brauchli, Auteur ; Boillat, Jean-Louis, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 69-75 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Prévision hydrologique Crues Aide à la décision Gestion des aménagements hydroélectriques Index. décimale : 551.4 Résumé : Le projet MINERVE de prévision et de gestion des crues en amont du Léman est aujourd’hui opérationnel. Il vise la protection contre les inondations de la vallée du Rhône, dans les cantons du Valais et de Vaud, avec deux objectifs prioritaires. Le premier concerne la prévision hydrologique sur le bassin versant, pour une meilleure gestion des situations de crue en fonction de seuils progressifs d’avis, alerte et alarme. Le second repose sur une gestion préventive des aménagements hydroélectriques lorsque le besoin s’en fait sentir.
The MINERVE project of flood forecast and management upstream from Lake Geneva is nowadays operational. It aims to protect against inundations in the Rhone Valley, through the Valais and Vaud Cantons. Two main objectives are expected. The first is the hydrological forecast in the catchment area for a better risk management during floods, with warning steps depending on different thresholds (notice, alert and alarm). The second is the preventive management of hydropower plants, when required, during heavy precipitations periods.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] La Gestion des crues du Rhône en amont du Léman : de la prévision à la décision = Flood management in the Upper Rhone River basin: from forecast to decision [texte imprimé] / Javier Garcia Hernandez, Auteur ; Tristan Brauchli, Auteur ; Boillat, Jean-Louis, Auteur . - 2011 . - pp. 69-75.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 2 (Avril 2011) . - pp. 69-75
Mots-clés : Prévision hydrologique Crues Aide à la décision Gestion des aménagements hydroélectriques Index. décimale : 551.4 Résumé : Le projet MINERVE de prévision et de gestion des crues en amont du Léman est aujourd’hui opérationnel. Il vise la protection contre les inondations de la vallée du Rhône, dans les cantons du Valais et de Vaud, avec deux objectifs prioritaires. Le premier concerne la prévision hydrologique sur le bassin versant, pour une meilleure gestion des situations de crue en fonction de seuils progressifs d’avis, alerte et alarme. Le second repose sur une gestion préventive des aménagements hydroélectriques lorsque le besoin s’en fait sentir.
The MINERVE project of flood forecast and management upstream from Lake Geneva is nowadays operational. It aims to protect against inundations in the Rhone Valley, through the Valais and Vaud Cantons. Two main objectives are expected. The first is the hydrological forecast in the catchment area for a better risk management during floods, with warning steps depending on different thresholds (notice, alert and alarm). The second is the preventive management of hydropower plants, when required, during heavy precipitations periods.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in JRBM : International journal of river basin management > Vol. 10 N° 1 (Janvier 2012) . - pp. 65-72
Titre : Optimization of the flood protection effect of a hydropower multi-reservoir system Type de document : texte imprimé Auteurs : Frédéric M. Jordan, Auteur ; Boillat, Jean-Louis, Auteur ; Anton J. Schleiss, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp. 65-72 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Flood risk management Multi-reservoir systems Preventive operation of hydropower schemes Flood forecast Résumé : The use of existing hydroelectricity multi-reservoir systems for flood protection may be an efficient approach in many catchment areas. The assessment of the protection potential offered by the hydropower plants during floods requires a comprehensive analysis of the catchment area, including the simulation of flood scenarios. A methodology for the optimization of turbine and bottom outlet operations of multi-reservoir systems during floods is presented. Based on a theoretical catchment configuration, the most relevant parameters in view of reducing of the peak flows in rivers located downstream of the reservoirs are analysed in a systematic way with the help of hydrological forecasts. The influence of the drained areas, the installed turbine capacities, the emergency rules and the location of the reservoirs on the flood control in such a complex catchment area is highlighted. The optimization approach is applied in the Upper Rhone River basin in Switzerland, where 10 major hydropower schemes with large reservoirs are located. The results regarding peak flow reduction at the catchment outlet are in good agreement with the theoretical values obtained with the developed methodology. ISSN : 1571-5124 En ligne : http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15715124.2011.650868 [article] Optimization of the flood protection effect of a hydropower multi-reservoir system [texte imprimé] / Frédéric M. Jordan, Auteur ; Boillat, Jean-Louis, Auteur ; Anton J. Schleiss, Auteur . - 2012 . - pp. 65-72.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in JRBM : International journal of river basin management > Vol. 10 N° 1 (Janvier 2012) . - pp. 65-72
Mots-clés : Flood risk management Multi-reservoir systems Preventive operation of hydropower schemes Flood forecast Résumé : The use of existing hydroelectricity multi-reservoir systems for flood protection may be an efficient approach in many catchment areas. The assessment of the protection potential offered by the hydropower plants during floods requires a comprehensive analysis of the catchment area, including the simulation of flood scenarios. A methodology for the optimization of turbine and bottom outlet operations of multi-reservoir systems during floods is presented. Based on a theoretical catchment configuration, the most relevant parameters in view of reducing of the peak flows in rivers located downstream of the reservoirs are analysed in a systematic way with the help of hydrological forecasts. The influence of the drained areas, the installed turbine capacities, the emergency rules and the location of the reservoirs on the flood control in such a complex catchment area is highlighted. The optimization approach is applied in the Upper Rhone River basin in Switzerland, where 10 major hydropower schemes with large reservoirs are located. The results regarding peak flow reduction at the catchment outlet are in good agreement with the theoretical values obtained with the developed methodology. ISSN : 1571-5124 En ligne : http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15715124.2011.650868
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