Fiche E5 · Validation expérimentale · CALÉ

Puits d'équilibre en résonance : banc de l'USBR (1952)

Source : USBR, Hydraulic Laboratory Report HYD-324, « Surging in the Coachella irrigation distribution system — causes and control », Denver, 1952, fig. 37

1. La question posée

Un réseau basse pression coupé de puits à chicane entre en résonance quand on l'excite à sa période propre. CBELIER retrouve-t-il les courbes de résonance mesurées, avec un ou deux puits couverts ?

2. Le cas

Banc à petite échelle : trois puits verticaux reliés par des conduites en acier de 8 in et 125 ft. Un mécanisme impose une oscillation du débit d'entrée de période choisie ; on mesure l'amplitude du débit à l'entrée des puits. Trois dispositions : aucun puits couvert (A), puits 1 couvert (B), puits 1 et 2 couverts (C). Le couvercle emprisonne de l'air qui raidit le puits.

3. Données et statut

DonnéeValeurStatut
Puits : section ; conduites : D, L0,101 m² ; 203 mm ; 38,1 mPUBLIÉ
Cotes des chicanes et des conduites, volumes d'air sous couverclerapportPUBLIÉ
Débit moyen7,08 L/sPUBLIÉ
Amplitude du débit imposé (asymptote de la fig. 37 A)1,42 L/sDÉDUIT
Coefficient de déversement de la chicane ; rugosité0,40 ; 0,045 mmSUPPOSÉ
Bâche d'alimentation : volume utile Vs0,0195 m³CALÉ
Perte au passage du couvercle Kcouv30CALÉ
Courbes de résonance mesurées (fig. 37, ± 0,02 cfs)3 panneauxLU SUR LA FIGURE

4. Résultats

024601020304050période imposée (s)amplitude du débit au puits 1 (L/s)CBELIER calé (bâche)mesures (fig. 37 B)CBELIER sans calage
Disposition B (puits 1 couvert) : courbe de résonance au puits 1, CBELIER avec la bâche modélisée, calée (trait), sans calage (tirets gris), et mesures numérisées (cercles).

5. Écarts

IndicateurCBELIERRéférenceÉcart
A : écart quadratique sans calage1,35 L/s—12 % du pic
A : écart quadratique, bâche calée0,65 L/s—6 % du pic
B : écart quadratique sans calage1,10 L/s—31 % du pic
B : écart quadratique, bâche calée0,29 L/s—8 % du pic
C : écart quadratique sans calage1,40 L/s—47 % du pic
C : écart quadratique, bâche calée0,46 L/s—16 % du pic

Sans calage, CBELIER s'écarte fortement dès qu'un puits est couvert (31 à 47 % du pic). En modélisant la bâche d'alimentation, avec deux paramètres calés, l'écart descend à 6 à 16 % du pic. Le cas est publié comme cas calé, avec le résultat sans calage à côté.

6. Limites et hypothèses