Article de référence | Réf : R2210 v4

Détermination du débit des fluides par intégration du champ des vitesses

Auteur(s) : Jérôme LE COZ, Isabelle CARÉ

Relu et validé le 14 juin 2021

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NOTE DE L'ÉDITEUR

Cet article est la mise à jour de l'article intitulé "Détermination du débit des fluides par intégration du champ des vitesses" rédigé par Francis DUPRIEZ, publié en 1992.

13/09/2017

RÉSUMÉ

La quantification du débit d’un fluide (liquide ou gaz) passe souvent par l’intégration de mesures de vitesse distribuées au sein d’une section en travers de l’écoulement. Le résultat de débit est alors obtenu par l’intégration spatio-temporelle du champ des vitesses sur la section et sur une durée donnée. L’intégration spatiale peut se faire ou bien directement par interpolation linéaire et extrapolation aux parois, ou bien à l’aide de formules normalisées de moyenne pondérée. Cet article fournit les principaux éléments de procédure pour la mesure des écoulements de liquide à surface libre (hydrométrie des cours d’eau) et des écoulements de fluide en conduite fermée.

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ABSTRACT

Determination of fluid flow rate using the velocity-area method

Quantifying the flow rate of a fluid (liquid or gas) often requires integrating velocity measurements distributed throughout a cross-section of the flow. The discharge result is then obtained by the spatial and temporal integration of the velocity field throughout the cross-section and over a given duration. Spatial integration can be done either directly by linear interpolation and extrapolation to the walls, or using standardized weighted average formulas. This article outlines the procedure for measuring liquid free surface flows (stream hydrometry) and fluid flows in closed pipes.

Auteur(s)

  • Jérôme LE COZ : Chercheur (IPEF) - Unité de recherche Hydrologie-Hydraulique, Irstea, Lyon-Villeurbanne, France

  • Isabelle CARÉ : Chargée d’études, référent technique débitmétrie gazeuse et anémométrie - CETIAT, division Études et Formation, Villeurbanne, France -

INTRODUCTION

Pour mesurer le débit d’un fluide (liquide ou gaz) s’écoulant dans une conduite ou un chenal, une méthode globale est employée chaque fois que cela est possible. Bien que ces méthodes soient nombreuses, il n’est pas toujours possible d’en trouver une qui convienne ni de pouvoir l’utiliser. C’est notamment le cas des conduites fermées ou des chenaux de grandes dimensions, mais aussi celui des conduites dans lesquelles il n’est pas possible, pour diverses raisons, d’insérer un débitmètre. Il est alors nécessaire d’effectuer un relevé des vitesses et de la géométrie dans une section en travers et de calculer le débit par intégration.

Les dispositifs, capteurs et méthodes pour la mesure des vitesses, sont décrits dans l’article « Mesures locales de vitesse dans un fluide » [R 2 110].

Le présent article se propose d’exposer les règles à suivre dans l’exécution des mesures et le calcul du débit. Ces règles sont prescrites dans un certain nombre de normes françaises et étrangères auxquelles le lecteur pourra se référer.

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KEYWORDS

fluids   |   Velocimetry   |   flow rate   |   fluid dynamics   |   integration methods

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v4-r2210


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - PUECHBERTY (R.), PERRET (C.), POLIGOT-PITSCH (S.) coord -   Charte Qualité de l'Hydrométrie – Guide de bonnes pratiques.  -  Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer, 83 p. (disponible en ligne) (2017).

  • (2) - World Meteorological Organization -   Manual on Stream Gauging.  -  (WMO 1044, disponible en ligne) (2010).

  • (3) - Organisation météorologique mondiale -   Règlement technique.  -  Volume III, hydrologie (OMM – N° 49, disponible en ligne) (2006).

  • (4) - LE COZ (J.), CAMENEN (B.), DRAMAIS (G.), FERRY (M.), ROSIQUE (J.L.), RIBOT-BRUNO (J.) -   Contrôle des débits réglementaires.  -  Application de l'article L. 214-18 du Code de l'environnement. Eds. Onema/Irstea, 128 p. (disponible en ligne) (2011).

  • (5) - LE COZ (J.), PIERREFEU (G.), SAYSSET (G.), BROCHOT (J.F.), MARCHAND (P.) -   Mesures hydrologiques par profileurs Doppler ADCP.  -  Eds. Quae, 164 p. (2008).

  • ...

NORMES

  • Field acceptance tests to determine the hydraulic performance of hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines. - IEC 60041 - 1991

  • Hydrométrie – Méthodes d'exploration du champ des vitesses à l'aide de moulinets – Recueil et traitement des données pour la détermination des incertitudes de mesurage du débit. - ISO 1088 - 2007

  • Mesure de débit d'eau propre dans les conduites fermées – Méthode d'exploration du champ des vitesses dans les conduites en charge et dans le cas d'un écoulement régulier, au moyen de moulinets. - ISO 3354 - 2008

  • Mesure du débit des fluides dans les conduites fermées – Méthode d'exploration du champ des vitesses au moyen de tubes de Pitot doubles. - ISO 3966 - 2008

  • Hydrométrie – Profils Doppler acoustiques – Méthode et application pour le mesurage du débit en conduites ouvertes. - ISO/TR 24578 - 2012

  • Hydrométrie – Mesurage du débit des liquides dans les canaux découverts au moyen de moulinets ou de flotteurs. - NF EN ISO 748 - 2009

  • ...

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