Qu'est-ce qu'un flux de canal ouvert?
Un écoulement en canal ouvert est une condition dans laquelle un liquide s'écoulant à travers un conduit a une surface libre sur laquelle la seule pression est la gravité. En substance, le flux n’est que partiellement entouré de limites. Une autre caractéristique de ce type de flux est qu'il est souvent sujet aux changements dus à l'environnement extérieur, du fait de l'exposition à l'air libre. Il est également connu sous le nom d'écoulement par gravité libre. Le terme est utilisé dans le domaine de l'hydraulique.
Dans de nombreux cas, l’écoulement dans un canal ouvert passe dans un conduit sans que rien ne l’entrave physiquement. Cela peut inclure des étendues d'eau naturelles telles que des rivières et des ruisseaux. Le terme peut également s'appliquer aux tuyaux qui ne sont que partiellement remplis d'eau, car une partie du flux a une surface libre.
Il existe plusieurs types d'écoulement en canal ouvert, chacun ayant un opposé correspondant. Par exemple, il existe un écoulement stable, caractérisé par aucun changement de profondeur, et un écoulement instable, condition dans laquelle la profondeur varie en fonction des variations de l'environnement. D'autres types incluent les écoulements uniformes et non uniformes, dont le premier est une profondeur d'écoulement constante mesurée pour une partie spécifique d'un canal, et le dernier montre une plus grande variance de profondeur sur la même distance. Il existe également des écoulements progressivement variés, dans lesquels la profondeur change lentement sur une longue longueur de chenal et des écoulements rapidement variés où les changements se produisent sur une distance plus courte.
L'emplacement du flux de canal ouvert peut également différer. L'écoulement de surface est tout mouvement de liquide à travers des conduits au-dessus du sol. L'écoulement souterrain est un liquide qui se déplace sous la surface de la terre.
Les eaux usées et l'eau sont les deux liquides les plus fréquemment rencontrés dans les écoulements à canal ouvert. Dans de nombreux cas, l’eau dans les canaux ouverts est canalisée vers les plantes où elle peut être purifiée ou vers les endroits où elle peut être jetée. Il est également courant d'utiliser ce type de flux pour acheminer de l'eau aux cultures ou au bétail.
Le contraire d'un écoulement en canal ouvert est l'écoulement en tuyau. Ceci est une condition où le flux est complètement fermé. On le trouve généralement dans un tuyau complètement plein.
Les ingénieurs mesurent couramment le débit d'eau dans différents conduits afin de juger de l'efficacité du système, de la quantité d'eau traitée et de planifier la maintenance. Contrairement au débit dans les tuyaux, il n’est pas possible de mesurer le débit dans les canaux ouverts en mesurant la pression. Pour cette raison, il est souvent mesuré avec un radar spécial ou des appareils à ultrasons.