Quelle est la formule Manning?
La formule de Manning est une équation développée par Robert Manning en 1891 qui caractérise le débit d'eau alimentée par gravité dans les cours d'eau. Manning a déterminé que les caractéristiques de vitesse d'écoulement des canaux ouverts d'eau courante dépendaient de plusieurs facteurs. Cela inclut la pente du lit du cours d'eau, la rugosité des parois du chenal ou des berges du cours d'eau et le rayon hydraulique du chenal. Le rayon hydraulique est calculé en divisant la superficie de la section transversale du cours d'eau ou du canal par son périmètre mouillé et les parois d'un canal, ou le lit du cours d'eau et les rives d'un cours d'eau à ciel ouvert.
Les hydrologues utilisent la formule de Manning pour déterminer le caractère d'écoulement des cours d'eau dans des conditions normales et d'inondation. Il peut également être utilisé pour déterminer la taille et la pente optimales d'un canal artificiel tel qu'un aqueduc d'approvisionnement en eau. L'équation de Manning ne concerne pas les conduites fermées ou les systèmes sous pression, mais simplement les flux d'eau ou les canaux ouverts à l'atmosphère.
Un élément essentiel de la formule de Manning est la valeur de la rugosité de la paroi, appelée coefficient de Gauckler-Manning. Ce nombre est basé sur un ensemble complexe de facteurs. La forme du chenal, la végétation spécifique de la région et le débit du cours d'eau sont tous pris en compte, de même que la saison de l'année.
Les hydrologues qui peuvent ne pas être en mesure d’étudier un flux complet peuvent accéder à des sites de référence sur Internet présentant des facteurs de rugosité pour différents flux. Celles-ci peuvent être répertoriées comme des photographies des lits des cours d’eau ou des berges. Le chercheur peut observer le flux et comparer la rive du flux au jeu de référence photographique afin de déterminer les facteurs de rugosité de l'équation.
La complexité de la formule de Manning change pour les flux inondés. La formule de Manning doit être considérée comme une estimation dans les meilleures conditions, d’autant plus que les lits de cours d’eau naturels changent de caractère sur de très courtes distances. Un calcul de débit précis peut être techniquement impossible.
Les mesures de débit des cours d'eau peuvent être effectuées à l'aide d'un déversoir ou d'un canal d'écoulement calibré pour mesurer le volume d'eau au fil du temps. Les déversoirs ont une section spécifique qui permet à l’eau de s’écouler par dessus pour chaque unité de hauteur d’eau. Ces mesures peuvent ensuite être utilisées pour affiner les variables de la formule de Manning afin d’améliorer l’estimation. La valeur de la formule de Manning est généralement utilisée dans les cas où le débit ne peut pas être mesuré, que ce soit en raison d'une dynamique complexe du cours d'eau ou en cas d'inondation en cours.