2021-2022 / GCIV2034-1

Ecoulements à surface libre

Durée

27h Th, 25h Pr, 1j T. t., 2h Labo., 10h Proj.

Nombre de crédits

 Master : ingénieur civil des constructions, à finalité5 crédits 

Enseignant

Sébastien Erpicum, Michel Pirotton

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Ce cours s'inscrit dans la continuité du cours de mécanique des fluides et du cours d'hydraulique proposés aux étudiants ingénieurs civil. Au départ des équations de Navier Stokes, il exploite les propriétés de surface libre pour établir un formalisme mathématique unifié applicable aux écoulements continus et discontinus rencontrés sur le trajet que fait la goutte d'eau qui touche la surface du sol et rejoint la mer en empruntant le réseau hydrographique.
Le cours aborde notamment les notions de lois de frottement empiriques et modernes, de hauteurs critique et uniforme, d'allure et de calcul des lignes d'eau, de charge (charge critique, conservation, dissipation), de ressaut hydraulique et de calcul des écoulements sur les déversoirs et sous les vannes, le tout pour des profils transversaux anthropiques et naturels. Il fait également le lien entre écoulements à surface libre et sous pression, met en évidence les spécificités des écoulements à surface libre et propose une approche unifiée des écoulements continus et discontinus.
Il donne ainsi l'ensemble des éléments utiles au calcul des écoulements sur les structures hydrauliques et des sollicitations induites. En particulier, tous ces éléments théoriques mènent à la compréhension physique et au dimensionnement des déversoirs. 

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

A l'issue du cours, les étudiants seront capable d'appliquer adéquatement à l'hydraulique de surface les principes étudiés dans les cours de mécanique des fluides et d'hydraulique ainsi que d'aborder de manière unifiée et critique les aspects de l'hydrodynamique sous-pression et à surface libre en évitant la séparation traditionnelle continu-discontinu.
En plus des cours ex cathedra fournissant la théorie et les équations de base indispensables, ces objectifs sont rencontrés au travers de travaux pratiques dirigés de réflexion, basés sur des cas réels, ainsi qu'au travers de mesures en laboratoire. Par la rédaction de rapports, l'étudiant développera ses capacités d'auto-apprentissage et d'application des matières enseignées ainsi que sa capacité à structurer et synthétiser par écrit sa démarche.

Savoirs et compétences prérequis

Notions de base en mécanique des fluides

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Le cours repose sur des exposés ex-cathedra et des travaux pratiques dirigés obligatoires et cotés. Des TPs plus importants et des séances de labo donnent lieu à la rédaction de rapports écrits individuels ou de groupe.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Le cours est composé de séances comprenant chacune une partie théorique de cours ex cathedra et une partie pratique consistant en un exercice dirigé donnant lieu à la remise d'une note de calcul individuelle en fin de séance ou d'un rapport de synthèse au terme de plusieurs séances thématiques.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Slides du cours disponibles sur moodle.hece.uliege.be.

Modalités d'évaluation et critères

Toutes sessions confondues :

- En présentiel

évaluation écrite ( questions ouvertes )

- En distanciel

évaluation écrite ( questions ouvertes )

- Si évaluation en "hybride"

préférence en présentiel


Explications complémentaires:

La fourniture des notes de calcul et rapport de travaux pratiques est obligatoire et donne lieu à une cote individuelle.
Une interrogation obligatoire non-dispensatoire sur les matières théoriques et pratiques a lieu au terme de la matière relative aux écoulements continus.
Une évaluation écrite pour l'ensemble du cours a lieu en session en janvier ou en septembre. Elle comprend une partie théorique et une partie d'exercices et n'est accessible qu'aux étudiants ayant rentré toutes les notes de calcul et les travaux pratiques.
Les évaluations théoriques ont lieu à livre fermé, les évaluations pratiques à livres ouverts.
La cote finale est obtenue par pondération des cotes partielles.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

En cas de besoin et en fonction de l'évolution des contraintes sanitaires liées au Covid, les cours seront données en ligne via la plateforme accessible à l'adresse https://moodle.hece.uliege.be. 

Contacts

Professeur Michel Pirotton et Sébastien Erpicum 

Hydraulique de l'environnement naturel et construit (HECE)
Institut de Mécanique et de Génie Civil, Bât. B52/3
Quartier Polytech 1, Allée de la Découverte, 13
B-4000 Liège
Tél. : 04/366.95.36

email: Michel.Pirotton@uliege.be
S.Erpicum@uliege.be

http://www.hece.ulg.ac.be