Évaluation du débit déversé par le trop-plein d’une station de pompage par la mesure de hauteurs d’eau

Résumé

Avec une estimation de plus de 75% de la population européenne vivant en ville en 2020, les conséquences de l’urbanisation croissante et des activités anthropiques associées représentent un enjeu majeur pour les décennies à venir. La

Cet article décrit une méthode de calcul permettant d’établir la relation entre la hauteur d’eau audessus du radier d’une conduite de trop-plein de station de pompage et le débit déversé. La modélisation numérique 3D a été utilisée afin d’étudier l’ensemble des modes de fonctionnement du système pour une gamme de diamètres d’orifice allant de 200 à 600 mm. Des lois génériques sont ainsi proposées pour chacun des fonctionnements possibles de l’orifice (noyé, dénoyé, en charge). Une méthodologie détaillée est également exposée pour permettre le couplage de ces lois avec l’écoulement dans la canalisation de décharge et, en particulier, la prise en compte du niveau d’eau dans le milieu naturel lorsque la hauteur d’eau dans la bâche ne suffit pas à elle seule à évaluer le débit. Pour finir, la méthodologie est appliquée sur deux exemples de stations de pompage. Les tables hauteur(s)/débit construites peuvent ensuite être implémentées dans des transmetteurs ou interpolées pour du posttraitement.

Abstract

This article deals with a methodology to establish a relationship between the water level in the recovery tank of a pumping station and the discharge through the overflow pipe. Computational Fluid Dynamics (CFD) was used to take into account all operating conditions of the system for a range of diameter from 200 to 600 mm. Relationships linking the water level and the discharge trough the orifice are adjusted for free flow, submerged flow and pressurized flow. A detailed methodology is also proposed to couple the orifice laws with the flow in the overflow pipe, particularly to take into account the water level in the receiving water when the water level upstream to the orifice is not enough to evaluate the flowrate. Then, the methodology is applied to two examples of pumping stations. Finally, the water level(s)/ discharge relationships can be implemented in a sensor transmitter or interpolate for postprocessing.