Hydraulique et canalisations
Calculateur d'écoulement en conduite par l'équation de Manning
L'équation de Manning sert à dimensionner les collecteurs d'eaux pluviales, les corps de ponceaux et les égouts sanitaires à écoulement gravitaire. Saisissez le diamètre de la conduite, la pente et le n de Manning pour obtenir la capacité à pleine section et la vitesse.
Formule
Équation de Manning en unités US : Q = (1.49/n) × A × R^(2/3) × S^(1/2), avec Q en cfs, A en ft², R = A/P en ft et S en ft/ft. Pour une conduite circulaire pleine, A = πD²/4 et R = D/4. Vitesse V = Q/A.
Exemple détaillé
Une conduite en béton de 18 in (n = 0.013) avec 0.5% de pente : A = 1.767 ft², R = 0.375 ft, R^(2/3) = 0.520, √0.005 = 0.0707. Q = (1.49 ÷ 0.013) × 1.767 × 0.520 × 0.0707 = 7.45 cfs. V = 7.45 ÷ 1.767 = 4.21 ft/s.
Hypothèses et limites
- Écoulement gravitaire constant et uniforme, la conduite étant juste pleine (sans mise en charge).
- Les conduites partiellement pleines débitent moins (sauf autour de 93% de hauteur de remplissage, où le débit dépasse légèrement la capacité à pleine section).
- Valeurs typiques de n : 0.012 à 0.013 pour le béton et le plastique lisse, 0.024 pour le métal ondulé.
Questions fréquentes
Quel coefficient n de Manning dois-je utiliser ?
Le FHWA HDS-5 et le HEC-22 indiquent environ 0.012 à 0.013 pour une conduite en béton, 0.009 à 0.015 pour le plastique à paroi lisse selon son état, et environ 0.022 à 0.027 pour le métal ondulé de 2-2/3 in par 1/2 in. Les agences locales précisent souvent des valeurs de calcul.
Quelle est la vitesse minimale dans un égout ?
Les égouts sanitaires sont généralement conçus pour au moins 2 ft/s à pleine section, afin que les solides ne se déposent pas (Ten States Standards). Les égouts pluviaux visent généralement au moins 2.5 à 3 ft/s.
Pourquoi 1.49 apparaît-il dans l'équation ?
Elle convertit la forme SI (coefficient 1.0) en unités usuelles américaines : 1.49 est approximativement la racine cubique de 3.2808 (pieds par mètre), 3.2808^(1/3) = 1.486.