Calculateur premium de capacité hydraulique pour fossés trapézoïdaux et triangulaires.
Calcul & Vérification
Fossés & Canaux (Manning)
Dimensionnement Hydraulique • AppsCivil Certified
| Tronçon | Base b (m) | Haut. h (m) | Fruit m | Pente i (%) | Paroi (K) | Capacité Q (L/s) | Vitesse V (m/s) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0.00 | - |
Note Méthodologique
La capacité est déterminée via Manning-Strickler. Un fruit (m) de 1.5H:1V est standard pour les fossés en terre. Si la base (b) est nulle, la section devient triangulaire.
Condition d'Autocurage
Vitesse cible : 0.60 m/s ≤ V ≤ 4.0 m/s. En dessous de 0.60 m/s, il y a risque d'envasement. Au dessus de 4.0 m/s, risque d'érosion des parois en terre.
Explication du calcul
Les fossés de drainage routier ont généralement une section trapézoïdale : une base plate (b) et des talus inclinés définis par le fruit m (m mètres horizontaux pour 1 mètre vertical). La formule de Manning-Strickler calcule le débit Q et la vitesse V en fonction de la géométrie de la section, de la pente du fossé et de la rugosité des parois. Quand b = 0, la section devient triangulaire (fossé en V).
| Élément à calculer | Formule à utiliser |
|---|---|
| Section mouillée S (m²) | S = (b + m·h) · h |
| Périmètre mouillé P (m) | P = b + 2·h·√(1 + m²) |
| Rayon hydraulique Rh (m) | Rh = S / P |
| Vitesse V (m/s) | V = K · Rh^(2/3) · i^(1/2) |
| Débit Q (L/s) | Q = V · S × 1000 |
| Stabilité des talus | m ≥ tan(φ) avec φ = angle de frottement interne |
Comment dimensionner un fossé ?
Calculer le débit pluvial à drainer Q (méthode rationnelle ou méthode des surfaces selon la taille du bassin versant).
Choisir le type de paroi : enherbé (K=30) pour les fossés en terre naturelle, béton (K=75) pour les fossés revêtus.
Estimer la pente naturelle du terrain i (%). En terrain plat, un fossé en béton permet d'accepter des pentes plus faibles grâce à son K plus élevé.
Fixer le fruit m selon la nature du sol : m = 1.5 H/V pour les terres ordinaires, m = 2.0 pour les sols sableux, m = 1.0 pour l'argile compacte ou les fossés revêtus.
Saisir les paramètres et vérifier que V est bien entre 0.6 m/s et 4.0 m/s. Ajuster b et h selon les résultats.
Exemple — Fossé trapézoïdal en terre enherbée
Fossé bordant une route nationale, b = 0.50 m, h = 0.40 m, m = 1.5, i = 1.0 %, K = 30 (enherbé)
- S = (0.50 + 1.5 × 0.40) × 0.40 = (0.50 + 0.60) × 0.40 = 0.440 m²
- P = 0.50 + 2 × 0.40 × √(1 + 1.5²) = 0.50 + 0.80 × 1.803 = 1.942 m
- Rh = 0.440 / 1.942 = 0.2266 m
- V = 30 × 0.2266^(2/3) × √0.010 = 30 × 0.3694 × 0.1 = 1.11 m/s ✓
- Q = 1.11 × 0.440 × 1000 = 488 L/s
La vitesse est conforme (0.6 < 1.11 < 4.0 m/s). Capacité = 488 L/s.
Conseils d'expert
- •Pour les fossés en terre sans revêtement, limiter la vitesse à 1.0-1.5 m/s pour éviter l'érosion des parois enherbées.
- •Un fruit m = 0 donne une section rectangulaire (parois verticales). Cela n'est possible qu'avec des parois revêtues (béton, palplanches).
- •En terrain à faible pente (i < 0.5 %), envisager un fossé revêtu (béton, K=75) pour maintenir une vitesse d'autocurage suffisante.
- •La section optimale d'un fossé trapézoïdal (minimum de périmètre pour une section donnée) correspond à m = 1/√3 ≈ 0.577 (soit un angle de 60°).
- •Prévoir un demi-mètre de revanche (hauteur libre entre la lame d'eau et le bord supérieur du fossé) pour les fossés définitifs.
Vocabulaire technique
Rapport horizontal/vertical du talus d'un fossé. m = 1.5 signifie que pour 1 m de hauteur, le talus s'écarte de 1.5 m horizontalement. Plus m est grand, plus le talus est doux et stable.
Section en forme de trapèze : base plate de largeur b, deux parois inclinées de fruit m. Si b = 0, la section est triangulaire. C'est la forme standard des fossés routiers en terre.
Rugosité des parois : enherbé K=30, terre K=60, béton K=75. Un K plus grand = paroi plus lisse = vitesse plus grande pour la même pente.
Angle caractéristique du sol définissant la stabilité des talus. Pour que le talus soit stable, m doit être supérieur à tan(φ). Argile molle : φ ≈ 15-20°, sable sec : φ ≈ 30-35°.
Foire aux questions
1. Quand utiliser un fossé triangulaire (b = 0) vs un fossé trapézoïdal ?
2. Comment vérifier la stabilité des talus d'un fossé en terre ?
3. Quelle différence entre un fossé d'assainissement et un fossé de drainage ?