Articles
Calcul de déversoir d'aquarium
Ce calculateur permet d'évaluer la hauteur de la nappe d'eau (Hn) et le volume (Vn) de cette nappe en amont d'un déversoir d'aquarium. De ces deux éléments de conception d'un aquarium, le premier détermine le risque de débordement de la cuve à la mise en route de la pompe de remontée et le second, le volume d'eau déversé dans la cuve technique lors de l'arrêt de cette même pompe.
Ces valeurs dépendent essentiellement du débit se déversant et de la forme du déversoir. Les formules basées sur la loi de Bernouilli et la conservation des énergies déterminent une relation entre la hauteur de nappe et le débit. La formule de Poleni fait appel à un coefficient µ calculé selon la SIA (Société suisse des Ingénieurs et Architectes) qui intègre certaines dispositions. Le coefficient µ oscille bien souvent autour de 0.40, des tests expérimentaux montrent que la valeur de 0,50 est plus adaptée à nos aquariums de 100 à 2000 litres.
Q : Débit (m3/s) µ : Coefficient relatif au débit du déversoir. Ls : Largeur du seuil déversant (m) Cv : Coefficient de vitesse d'approche Hn : Hauteur de nappe d'eau (m) g : Gravité terrestre = 9.81(m/s2) |
Connaissant le débit réel au niveau du déversoir, on peut donc calculer la hauteur de nappe Hn...
Hn : Hauteur de nappe d'eau (m) Q : Débit (m3/s) Ls : Largeur du seuil du déversoir (m) g : Gravité terrestre = 9.81 (m/s2) µ : Coefficient relatif au débit du déversoir. |
...et en déduire le volume de la nappe d'eau Vn.
Vn : Volume de la nappe d'eau (m3) Hn : Hauteur de la nappe d'eau (m) Lc : Longueur de cuve (m) lc : largeur de cuve (m) k : Coeffficient de sécurité |
Mode d'emploi
Ces formules sont établies pour des déversoirs fluviaux dont certains sont de véritables instruments de mesure permettant de calculer les débits des rivières. Ils répondent à des critères stricts (tableau 1). Bien que nos surverses soient bien plus petites, les modèles de calculs sont applicables quand ils ils ne s'éloignent pas du modèle.
C'est à dire de type "dénoyé, à paroi mince et contraction latérale", avec une approximation d'environ 10 à 20 %. Pour les autres cas fréquents, il convient d'appliquer un coefficient de sécurité.
La viscosité est supposée constante : La viscosité choise est celle de l'eau, mais elle peut évoluer par exemple lors de la distribution de certaines nourritures. Les surfaces des matériaux sont peu rugueuses : Le coefficient de friction correspond à des surfaces lisses (PVC, verre). Cependant il peut évoluer au fil du temps avec les dépôts de corallines, coquilles, film bactérien et influer notablement sur le coefficient µ adopté. La turbulence est constante : Ce n'est pas vrai quand une pompe à oscillateur ou une boite à vagues perturbe la situation. Le calcul représente une situation moyenne. |
Un coefficient de sécurité k de 20 % prend en compte l'augmentation du volume Vn de la nappe qui se dévesera dans la cuve technique lors de l'arrêt de la pompe de remontée. |
La vitesse d'approche est constante Cv : C'est le cas en aquarium, le déversoir étant localisé dans une zone calme, |
En aquarium, le coefficient Cv est établi à 1 |
Le seuil est rectangulaire : La base est horizontale et plane. Tout autre forme appelle d'autres formules de calcul. |
|
La crête du seuil est mince : L'épaisseur du seuil : e < H/2. C'est en général le cas avec les déversoirs d'aquarium. Si
besoin réaliser un chanfrein à 45° pour réduire l'épaisseur. |
|
Le seuil est sans contraction latérale : La contraction, doit être telle que 0.3 < Ls/L1 < 0.8. Avec Ls : largeur du seuil et Cas des déversoirs-peigne : Le peigne détermine la hauteur de la nappe. La largeur du seuil Ls est la somme des intervalles i entre les dents du peigne Ls = Σi. Cas des déversoirs circulaires : L'eau se déverse dans un tube vertical de diamètre D, dont la position détermine le niveau d'eau dans la cuve. La largeur Ls est la circonférence du tube. Ls = πD. |
Contract. latérale Peigne Circulaire |
Le déversoir est dénoyé : Les déversoirs en aquarium sont en principe dénoyés et non pas noyés. C'est à dire que le niveau de l'eau en aval se situe sous le seuil du déversoir. Le calculateur prend en compte cette situation avec le coefficient µ. |
|
Coefficient µ : Le calcul du coefficient µ dont la valeur est environ 0.40 est applicable si : *Un coefficient µ = 0,50, issu de tests pratiques, s'avère plus adapté. |
Calculateur