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Taux de cisaillement (HU)
Traduction anglaise : shear speed, shear velocity
Dernière mise à jour : 08/07/2025
En hydraulique, le taux de cisaillement (ou gradient de vitesse) mesure la variation des vitesses d'écoulement selon un gradient vertical (figure 1).
Nota : on parle parfois de vitesse de cisaillement mais ce terme est mal approprié car cette grandeur n'a pas la dimension d'une vitesse.
Formulation mathématique
Le taux de cisaillement est égal à la dérivée de la vitesse par rapport à la profondeur (formule (1)).
Avec :
- $ D $ : taux de cisaillement (s-1) ;
- $ V $ : vitesse de l'écoulement à la profondeur h (m/s) ;
- $ h $ : profondeur (m).
Cette grandeur est facile à définir dans le cas des écoulements laminaires où tous les vecteurs vitesses sont parallèles entre eux et parallèles au fond mais beaucoup plus difficile dans le cas des écoulements turbulents (qui sont ceux que l'on rencontre dans les réseaux d'assainissement et dans les rivières).
Importance du taux de cisaillement dans les réseaux d'assainissement
Dans les réseaux d'assainissement le taux de cisaillement près du fond, par les contraintes de cisaillement qu'il induit, est le facteur principal qui conditionne l'érosion et le transport des particules (voir transport solide). Malheureusement son évaluation, que ce soit par des formules ou par des mesures, est très difficile, les variations étant très chaotiques du fait des différentes tailles des tourbillons de turbulence.
Pour en savoir plus :
- Oms, C. (2004) : Localisation, nature et dynamique de l'interface eau-sédiment en réseau d'assainissement unitaire ; Thèse ENPC ; Partie II. Étude du taux de cisaillement en réseau d’assainissement unitaire ; 40p. ; disponible sur https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00005725/file/partie_II_Cisaillement.pdf
