Measurement of free surface flow in closed conduits — Part 1: Methods

Mesurage du débit des écoulements à surface dénoyée dans les conduites fermées — Partie 1: Méthodes

La présente partie de l'ISO/TR 9824 fournit un résumé des méthodes de mesurage du débit qui peuvent être employées dans les conduites fermées partiellement remplies et donne des détails sur les avantages et inconvénients de chacune de ces méthodes.

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
09-May-1990
Withdrawal Date
09-May-1990
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Start Date
26-Mar-2007
Completion Date
26-Mar-2007
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Technical report
ISO/TR 9824-1:1990 - Measurement of free surface flow in closed conduits
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ISO/TR 9824-1:1990 - Mesurage du débit des écoulements a surface dénoyée dans les conduites fermées
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ISO/TR 9824-1:1990 - Mesurage du débit des écoulements a surface dénoyée dans les conduites fermées
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Standards Content (sample)

TECHNICAL
REPORT TR 9824-1
First edition
1990-05-15
Measurement of free surface flow in closed
conduits -
Part 1:
Methods
Mesurage du dkbit des ecoulements a surface dknoyee dans /es
conduites fermees -
Partie 1: Mbthodes
Reference number
ISO/TR 9824-1: 1 QQO( E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 982401:1990(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national Standards bodies (ISO member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Esch member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The main task of technical committees is to prepare International
Standards, but in exceptional circumstances a technical committee may
propose the publication of a Technical Report of one of the following
types:
- type 1, when the required support cannot be obtained for the publi-
cation of an International Standard, despite repeated efforts;
- type 2, when the subject is still under technical development or
where for any other reason there is the future but not immediate
possibility of an agreement on an International Standard;
- type 3, when a technical committee has collected data of a different
kind from that which is normally published as an International
Standard (“state of the art”, for example).
Technical Reports of types 1 and 2 are subject to review within three
years of publication, to decide whether they tan be transformed into
International Standards. Technical Reports of type 3 do not necessarily
have to be reviewed until the data they provide are considered to be no
longer valid or useful.
ISO/TR 9824-1, which is a Technical Report of type 2, was prepared by
Technical Committee ISO/TC 113, Measurement of liquid flow in open
channels.
ISO/TR 9824 consists of the following Parts, under the general title
Measurement of free surface flow in closed conduits :
- Part 1: Methods
- Part 2: Equipment
6 ISO 1990

All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form

or by any means, electronie or mechanical, including photocopying and microfilm, without

Permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-121 1 Geneve 20 * Switzerland
Printed in Switzerland
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TR 982401:1990(E)
Annex A of this part of ISO/TR 9824 is for information only.
. . .
Ill
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ISOITR 982401:199O(E)
Introduction
The measurement of fluid flow and level in partially filled closed
conduits presents particularly difficult Problems and is not fully docu-
mented. This part of ISO/TR 9824 has been prepared therefore to give
guidance to users on the existing methods employed and on recent de-
velopments in this field.
The measurement of free surface flow in closed conduits is analogous
to normal gauging in open channels, and thus open channel gauging
techniques may be applied to free surface flows in closed conduits.
Closed conduits may be classified as
a) faul (sanitary), where only domestic and industrial waste are con-
veyed in the conduit,
run-off from impermeable areas
Storm, where, following a rainstorm,
rse,
is conveyed to the nearest watercou
c) combined, where both domestic and industrial waste together with
Storm run-off are contained in one conduit, and
d) culvert, where the watercourse is conveyed under a road, railway,
etc.
The purpose of closed conduit Systems types a), b) and c) is to remove
waste products from urban areas to a site where treatment (mechanical,
Chemical and/or biological) tan be undertaken. The cheapest way of
conveying sewage in a conduit is by laying the conduit so that it follows
the natura1 topography, while providing sufficient gradient where nec-
essary so that sewage will not stagnate but will flow under gravity. In
very flat areas conduits may have to be laid at great depths to attain a
sufficient hydraulic gradient, or alternately, if they are laid at shallow
depths, pumping/lifting stations may have to be incorporated.
At times of heavy rainfall, Systems of type b) may become surcharged
(i.e. full pipe flow). Therefore, overflows are constructed to convey the
excess water to the nearest watercourse or storage area, thus relieving
the surcharge and avoiding the chances of surface flooding.
Conduits may be constructed as closed or open, and may be made of
various materials such as vitreous clayware, concrete, asbestos ce-
ment, cast iron, brick and, more recently, plastic and resin-bonded ma-
terials. They may range in diameter from 150 mm upwards, although it
is rare, except in large cities, to have conduits greater than 3 m in di-
ameter.
Sewage consists of floating and suspended solids and may contain
effluents of a corrosive nature. In addition, the atmosphere within the
closed conduit System may contain both inflammable and corrosive
gases. Thus the total environment within the closed conduit System may
be described as hostile.
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ISO/TR 982401:1990(E)
A flow-meter will have to operate in these hostile conditions over a wide
range of flows, from free surface open channel flow to conduit full pres-
sure flow. The nature of urban drainage is such that steady flow condi-
tions are rare except near the outfall from large catchment areas where
flow attenuation has occurred. Non-uniform flow also occurs as a result
of bends, junctions and displaced joints.
The access to any closed conduit System is limited to the outfall or to
specially built access Points (i.e. manholes). Manholes are sited at ir-
regular intervals where the sewer changes in direction or gradient or
at a junction. These sites are hydraulically unsatisfactory for discharge
measurement. Within the channel at a manhole an additional difficulty
may be encountered when the depth of flow is above half-Pipe full as the
construction of the manhole frequently allows for benching to enable
workmen to stand within the ‘manhole. When the depth of flow rises
above half-Pipe full, the Change in cross-sectional area of the closed
conduit is diScontinuous.
lt is recommended that in deep conduits a platform or gallery be con-
structed at vertical intervals of IO m. This is for safety reasons when
ascending and descending into manholes. Thus, the sensing and re-
cording elements need not be more than 10 m apart, but they must be
capable of withstanding inundation.
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This page intentionally left blank
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 9824=1:199O(E)
Measurement of free surface flow in closed conduits -
Part 1:
Methods
future trends and to determine daily operational require-
1 Scope
ments.
This part of ISO/TR 9824 provides a Synopsis of the
3.2 temporary flow-meter: Transportable flow-
methods of flow gauging that tan be employed in
meter installed for a specific period of time (not
closed conduits flowing part full and details the ad-
more than about 12 months) and used to measure
vantages and disadvantages of the various methods.
flow continuously or at discrete time intervals.
NOTE 2 The installation of the meter needs to be simple
2 Normative reference
with minimal or no associated civil engineering cos&.
The following Standard contains provisions which,
3.3 portable flow-meter: Portable flow-meter used
through reference in this text, constitute provisions
to obtain instantaneous measurements of flow or the
of this part of ISO/TR 9824. At the time of publication,
velocity and depth components thereof.
the edition indicated was valid. All Standards are
subject to revision, and Parties to agreements based
4 Methods of flow measurement
on this part of ISO/TR 9824 are encouraged to in-
vestigate the possibility of applying the most recent
There are two basic types of flow measurement
edition of the Standard indicated below. Members
known as direct measurement and indirect meas-
of IEC and ISO maintain registers of currently valid
urement.
International Standards.
4.1 Direct measurement
ISO 772:1988, Liquid flow measurement in open
channels - Vocabulaty and Symbols.
A direct measurement is one in which the flow is
determined from measurements of various flow
i.e. it is not inferred. The methods
components,
3 Definitions
available for direct measurement are volumetric and
dilution gauging.
For the purposes of this part of ISO/TR 9824, the
definitions given in ISO 772 and the following defi-
4.1 .l Volumetric method
nitions apply.
The volume of a receiving tank is known and all the
3.1 permanent flow-meter: Flow-meter installed for
flow is directed into this tank. The time for the tank
a long period of time (in excess of about 12 months)
to fill is recorded whence the average flow during
and used to measure flow continuously or at dis-
the time taken to fill the tank may be calculated.
trete time intervals.
This method is usually not practical in an under-
NOTE 1 The high costs incurred in the installation of
ground System.
these flow-meters may be tolerated as they are spread
over a period of time.
In a System where a sump or wet-weil has been
constructed, and a pump is available to empty the
The measurements provided may be used as the basis for
sump, the flow tan be measured by
an archive System to examine present trends, to forecast
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 9824=1:1990(E)

a) calculating the depth/volume relationship of the b) it is important that a tracer is Chosen which is not

sump, and absorbed and which does not react with the
liquid that is being measured.
b) measuring the water level (using a level re-
corder) in the wet-well at discrete time intervals.
4.2 Indirect measurement
The time intervals will depend on the rate of fill
of the tank. The aim is to measure the rate of rise
An indirect measurement is one in which flow is in-
of water level and to calculate the inflow rate.
ferred from measurements of various flow compo-
In a drainage System where, during a Storm, the
The methods available for indirect
nents.
Pumps are functioning continuously, he discharge
measurement are those based on the use of weirs
tan be measured by
and flumes, the slope area method and the velocity
area method.
a) monitoring the level in the wet-wel , and
4.2.1 Flumes and weirs
b) monitoring which Pumps are operating.

The pump and pump-combination discharges are In closed conduits where the liquid contains a high

proportion of solid materials, and where pressure
calibrated by independent field tests, i.e. by moni-

toring the time it takes to empty the sump. If the as well as free surface flow conditions occur, con-

sump cannot be isolated by closing the penstock ventional flumes and weirs cannot be used. There-

designed and built to work
then the inflow rate during the pump test is assumed fore, special devices,
to be constant. under such conditions, have to be employed; they
are described below.
The advantages of this method are that
4.2.1.1 Vertlcal slot welr (see figure 1)
a) flow is measured directly,
This weir allows solid materials to pass through the
instru mentation tan be powered by a mains
installation. The rating curve of the vertical slot weir
electr &ical supply l, and
may be affected by the conduit slope and roughness,
particularly where the weir has wide Slots and there
c) sensing by remote methods tan be employed.
are low flows. This type of weir is most suited for
use in large diameter conduits where th
...

RAPPORT
TECHNICHJE
Première édition
1990-05-l 5
Mesurage du débit des écoulements à surface
dénoyée dans les conduites fermées -
Partie 1:
Méthodes
Measurement of free surface slow in closed conduits -
Part 1: Methods
Numéro de référence
ISO/TR 9824=1:1990(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 9824-l :1990(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ESO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes
internationales, mais, exceptionnellement, un comité technique peut
proposer la publication d’un rapport technique de l’un des types sui-
vants:
1, lors dépit de maints efforts, 1’ accord requis ne peut
- type que 9 en
être réalisé en fave ur de la publicat ion d’une Norme internationale;
type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de dévelop-
pement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilité
d’un accord pour la publication d’une Norme internationale peut être
envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat;
type 3, lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature
différente de celles qui sont normalement publiées comme Normes
internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état
de la technique, par exemple).
Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen
trois ans au plus tard après leur publication afin de décider éven-
tuellement de leur transformation en Normes internationales. Les rap-
ports techniques du type 3 ne doivent pas nécessairement être révisés
avant que les données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L’ISO/TR 9824-1, rapport technique du type 2, a été élaboré par le co-
mité technique ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts.
L’ISO/TR 9824 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre
général Mesurage du débit des écoulements à surface dénoyée dans les
conduites fermées :
0 ISO 1990

Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-

duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou

mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.

Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISOITR 9824=1:1990(F)
- Partie 1: Méthodes
- Partie 2: Matériels
L’annexe A de la présente partie de l’ISO/TR 9824 est donnée uni-
quement à titre d’information.
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 9824-1:1990(F)
Le mesurage du débit des fluides et du niveau dans les conduites fer-
mées partiellement remplies pose des problèmes particulièrement dif-
ficiles et l’on ne dispose pas de documentation complète à ce sujet. La
présente partie de I’ISO/TR 9824 a donc été préparée pour donner aux
usagers des lignes directrices concernant les méthodes existantes uti-
lisées et les travaux récents dans ce domaine.
Le mesurage du débit des écoulements à surface libre dans les
conduites fermées est analogue au jaugeage normal en canaux décou-
verts; ainsi les techniques de jaugeage en canaux découverts peuvent
être appliquées aux écoulements à surface libre dans les conduites
fermées. Les conduites fermées peuvent être classées en plusieurs ca-
tégories:
conduites d’eaux usées (d’évacu
ation) ne tran sport ant que des dé-
chets dom estiques et industriels;
b) conduites d’eaux pluviales, déversant après de fortes pluies, le
ruissellement des zones imperméables dans le cours d’eau le plus
proche;
c) conduites mixtes recueillant à la fois les eaux usées et les eaux
pluviales;
d) dalots ou aqueducs, conduisant l’eau sous une route, une voie de
chemin de fer, etc.
Le but d’une conduite fermée des types a), b) ou c) est d’évacuer les
eaux usées des zones urbanisées et de les transporter jusqu’à un site
où elles pourront être traitées (par des moyens mécaniques chimiques,
biologiques ou combines). Pour fonctionner au moindre coût de trans-
port, il faut normalement que la conduite suive la topographie naturelle
des lieux tout en ayant une pente suffisante pour empêcher la sta-
gnation des eaux usées et favoriser leur écoulement naturel. Dans les
zones très plates, il peut s’avérer nécessaire de poser les conduites à
des profondeurs élevées pour atteindre un gradient hydraulique suffi-
sant, ou si l’on reste à de faibles profondeurs, prévoir des stations de
pompage.
Aux époques de précipitations abondantes, les conduites de type b)
peuvent s’engorger. Des trop plein sont alors construits pour diriger
l’excédent d’eau vers le cours d’eau le plus proche ou vers un réservoir
d’accumulation déchargeant la conduite et évitant l’inondation.
Les conduites, qu’elles soient considérées comme fermées ou ouvertes,
peuvent être construites en matériaux divers tels que le grès cérame
vitrifié, le béton, l’amiante-ciment, la fonte, la brique et plus récemment
les matières plastiques ou produits à base de matières plastiques. Leur
diamètre peut être de 150 mm et plus, bien qu’il soit rare, sauf dans les
grandes villes, de voir des conduites dépasser 3 m de diamétre.
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TR 9824=1:1990(F)
Les eaux usées contiennent des solides flottants et en suspension, et
peuvent contenir des résidus de nature corrosive. L’atmosphére des
conduites fermées peut en outre contenir des gaz à la fois inflammables
et corrosifs. On peut donc globalement qualifier d’hostile I’environ-
nement des conduites fermées.
Un débitmètre fonctionnant dans ce milieu hostile aura à faire face à
une large gamme de conditions d’écoulement depuis l’écoulement à
surface libre analogue à celui des canaux découverts, jusqu’à l’écou-
lement sous pression en conduite pleine. La nature de l’écoulement des
eaux en milieu urbain est telle qu’il est rare d’y constater un écoulement
permanent, sauf dans les canaux émissaires des grands bassins de
captation ou se produit une atténuation. De même l’écoulement ne peut
pas être uniforme du fait des coudes, intersections et déplacements de
jonctions.
Le seul moyen d’accès à un système de conduites fermées est le canal
émissaire ou les points spécialement concus à cet usage (c’est-à-dire
les trous d’homme). Les trous d’homme sont situés à intervalles irré-
guliers, là où l’égout change de direction, ou au niveau d’un gradient
ou d’une intersection. Ces points ne sont pas satisfaisants d’un point
de vue hydraulique pour le mesurage du débit. Une difficulté supplé-
mentaire peut être rencontrée dans le canal, au niveau d’un trou
d’homme lorsque la conduite est plus qu’à moitié remplie du fait que
pour permettre aux ouvriers de se tenir dans le trou d’homme, on y a
fréquemment pratiqué une sorte de banquette. Lorsque la hauteur d’eau
dépasse la moitié de la conduite, on a donc solution de discontinuité
dans l’aire de la section transversale de la conduite fermée.
Dans les conduites profondes, il est recommandé de construire une
plate-forme ou une galerie à intervalles verticaux de 10 m. On accroît
ainsi la sécurité de la descente et de la remontée dans les trous
d’homme, et il n’est pas nécessaire d’espacer de plus de 10 m les
capteurs et enregistreurs, mais ils doivent pouvoir résister à I’inon-
dation.
---------------------- Page: 5 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 9824-l :1990(F)
RAPPORT TECHNIQUE
Mesurage du débit des écoulements à surface dénoyée dans
les conduites fermées -
Partie 1:
Méthodes
mesurer le débit en continu ou à intervalles de
1 Domaine d’application
temps discrets.
La présente partie de I’lSO/TR 9824 fournit un ré-
NOTE 1 Les coûts d’installation élevés de ces débitmè-
sumé des méthodes de mesurage du débit qui peu-
tres sont rendus supportables par leur amortissement sur
vent être employées dans les conduites fermées
la durée.
partiellement remplies et donne des détails sur les
Les relevés peuvent servir à l’établissement d’un sys-
avantages et inconvénients de chacune de ces mé-
tème d’archives permettant d’avoir une vue d’ensemble
thodes.
des tendances du moment et des tendances futures, et
de faire face également aux besoins quotidiens.
3.2 débitmétre temporaire: Débitmètre transpor-
2 Référence normative
table, installé pour une durée prescrite (moins de
12 mois) et utilisé pour mesurer le débit en continu
La norme suivante contient des dispositions qui, par
ou à intervalles de temps discrets.
suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente partie de
NOTE 2 L’installation du débitmètre devrait être simple
I’ISO/TR 9824. Au moment de la publication, l’édition
et ne devrait engendrer que peu ou pas de frais en ma-
indiquée était en vigueur. Toute norme est sujette à
tière de génie civil.
révision et les parties prenantes des accords fondés
sur la présente partie de I’ISO/TR 9824 sont invitées
3.3 débitmetre portatif: Débitmètre utilisé pour ob-
à rechercher la possibilité d’appliquer l’édition la
tenir des relevés instantanes du débit, ou des com-
plus récente de la norme indiquée ci-après. Les
posants de vitesse et de profondeur de celui-ci.
membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre
des Normes internationales en vigueur à un moment
donné.
4 Méthodes de mesurage du débit
ISO 7723988, Mesure de débit des liquides dans les
canaux découverts - Vocabulaire et symboles.
II existe deux types de base de mesurage du débit,
à savoir le mesurage direct et le mesurage indirect.
3 Définitions
4.1 Mesurage direct
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO/TR
Un mesurage direct est un mesurage par lequel le
9824, les définitions données dans I’ISO 772 et les
débit est déterminé à partir des valeurs de ses di-
définitions suivantes s’appliquent.
verses composantes; il ne s’agit pas d’une valeur
dérivée. Les méthodes disponibles de mesurage di-

3.1 débitmètre permanent: Débitmètre installé pour rect sont la méthode volumétrique et la méthode de

dilution.
une longue durée (plus de 12 mois) et utilisé pour
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 9824-l A 990(F)
4.1 .l Méthode volumétrique 4.1.2 Méthodes de dilution
II est possible d’employer les techniques normali-
Connaissant le volume d’une cuve, on y dirige la
sées de mesurage par dilution stipulées dans
totalité d’un écoulement. On enregistre le temps mis
I’ISO 555-1 et I’ISO 555-2, c’est-à-dire la méthode
par la cuve pour se remplir, ce qui permet de cal-
d’injection à débit constant ou la méthode par inté-
culer le débit moyen pendant le remplissage.
gration (connue précédemment comme injection
instantanée).
Cette m éthod e n’ est géné ralement pas utilisable
systè mes sou terrai
pour I es ns.
Les méthodes de dilution sont les mieux adaptées
pour le mesurage du débit instantané ou du débit
Dans les systèmes incorporant par construction un
moyen sur une courte période de temps (géné-
puisard, avec une pompe pour vider ce dernier, le
ralement moins de 1 h). II est toutefois possible de
débit peut être mesuré par
prolonger les mesurages sur une longue période
(quelques jours) si des dispositifs adaptés pour I’in-
a) le calcul du rapport profondeur/volume du pui-
jection et l’analyse (par exemple traceurs radioac-
sa rd, et par
tifs) sont disponibles.
b) le mesurage du niveau de l’eau dans le puisard
Comme pour toutes les méthodes de mesurage par
(a l’aide d’un limnimètre) à intervalles de temps
dilution:
discrets, ces intervalles étant fonction de la vi-
tesse de remplissage de la cuve. Le but est de
il est nécess aire d’obteni r un degré suffisant de
mesurer la vitesse de montée du niveau d’eau
le s ite d’éch antil
mélange sur lonnag e, et
et de calculer le debit entrant.
b) il est important de choisir un traceur qui ne sera
Dans les systémes d’évacuation des pluies d’orage
pas absorbé par le liquide à mesurer et qui ne
où les pompes fonctionnent en continu, le débit peut
réagira pas avec lui.
être mesuré par
a) le contrôle du niveau dans le puisard, et par
4.2 Mesurage indirect
b) le contrôle des pompes qui fonctionnent.
Un mesurage indirect est un mesurage dans lequel
le débit dérive des mesurages de ses diverses
Le débit des pompes ou de l’ensemble de pompage
composantes. Les méthodes disponibles de mesu-
est étalonné au moyen d’essais indépendants in
rage indirect sont les méthodes basées sur l’emploi
situ, en contrôlant le temps nécessaire pour vider le
de déversoirs et canaux jaugeurs, la méthode de la
puisard. Si l’on ne peut pas isoler le puisard en fer-
pente de la ligne d’eau et la méthode d’exploration
mant la conduite forcée, on supposera que le débit
du champ des vitesses.
entrant demeure constant pendant l’essai de pom-
page=
4.2.1 Canaux jaugeurs et déversoirs
Les avantages de cette méthode sont les suivants:
Dans les conduites fermées transportant un liquide
a) le débit est mesuré directement,
renfermant un fort pourcentage de particules solides
et où l’écoulement se fait à la fois en régime force
b) les a ppareils peuve n t être branchés sur le ré-
et avec une surface libre, les canaux jaugeurs et les
seau d’alimentation é lectriq ue généra 1, et
déversoirs classiques ne peuvent pas être utilisés.
Par conséquent, il faut utiliser des dispositifs spé-
c) la technique de détection à distance peut être
ciaux mis au point et construit
...

RAPPORT
TECHNICHJE
Première édition
1990-05-l 5
Mesurage du débit des écoulements à surface
dénoyée dans les conduites fermées -
Partie 1:
Méthodes
Measurement of free surface slow in closed conduits -
Part 1: Methods
Numéro de référence
ISO/TR 9824=1:1990(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 9824-l :1990(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ESO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes
internationales, mais, exceptionnellement, un comité technique peut
proposer la publication d’un rapport technique de l’un des types sui-
vants:
1, lors dépit de maints efforts, 1’ accord requis ne peut
- type que 9 en
être réalisé en fave ur de la publicat ion d’une Norme internationale;
type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de dévelop-
pement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilité
d’un accord pour la publication d’une Norme internationale peut être
envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat;
type 3, lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature
différente de celles qui sont normalement publiées comme Normes
internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état
de la technique, par exemple).
Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen
trois ans au plus tard après leur publication afin de décider éven-
tuellement de leur transformation en Normes internationales. Les rap-
ports techniques du type 3 ne doivent pas nécessairement être révisés
avant que les données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L’ISO/TR 9824-1, rapport technique du type 2, a été élaboré par le co-
mité technique ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts.
L’ISO/TR 9824 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre
général Mesurage du débit des écoulements à surface dénoyée dans les
conduites fermées :
0 ISO 1990

Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-

duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou

mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.

Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
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ISOITR 9824=1:1990(F)
- Partie 1: Méthodes
- Partie 2: Matériels
L’annexe A de la présente partie de l’ISO/TR 9824 est donnée uni-
quement à titre d’information.
. . .
III
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ISO/TR 9824-1:1990(F)
Le mesurage du débit des fluides et du niveau dans les conduites fer-
mées partiellement remplies pose des problèmes particulièrement dif-
ficiles et l’on ne dispose pas de documentation complète à ce sujet. La
présente partie de I’ISO/TR 9824 a donc été préparée pour donner aux
usagers des lignes directrices concernant les méthodes existantes uti-
lisées et les travaux récents dans ce domaine.
Le mesurage du débit des écoulements à surface libre dans les
conduites fermées est analogue au jaugeage normal en canaux décou-
verts; ainsi les techniques de jaugeage en canaux découverts peuvent
être appliquées aux écoulements à surface libre dans les conduites
fermées. Les conduites fermées peuvent être classées en plusieurs ca-
tégories:
conduites d’eaux usées (d’évacu
ation) ne tran sport ant que des dé-
chets dom estiques et industriels;
b) conduites d’eaux pluviales, déversant après de fortes pluies, le
ruissellement des zones imperméables dans le cours d’eau le plus
proche;
c) conduites mixtes recueillant à la fois les eaux usées et les eaux
pluviales;
d) dalots ou aqueducs, conduisant l’eau sous une route, une voie de
chemin de fer, etc.
Le but d’une conduite fermée des types a), b) ou c) est d’évacuer les
eaux usées des zones urbanisées et de les transporter jusqu’à un site
où elles pourront être traitées (par des moyens mécaniques chimiques,
biologiques ou combines). Pour fonctionner au moindre coût de trans-
port, il faut normalement que la conduite suive la topographie naturelle
des lieux tout en ayant une pente suffisante pour empêcher la sta-
gnation des eaux usées et favoriser leur écoulement naturel. Dans les
zones très plates, il peut s’avérer nécessaire de poser les conduites à
des profondeurs élevées pour atteindre un gradient hydraulique suffi-
sant, ou si l’on reste à de faibles profondeurs, prévoir des stations de
pompage.
Aux époques de précipitations abondantes, les conduites de type b)
peuvent s’engorger. Des trop plein sont alors construits pour diriger
l’excédent d’eau vers le cours d’eau le plus proche ou vers un réservoir
d’accumulation déchargeant la conduite et évitant l’inondation.
Les conduites, qu’elles soient considérées comme fermées ou ouvertes,
peuvent être construites en matériaux divers tels que le grès cérame
vitrifié, le béton, l’amiante-ciment, la fonte, la brique et plus récemment
les matières plastiques ou produits à base de matières plastiques. Leur
diamètre peut être de 150 mm et plus, bien qu’il soit rare, sauf dans les
grandes villes, de voir des conduites dépasser 3 m de diamétre.
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ISO/TR 9824=1:1990(F)
Les eaux usées contiennent des solides flottants et en suspension, et
peuvent contenir des résidus de nature corrosive. L’atmosphére des
conduites fermées peut en outre contenir des gaz à la fois inflammables
et corrosifs. On peut donc globalement qualifier d’hostile I’environ-
nement des conduites fermées.
Un débitmètre fonctionnant dans ce milieu hostile aura à faire face à
une large gamme de conditions d’écoulement depuis l’écoulement à
surface libre analogue à celui des canaux découverts, jusqu’à l’écou-
lement sous pression en conduite pleine. La nature de l’écoulement des
eaux en milieu urbain est telle qu’il est rare d’y constater un écoulement
permanent, sauf dans les canaux émissaires des grands bassins de
captation ou se produit une atténuation. De même l’écoulement ne peut
pas être uniforme du fait des coudes, intersections et déplacements de
jonctions.
Le seul moyen d’accès à un système de conduites fermées est le canal
émissaire ou les points spécialement concus à cet usage (c’est-à-dire
les trous d’homme). Les trous d’homme sont situés à intervalles irré-
guliers, là où l’égout change de direction, ou au niveau d’un gradient
ou d’une intersection. Ces points ne sont pas satisfaisants d’un point
de vue hydraulique pour le mesurage du débit. Une difficulté supplé-
mentaire peut être rencontrée dans le canal, au niveau d’un trou
d’homme lorsque la conduite est plus qu’à moitié remplie du fait que
pour permettre aux ouvriers de se tenir dans le trou d’homme, on y a
fréquemment pratiqué une sorte de banquette. Lorsque la hauteur d’eau
dépasse la moitié de la conduite, on a donc solution de discontinuité
dans l’aire de la section transversale de la conduite fermée.
Dans les conduites profondes, il est recommandé de construire une
plate-forme ou une galerie à intervalles verticaux de 10 m. On accroît
ainsi la sécurité de la descente et de la remontée dans les trous
d’homme, et il n’est pas nécessaire d’espacer de plus de 10 m les
capteurs et enregistreurs, mais ils doivent pouvoir résister à I’inon-
dation.
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Page blanche
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ISO/TR 9824-l :1990(F)
RAPPORT TECHNIQUE
Mesurage du débit des écoulements à surface dénoyée dans
les conduites fermées -
Partie 1:
Méthodes
mesurer le débit en continu ou à intervalles de
1 Domaine d’application
temps discrets.
La présente partie de I’lSO/TR 9824 fournit un ré-
NOTE 1 Les coûts d’installation élevés de ces débitmè-
sumé des méthodes de mesurage du débit qui peu-
tres sont rendus supportables par leur amortissement sur
vent être employées dans les conduites fermées
la durée.
partiellement remplies et donne des détails sur les
Les relevés peuvent servir à l’établissement d’un sys-
avantages et inconvénients de chacune de ces mé-
tème d’archives permettant d’avoir une vue d’ensemble
thodes.
des tendances du moment et des tendances futures, et
de faire face également aux besoins quotidiens.
3.2 débitmétre temporaire: Débitmètre transpor-
2 Référence normative
table, installé pour une durée prescrite (moins de
12 mois) et utilisé pour mesurer le débit en continu
La norme suivante contient des dispositions qui, par
ou à intervalles de temps discrets.
suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente partie de
NOTE 2 L’installation du débitmètre devrait être simple
I’ISO/TR 9824. Au moment de la publication, l’édition
et ne devrait engendrer que peu ou pas de frais en ma-
indiquée était en vigueur. Toute norme est sujette à
tière de génie civil.
révision et les parties prenantes des accords fondés
sur la présente partie de I’ISO/TR 9824 sont invitées
3.3 débitmetre portatif: Débitmètre utilisé pour ob-
à rechercher la possibilité d’appliquer l’édition la
tenir des relevés instantanes du débit, ou des com-
plus récente de la norme indiquée ci-après. Les
posants de vitesse et de profondeur de celui-ci.
membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre
des Normes internationales en vigueur à un moment
donné.
4 Méthodes de mesurage du débit
ISO 7723988, Mesure de débit des liquides dans les
canaux découverts - Vocabulaire et symboles.
II existe deux types de base de mesurage du débit,
à savoir le mesurage direct et le mesurage indirect.
3 Définitions
4.1 Mesurage direct
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO/TR
Un mesurage direct est un mesurage par lequel le
9824, les définitions données dans I’ISO 772 et les
débit est déterminé à partir des valeurs de ses di-
définitions suivantes s’appliquent.
verses composantes; il ne s’agit pas d’une valeur
dérivée. Les méthodes disponibles de mesurage di-

3.1 débitmètre permanent: Débitmètre installé pour rect sont la méthode volumétrique et la méthode de

dilution.
une longue durée (plus de 12 mois) et utilisé pour
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ISO/TR 9824-l A 990(F)
4.1 .l Méthode volumétrique 4.1.2 Méthodes de dilution
II est possible d’employer les techniques normali-
Connaissant le volume d’une cuve, on y dirige la
sées de mesurage par dilution stipulées dans
totalité d’un écoulement. On enregistre le temps mis
I’ISO 555-1 et I’ISO 555-2, c’est-à-dire la méthode
par la cuve pour se remplir, ce qui permet de cal-
d’injection à débit constant ou la méthode par inté-
culer le débit moyen pendant le remplissage.
gration (connue précédemment comme injection
instantanée).
Cette m éthod e n’ est géné ralement pas utilisable
systè mes sou terrai
pour I es ns.
Les méthodes de dilution sont les mieux adaptées
pour le mesurage du débit instantané ou du débit
Dans les systèmes incorporant par construction un
moyen sur une courte période de temps (géné-
puisard, avec une pompe pour vider ce dernier, le
ralement moins de 1 h). II est toutefois possible de
débit peut être mesuré par
prolonger les mesurages sur une longue période
(quelques jours) si des dispositifs adaptés pour I’in-
a) le calcul du rapport profondeur/volume du pui-
jection et l’analyse (par exemple traceurs radioac-
sa rd, et par
tifs) sont disponibles.
b) le mesurage du niveau de l’eau dans le puisard
Comme pour toutes les méthodes de mesurage par
(a l’aide d’un limnimètre) à intervalles de temps
dilution:
discrets, ces intervalles étant fonction de la vi-
tesse de remplissage de la cuve. Le but est de
il est nécess aire d’obteni r un degré suffisant de
mesurer la vitesse de montée du niveau d’eau
le s ite d’éch antil
mélange sur lonnag e, et
et de calculer le debit entrant.
b) il est important de choisir un traceur qui ne sera
Dans les systémes d’évacuation des pluies d’orage
pas absorbé par le liquide à mesurer et qui ne
où les pompes fonctionnent en continu, le débit peut
réagira pas avec lui.
être mesuré par
a) le contrôle du niveau dans le puisard, et par
4.2 Mesurage indirect
b) le contrôle des pompes qui fonctionnent.
Un mesurage indirect est un mesurage dans lequel
le débit dérive des mesurages de ses diverses
Le débit des pompes ou de l’ensemble de pompage
composantes. Les méthodes disponibles de mesu-
est étalonné au moyen d’essais indépendants in
rage indirect sont les méthodes basées sur l’emploi
situ, en contrôlant le temps nécessaire pour vider le
de déversoirs et canaux jaugeurs, la méthode de la
puisard. Si l’on ne peut pas isoler le puisard en fer-
pente de la ligne d’eau et la méthode d’exploration
mant la conduite forcée, on supposera que le débit
du champ des vitesses.
entrant demeure constant pendant l’essai de pom-
page=
4.2.1 Canaux jaugeurs et déversoirs
Les avantages de cette méthode sont les suivants:
Dans les conduites fermées transportant un liquide
a) le débit est mesuré directement,
renfermant un fort pourcentage de particules solides
et où l’écoulement se fait à la fois en régime force
b) les a ppareils peuve n t être branchés sur le ré-
et avec une surface libre, les canaux jaugeurs et les
seau d’alimentation é lectriq ue généra 1, et
déversoirs classiques ne peuvent pas être utilisés.
Par conséquent, il faut utiliser des dispositifs spé-
c) la technique de détection à distance peut être
ciaux mis au point et construit
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.