Vidange d’une toiture terrasse (1)

Il existe un certain nombre de formules empiriques orientées débit d’un déversoir. Ces formules empiriques sont aussi bâties à partir d’une formule homogène des unités

Q = μ Ω √ 2g h

Cette formule est valable pour h > hmini. On peut aussi écrire d’une façon plus générale Q = μ Ω √ 2g h + Σ Qi (hi) où les Qi traduisent la vidange pour différents paliers de h

 Nature des Qi

Il existe un certain nombre de paramètres qui peuvent influencer l’écoulement

Gravillons

Les gravillons constituent un frein naturel par ajout de surfaces de contact au niveau des écoulements horizontaux et des écoulements verticaux. On doit considérer deux cas possibles.

  • Le niveau eau est à l’intérieur des gravillons : existence d’une force de capillarité orientée vers le haut, l’atmosphère.
  • Le niveau eau est au-dessus des gravillons : absence de force de capillarité, ce qui induit un écoulement « facilité ».

Vent

L’existence de vent peut induire une modification des écoulements horizontaux.

Cette modification concerne uniquement le cas où le niveau de l’eau est au-dessus des gravillons.

Il sera supposé dans la suite des calculs que nous sommes en atmosphère repos.

Température

La température joue un rôle important

  • Elle gère l’évaporation
  • Elle intervient sur la viscosité, donc sur l’écoulement

Les études concernent les pluies d’orage violent, phénomènes de courte durée se produisant en période estivale. On peut donc estimer :

  • L’absence de stockage résiduel
  • Une température de l’eau proche de la « normale », suite au réchauffement sur la toiture
  • Une présence de vent – Cet effet est étudié dans la fiche suivante

 Conclusions

La vidange naturelle d’une toiture terrasse est complexe et indéterminée. Le terme résiduel est, dans le domaine d’application concerné :

Q = Σ Qi

Avec Qi inconnus

 Détermination des Qi

La détermination des valeurs suppose la réalisation d’un banc d’essais, une méthodologie de mesures, des analyses, des phases de ré-analyses, etc.

Nous sommes dans le cadre de la recherche. Certaines courbes sont présentées ci-après pour information générique :

determination_q_1

determination_q_2 

La courbe rouge représente le domaine de séparation entre l’écoulement direct et la rétention d’une toiture terrasse classique sans gravillons