Chaque conception de grille Coanda est un système de paramètres interdépendants. Modifiez une variable (angle d'inclinaison des fils, largeur de fente, inclinaison de la grille, rayon de courbure) et cela influe simultanément sur la capacité, la qualité de filtration, la performance autonettoyante et la perte de charge. Il n'existe pas de réglage « optimal » unique pour un paramètre donné ; il n'existe que la meilleure combinaison pour les conditions propres à votre site.
Le guide de conception Coanda de l'US Bureau of Reclamation (USBR), Design Guidance for Coanda-Effect Screens (Wahl, 2003, rapport R-2003-03) [1], reste la référence fondatrice pour l'hydraulique des grilles Coanda. Le présent guide s'appuie sur ces travaux en traduisant la science de l'ingénieur en décisions de conception concrètes : il explique les compromis derrière chaque paramètre du point de vue d'un fabricant qui a conçu et construit ces grilles pour des centaines de sites différents.
Table des matières
- Le double mécanisme d'écoulement
- Paramètre 1 : angle d'inclinaison des fils
- Paramètre 2 : largeur de fente
- Paramètre 3 : largeur des fils
- Paramètre 4 : angle d'inclinaison de la grille
- Paramètre 5 : profil de la plaque d'accélération
- Paramètre 6 : courbure de la grille (rayon d'arc)
- Paramètre 7 : hauteur de chute de la grille (hauteur de chute disponible)
- Les nombres adimensionnels qui déterminent la performance
- Synthèse des interactions entre paramètres
- Processus de conception : des données du site à la géométrie de la grille
- Questions fréquentes
- Références
Le double mécanisme d'écoulement
Avant d'examiner les paramètres un à un, il faut comprendre les deux mécanismes d'écoulement qui distinguent une grille Coanda d'une grille plane classique [1][2] :
Écoulement d'orifice : l'eau traverse chaque fente, poussée par la hauteur de chute (hauteur d'eau) au-dessus de la grille. Cette composante se comporte comme un écoulement à travers un orifice noyé : elle est proportionnelle à la largeur de fente et à la racine carrée de la hauteur d'eau.
Écoulement cisaillant : la géométrie des fils inclinés crée une marche (décalage) au niveau de chaque fente. Ce décalage sépare physiquement une fine couche d'eau du bas de la lame d'eau et la dirige vers la fente. La composante d'écoulement cisaillant est proportionnelle à la hauteur du décalage et à la vitesse sur la face de la grille.
L'effet combiné de ces deux mécanismes confère aux grilles Coanda une capacité remarquablement élevée pour des fentes aussi étroites. Chaque paramètre de conception influence l'équilibre entre l'écoulement d'orifice et l'écoulement cisaillant, et comprendre cet équilibre est la clé de l'optimisation des performances de la grille.
Paramètre 1 : angle d'inclinaison du fil
Définition : angle selon lequel chaque fil profilé en V est incliné par rapport à la surface de la grille, l'arête d'attaque faisant saillie dans l'écoulement. Cette inclinaison crée le décalage de cisaillement à chaque fente.
Plage typique : 3° à 7°, avec 5° comme standard du secteur. La plupart des fabricants proposent 3° à 6° ; 7° est la limite supérieure pratique, car au-delà d'environ 7° l'écoulement se décolle des fils profilés en V et l'effet Coanda est perdu [1][3][4].
Influence de l'angle d'inclinaison sur les performances
| Angle d'inclinaison | Décalage de cisaillement | Capacité | Qualité de filtration | Autonettoyage |
|---|---|---|---|---|
| 3° | Faible | Plus faible | Meilleure (tamisage effectif plus fin) | Bon |
| 5° | Modéré | Modérée à élevée | Bonne (standard) | Bon |
| 6° | Important | Élevée | Réduite (largeur de fente effective plus grande) | Optimal |
| 7° | Le plus important | La plus élevée (limite supérieure) | Réduite | Optimal |
Le compromis : augmenter l'angle d'inclinaison augmente le décalage de cisaillement, ce qui augmente la composante d'écoulement cisaillant et la capacité totale. En revanche, un décalage plus important signifie aussi que des particules légèrement plus petites que la largeur de fente nominale peuvent être entraînées à travers la grille par l'action de cisaillement. Réduire l'angle d'inclinaison améliore la précision de filtration mais réduit la capacité.
L'effet est amplifié aux fortes inclinaisons de grille. Aux pentes fortes (45° et plus), la vitesse d'écoulement sur la face de la grille est élevée et l'écoulement cisaillant domine. Dans ce régime, l'angle d'inclinaison a un effet marqué sur la capacité. Aux pentes faibles (25°–30°), l'écoulement par orifice domine et l'angle d'inclinaison a moins d'influence [1][2].
Pratique de conception ADENCO
Nous retenons 5° comme standard pour la plupart des applications : cet angle offre le meilleur équilibre entre capacité, filtration et effet autonettoyant. Nous choisissons 3° lorsque la précision de filtration est critique (eau pharmaceutique, exclusion de sédiments ultra-fins), en acceptant la réduction de capacité. Nous choisissons 6° ou 7° lorsque la capacité maximale est prioritaire et que les exigences de filtration sont modérées (pré-tamisage grossier, dérivations à fort débit) ; 7° est le maximum que nous fabriquons, car au-delà l'effet Coanda cesse de fonctionner [1].
La tolérance de fabrication sur l'inclinaison des fils est de ±0,25°, ce qui est déterminant : à ces angles faibles, une erreur de 0,5° représente une variation de 10 % de la hauteur du décalage de cisaillement.
Paramètre 2 : largeur de fente
Définition : la largeur de fente entre deux fils profilés en V adjacents (l'espace entre un fil et le suivant), mesurée du bord de fuite d'un fil à la pointe d'attaque du suivant. C'est le principal paramètre de filtration : il détermine la taille maximale des particules qui traversent la grille.
Plage typique : dans la littérature publiée, la plage typique est de 0,2 mm à 2,0 mm [1][3], avec 1,0 mm comme choix le plus courant.
Guide de sélection de la largeur de fente
| Largeur de fente | Application | Protection des poissons | Capacité relative |
|---|---|---|---|
| 0,5 mm | Exclusion des larves de poissons, élimination des sédiments ultrafins | Exclut toutes les larves de poissons | Référence (la plus basse) |
| 0,75 mm | Tamisage fin avec protection des anguilles | Conforme à la réglementation britannique sur les anguilles en estuaire | +10–15 % par rapport à 0,5 mm |
| 1,0 mm | Protection des poissons standard + tamisage général | Conforme à la plupart des exigences réglementaires | +20–25 % par rapport à 0,5 mm |
| 1,5 mm | Tamisage général des débris, hydroélectricité | Exclut les poissons juvéniles et adultes | +35–40 % par rapport à 0,5 mm |
| 2,0 mm | Pré-tamisage grossier, industriel | Exclut uniquement les poissons adultes | +50 % par rapport à 0,5 mm |
La relation entre capacité et largeur de fente
Un résultat essentiel des recherches de l'USBR : la capacité de la grille est relativement peu sensible à la largeur de fente lorsque les autres paramètres restent constants [1][5]. Doubler la largeur de fente de 1,0 mm à 2,0 mm ne double pas la capacité : aux pentes modérées retenues par la plupart des estimations de planification, l'augmentation est d'environ 50 %, et sur une grille fortement inclinée elle est encore plus faible, car l'écoulement cisaillant y domine. Cela s'explique par le fait que la composante d'écoulement par orifice augmente avec la largeur de fente, tandis que la composante d'écoulement cisaillé (déterminée par l'angle d'inclinaison et la vitesse, et non par la largeur de fente) reste inchangée.
Cela signifie que le choix d'une fente plus étroite pour la protection des poissons entraîne une réduction de capacité plus faible que ne l'attendent la plupart des ingénieurs. C'est l'une des implications pratiques les plus importantes du mécanisme à double écoulement.
Tolérance de fabrication
La tolérance de fabrication standard sur la largeur de fente est de ±0,1 mm. Pour une fente de 1,0 mm, cela signifie que la largeur de fente réelle varie de 0,9 mm à 1,1 mm : une précision suffisante pour exclure de manière fiable les organismes d'une taille donnée.
Paramètre 3 : largeur du fil
Définition : la largeur de la face supérieure plane de chaque fil profilé en V, mesurée dans le sens de l'écoulement. Avec la largeur de fente, la largeur du fil détermine la porosité de la grille (taux de surface libre).
Plage courante : de 1,5 mm à 3,5 mm, 1,52 mm (0,060 pouce) étant la dimension la plus fréquente des essais de l'USBR [1].
Influence de la largeur du fil sur les performances
Des fils profilés en V plus larges réduisent la porosité (le rapport entre la surface libre et la surface totale de la grille), ce qui réduit la composante d'écoulement par orifice. En revanche, des fils plus larges apportent une résistance structurelle supérieure et résistent mieux à l'abrasion des écoulements chargés en sédiments.
Point clé : L'influence de la largeur du fil sur la capacité est plus marquée aux faibles angles d'inclinaison de la grille (où l'écoulement par orifice domine) et moins significative aux angles forts (où l'écoulement cisaillant domine) [1][2]. Pour les grilles fortement inclinées, la largeur du fil peut être augmentée au bénéfice de la structure, avec une réduction de capacité minime.
Le débit traversant la grille diminue lorsque la largeur du fil augmente, et cet effet est plus marqué aux faibles angles d'inclinaison de la grille [2].
Pratique de conception ADENCO
Nous choisissons la largeur du fil en fonction des exigences structurelles du site (longueur de portée, forces d'impact des débris attendues, taux d'abrasion par les sédiments), puis nous vérifions son effet sur la capacité par modélisation hydraulique. Pour la plupart des applications de prise d'eau, une largeur de fil de 1,5–2,0 mm offre une résistance suffisante avec une capacité acceptable.
Paramètre 4 : angle d'inclinaison de la grille
Définition : L'angle global du panneau de grille par rapport à l'horizontale, mesuré du côté aval du seuil. Il s'agit de la macro-géométrie de la grille : ce n'est pas l'angle d'inclinaison du fil (qui est la micro-géométrie de chaque fil pris individuellement).
Plage typique : 25° à 60° par rapport à l'horizontale [1][3][4], à l'intérieur de la plage de 10° à 75° couverte par les recommandations de l'USBR. Les grilles d'ADENCO se situent à l'extrémité la plus inclinée de cette plage, généralement de 40° à 60°, où l'écoulement cisaillant maintient la surface de la grille exempte de débris.
Influence de l'inclinaison sur les performances
| Inclinaison | Vitesse d'écoulement sur la face de la grille | Mode d'écoulement dominant | Capacité | Autonettoyage | Perte de charge |
|---|---|---|---|---|---|
| 25°–30° (faible) | Plus faible | Écoulement par orifice dominant | Plus élevée | Modéré | Plus faible |
| 35°–45° (modérée) | Modérée | Équilibré | Modérée | Bon | Modérée |
| 45°–60° (forte) | Plus élevée | Écoulement cisaillant dominant | Plus faible | Excellent | Plus élevée |
Le compromis : Les grilles moins inclinées ont une capacité plus élevée, car la composante d'écoulement par orifice y est plus importante (hauteur d'eau plus grande au-dessus de la grille par unité de longueur). Les grilles plus inclinées ont une capacité plus faible mais un meilleur autonettoyage, car la vitesse plus élevée sur la face de la grille chasse les débris avec plus de force.
Conséquence pour la conception : aux faibles angles, la largeur de fente et la largeur du fil deviennent des variables de conception plus importantes, l'écoulement par orifice étant sensible à ces paramètres. Aux angles élevés, l'angle d'inclinaison des fils devient la variable dominante, car l'écoulement cisaillant est sensible à cette inclinaison mais insensible à la largeur de fente et à la largeur du fil [1][2].
Une grille incurvée concave passe naturellement d'une forte inclinaison en haut à une faible inclinaison en bas, combinant les avantages des deux régimes.
Paramètre 5 : profil de la plaque d'accélération
Définition : la surface de transition profilée entre la crête du seuil et le bord amont du panneau de grille. La plaque d'accélération reçoit l'eau qui franchit le seuil et l'accélère en une lame mince et uniforme, amenée tangentiellement à la surface de la grille.
La forme idéale : le profil en ogive
La forme idéale de la plaque d'accélération est un profil en doucine (courbe en S) : la trajectoire théorique d'un jet en chute libre franchissant un seuil sous l'effet de la gravité [1][3][7]. Cette forme est décrite par une équation en loi de puissance où la pente augmente continûment vers l'aval, suivant la trajectoire parabolique que l'eau adopterait en chute libre.
La forme en ogive est optimale pour les raisons suivantes :
- Pas de décollement de l'écoulement : L'eau reste en contact avec la surface de la plaque pendant toute la transition. Si la surface de la plaque est plus plate que la trajectoire naturelle, l'eau se décolle de la plaque, ce qui crée une poche d'air et de la turbulence. Si la surface est plus raide, l'eau est comprimée artificiellement, ce qui crée une surpression.
- Vitesse uniforme : L'écoulement accéléré développe une répartition uniforme des vitesses au moment où il atteint la grille, ce qui assure une répartition régulière de l'eau sur le premier fil profilé en V.
- Arrivée tangentielle : L'écoulement atteint la surface de la grille sous l'angle correct, de sorte que l'effet Coanda s'établit immédiatement, au lieu de frapper la grille sous un angle qui provoquerait des projections et une perturbation des débris.
Pourquoi le profil doit être propre au site
La forme correcte de la plaque d'accélération diffère pour chaque débit par mètre de largeur [1]. Un seuil fonctionnant à 100 l/s par mètre de largeur présente une trajectoire de jet libre différente de celle d'un seuil fonctionnant à 200 l/s par mètre. Le logiciel de l'USBR [8] génère la forme de plaque d'accélération propre à chaque condition de dimensionnement.
Une plaque d'accélération générique est la cause la plus fréquente de grilles Coanda peu performantes. Lorsque la plaque ne correspond pas à la géométrie du seuil et au débit de dimensionnement, l'eau atteint la surface de la grille avec une vitesse incorrecte, un angle incorrect, ou avec décollement de l'écoulement, et la grille fonctionne bien en deçà de sa capacité calculée.
Alternative : arc de cercle
Lorsque la forme en ogive n'est pas réalisable (cas de modernisation, transitions très courtes), un simple arc de cercle peut la remplacer [1]. Le rayon est choisi de manière à approcher au plus près la forme en ogive. Les performances sont légèrement inférieures à celles d'une véritable forme en ogive, mais bien meilleures qu'en l'absence de plaque d'accélération ou qu'avec un profil mal adapté.
Paramètre 6 : courbure de la grille (rayon d'arc)
Définition : le rayon de courbure du panneau de grille, généralement configuré en arc concave (courbé vers la chambre de collecte située en dessous).
Plage typique : environ 3,0 m (10 pieds) pour les grilles concaves standard, la dimension de référence de l'USBR [3][4]. Rayon nul = grille plane. Rayon négatif = grille convexe (rare).
Influence de la courbure sur les performances
Une grille concave offre un avantage déterminant : l'inclinaison de la grille passe de forte en haut à faible en bas. Cela signifie :
- En haut : pente raide → vitesse élevée sur la face de la grille → excellent rejet des débris et autonettoyage → écoulement cisaillant dominant
- En bas : pente faible → couche d'eau plus épaisse → écoulement d'orifice important → prélèvement d'eau maximal dans la partie basse, là où la concentration de débris est la plus faible
Cette transition naturelle optimise à la fois l'autonettoyage (en haut) et la capacité (en bas) au sein d'un même panneau.
L'augmentation de la courbure (rayon plus faible) accroît la capacité, mais augmente aussi la perte de charge à travers la grille [4]. Le concepteur doit mettre en balance le gain de capacité et la perte de charge que le site peut accepter.
Les grilles planes sont utilisées lorsque la géométrie du site est contraignante : par exemple, lorsque la grille doit s'ajuster contre la face aval existante du seuil sans dépasser loin du parement du seuil. Les grilles planes ne bénéficient pas de l'avantage de la transition d'inclinaison et peuvent accumuler des débris dans la partie haute du panneau [4].
Paramètre 7 : hauteur de chute de la grille (hauteur de chute disponible)
Définition : la distance verticale entre la crête du seuil (surface de l'eau) et le bord inférieur du panneau de grille, qui représente la hauteur de chute totale disponible pour faire passer l'eau à travers la grille.
Plage typique : le guide de conception de l'USBR indique 0,45 à 1,3 m comme plage typique [1][9] ; les grilles standard d'ADENCO utilisent 450, 700 et 1 270 mm, et les grilles sur mesure peuvent aller au-delà.
Influence de la hauteur de chute sur les performances
Une hauteur de chute plus grande implique :
- Une longueur de grille plus importante (davantage de fentes pour le passage de l'eau)
- Une vitesse d'écoulement plus élevée sur la face de la grille (meilleur autonettoyage)
- Une composante d'écoulement cisaillant plus forte (capacité accrue)
- Une hauteur de chute totale davantage consommée (moins de hauteur de chute disponible pour l'aval)
Chaque longueur supplémentaire apporte moins : les 500 premiers mm de longueur de grille prélèvent la majeure partie du débit. Chaque tranche de 100 mm supplémentaire en prélève progressivement moins, car la nappe d'eau s'amincit à mesure que le débit est soutiré par les fentes situées en amont. Au-delà d'environ 1 300 mm de longueur de grille, le guide de conception de l'USBR montre qu'une longueur supplémentaire n'apporte que très peu de capacité [1].
C'est pourquoi le logiciel de dimensionnement USBR est essentiel : il calcule la longueur de grille optimale pour un ensemble de conditions donné, en identifiant le point où une longueur supplémentaire ne justifie plus la perte de charge et le coût de matière supplémentaires.
Les nombres adimensionnels qui déterminent les performances
Trois nombres adimensionnels décrivent la physique de l'écoulement sur une grille Coanda [1][2][5] :
Nombre de Froude (Fr)
Le nombre de Froude est le rapport des forces d'inertie aux forces de gravité. Il détermine la vitesse d'écoulement sur la face de la grille. Des nombres de Froude plus élevés correspondent à des nappes d'eau plus rapides et plus minces : davantage de cisaillement, meilleur autonettoyage, mais moins d'écoulement d'orifice.
Nombre de Weber (We)
Le nombre de Weber est le rapport des forces d'inertie aux forces de tension superficielle. La tension superficielle influe sur l'aptitude de l'eau à traverser des fentes étroites : pour de très faibles largeurs de fente ou à basse température (tension superficielle élevée), la tension superficielle s'oppose au passage à travers les fentes. Les travaux de Wahl de 2021 ont montré que la capacité de la grille dépend fortement du nombre de Weber et qu'elle est largement indépendante du nombre de Reynolds et de la viscosité [5].
Conséquence pratique : en eau froide (tension superficielle élevée), la capacité d'une grille Coanda est plus faible qu'en eau chaude, même avec le même débit entrant sur le seuil et la même hauteur de chute. Cela doit être pris en compte dans les conceptions en climat froid. Un nombre de Weber supérieur à environ 130 peut provoquer un saut de l'écoulement au-dessus des fentes, ce qui réduit la capacité [5].
Nombre de Reynolds (Re)
Le nombre de Reynolds est le rapport des forces d'inertie aux forces visqueuses. Les travaux de 2021 ont montré que le débit traversant une grille Coanda est indépendant du nombre de Reynolds dans la plage de fonctionnement normale [5]. Cela simplifie les calculs de dimensionnement : la viscosité et la température n'influent sur les performances que par leur effet sur la tension superficielle (nombre de Weber), et non directement par des effets visqueux.
Synthèse des interactions entre paramètres
Ce tableau résume l'effet de chaque paramètre sur les principaux indicateurs de performance. Il permet de déterminer quels paramètres privilégier selon les objectifs de conception.
| Paramètre | Capacité | Qualité de filtration | Autonettoyage | Perte de charge |
|---|---|---|---|---|
| Angle d'inclinaison des fils ↑ | ↑ Augmente | ↓ Diminue | ↑ Améliore | Neutre |
| Largeur de fente ↑ | ↑ Augmente (modérément) | ↓ Diminue | Neutre | Neutre |
| Largeur de fil ↑ | ↓ Diminue | Neutre | Neutre | Neutre |
| Inclinaison de la grille ↑ (plus raide) | ↓ Diminue | Neutre | ↑ Améliore | ↑ Augmente |
| Courbure ↑ (rayon plus faible) | ↑ Augmente | Neutre | ↑ Améliore (en haut) | ↑ Augmente |
| Hauteur de chute ↑ | ↑ Augmente (effet décroissant) | Neutre | ↑ Améliore | ↑ Augmente |
Processus de conception : des données de site à la géométrie de la grille
Étape 1 : définir les exigences
Commencer par les exigences non négociables :
- Débit de dimensionnement (Q) : débit instantané de pointe que la grille doit fournir
- Largeur de fente : déterminée par la réglementation de protection des poissons ou par les besoins d'exclusion des particules
- Hauteur de chute disponible : différence d'altitude mesurée entre la crête du seuil et la sortie
Étape 2 : choisir le matériau et l'inclinaison des fils
- Nuance de matériau : selon la chimie de l'eau (chlorures, pH, température)
- Angle d'inclinaison du fil : 5° par défaut ; 3° lorsque la finesse de filtration prime, 6° à 7° pour une capacité maximale
Étape 3 : réaliser l'analyse hydraulique
À l'aide de la méthodologie de l'USBR [1] ou d'outils de dimensionnement équivalents, calculer :
- La largeur de grille nécessaire (longueur du seuil) pour le débit de dimensionnement
- La longueur de grille optimale pour la hauteur de chute disponible
- La forme de la plaque d'accélération pour la géométrie de seuil propre au site
- Le rayon de courbure de la grille
- La répartition du débit sur la grille (vérifier l'uniformité des performances)
Étape 4 : vérifier le comportement en climat froid
Si la température de l'eau peut descendre sous 4 °C, recalculer la capacité en appliquant les corrections du nombre de Weber pour les effets de tension superficielle [5]. Un site en climat froid utilise le coefficient de sécurité des applications critiques (1,5 × le débit de dimensionnement au lieu de 1,3 × en standard) et, selon l'écart de la température de l'air sous 0 °C, des mesures antigivrage.
Étape 5 : produire la documentation d'ingénierie
Produire le dossier de conception complet : plans d'ensemble, courbe de performance hydraulique (débit en fonction de la hauteur de chute), spécification des matériaux, coordonnées de la plaque d'accélération et données de conformité réglementaire.
ADENCO réalise ce processus de conception complet pour chaque commande de grille sur mesure. Demander une consultation de conception auprès de notre équipe d'ingénierie.
Questions fréquentes
Quel doit être l'angle d'inclinaison des fils d'une grille Coanda ?
L'angle d'inclinaison standard des fils est de 5 degrés ; il offre le meilleur compromis entre capacité, qualité de filtration et autonettoyage pour la plupart des applications. Utiliser 3° lorsque la précision de filtration est prioritaire (au prix d'une capacité réduite), et 6° à 7° lorsque la capacité maximale est prioritaire (au prix d'un tamisage effectif légèrement plus grossier) ; 7° est la limite haute pratique avant la perte de l'effet Coanda. L'effet de l'angle d'inclinaison est plus marqué sur les grilles fortement inclinées, où l'écoulement cisaillant domine.
Quelle largeur de fente convient le mieux à une grille Coanda ?
La meilleure largeur de fente dépend de ce que vous devez exclure. Pour le niveau de protection des poissons exigé par la plupart des réglementations, choisissez 1,0 mm ; lorsque les larves de poissons doivent être exclues, choisissez 0,5 mm. Pour un tamisage général sans exigence relative aux poissons, 1,0–1,5 mm est la norme. Pour un pré-tamisage grossier, 2,0 mm. Un résultat important des recherches de l'USBR est que la capacité est relativement peu sensible à la largeur de fente : à des pentes modérées, passer de 1,5 mm à 1,0 mm ne coûte qu'environ 10–15 % de la capacité, au lieu des 33 % que suggérerait un simple calcul proportionnel, et sur une grille à forte pente l'écart est encore plus faible.
Qu'est-ce que la plaque d'accélération d'une grille Coanda ?
La plaque d'accélération est la surface de transition courbe entre la crête du seuil et le panneau de grille. Elle a pour fonction d'accélérer progressivement l'eau et de l'amener tangentiellement à la surface de la grille. La forme idéale est un profil en S (ogee) : la trajectoire parabolique naturelle d'un jet en chute libre. La forme correcte de la plaque d'accélération est propre à la géométrie du seuil et au débit de dimensionnement de chaque site, ce qui explique qu'elle doive être conçue pour chaque projet.
Quel angle d'inclinaison de grille faut-il retenir ?
Les angles d'inclinaison typiques vont de 25° à 60° par rapport à l'horizontale. Les angles plus faibles (25°–35°) offrent une capacité plus élevée, car l'écoulement par orifice domine. Les angles plus raides (45°–60°) assurent un meilleur effet autonettoyant. La plupart des conceptions utilisent un panneau courbe concave, raide en haut (bon rejet des débris) et devenant moins incliné en bas (prise d'eau maximale). Le logiciel de conception de l'USBR calcule l'inclinaison optimale pour vos conditions spécifiques.
La température de l'eau influe-t-elle sur les performances d'une grille Coanda ?
Oui. L'eau froide présente une tension superficielle plus élevée, qui s'oppose au passage à travers des fentes étroites. Les travaux de Wahl publiés en 2021 ont montré que la capacité dépend du nombre de Weber (rapport des forces d'inertie aux forces de tension superficielle) et qu'elle est indépendante du nombre de Reynolds. Concrètement, une grille Coanda dans une eau à 2 °C fournit un débit inférieur à celui de la même grille dans une eau à 20 °C. Les conceptions en climat froid doivent en tenir compte par des marges de sécurité ou des dimensions de grille supérieures.
Où télécharger le logiciel de conception de grilles Coanda de l'USBR ?
Le logiciel de conception de grilles Coanda de l'USBR peut être téléchargé gratuitement auprès du Technical Service Center du Bureau of Reclamation, à l'adresse https://usbr.gov/tsc/techreferences/computer%20software/software/coanda/. Il fonctionne sous Windows, calcule la capacité de la grille, génère les formes de plaque d'accélération et produit des courbes débit / hauteur de chute pour des conceptions de grille sur mesure.
Références
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Wahl, T.L. (2003). Design Guidance for Coanda-Effect Screens. U.S. Bureau of Reclamation, rapport de recherche R-2003-03. Denver (Colorado). https://www.usbr.gov/tsc/techreferences/rec/R-2003-03.pdf
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Wahl, T.L. (2001). "Hydraulic Performance of Coanda-Effect Screens." Journal of Hydraulic Engineering, vol. 127, n° 6, p. 480–488. ASCE. DOI : 10.1061/(ASCE)0733-9429(2001)127:6(480)
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Filson Filter. "Coanda Screen: Manufacturer Specifications." Consulté en avril 2026, sur https://www.filsonfilter.com/coanda-screen/
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Gap Technology Ltd. "Coanda Screens: Water Treatment Separation Technology." Consulté en avril 2026, sur https://www.gaptechnology.co.uk/wedge-wire-industry-applications/coanda-screens/
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Wahl, T.L., Shupe, C.C., Dzafo, H., & Dzaferovic, E. (2021). "Surface Tension Effects on Discharge Capacity of Coanda-Effect Screens." Journal of Hydraulic Engineering, vol. 147, n° 8. ASCE. DOI : 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001902
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Wahl, T.L. et al. (2000). "Laboratory Testing and Numerical Modeling of Coanda-Effect Screens." ASCE Proceedings. DOI : 10.1061/40517(2000)72
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"An Experimentally Validated CFD Code to Design Coanda Effect Screen Structures." MDPI Applied Sciences, vol. 13, n° 9, 5762 (2023). DOI : 10.3390/app13095762
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USBR. "Coanda-Effect Screens Software & Design Tools." Consulté en avril 2026, sur https://usbr.gov/tsc/techreferences/computer%20software/software/coanda/
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"The Coanda Effect." International Water Power & Dam Construction. Consulté en avril 2026, sur https://www.waterpowermagazine.com/analysis/the-coanda-effect/
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Wahl, T.L. "New Testing of Coanda-Effect Screen Capacities." USBR PAP-1097. Consulté en avril 2026, sur https://www.usbr.gov/tsc/techreferences/hydraulics_lab/pubs/PAP/PAP-1097.pdf
-
Gebre, S. et al. (2014). "Performance of Coanda-Effect Screens in a Cold Climate." Journal of Cold Regions Engineering, vol. 28, n° 4. ASCE.
Publié par ADENCO : Advanced Engineering Coanda Intake Screens. L'équipe d'ingénierie d'ADENCO applique la méthodologie de conception de l'USBR, avec des améliorations confirmées sur des sites en exploitation, afin d'optimiser chaque paramètre en fonction des conditions propres à votre site. Demandez une étude de conception pour discuter des exigences de votre projet.