L’écoulement en canal ouvert est une condition par laquelle le liquide s’écoulant à travers un conduit a une surface libre sur laquelle la seule pression est la gravité. Essentiellement, le flux n’est que partiellement entouré de limites. Une autre caractéristique de ce type d’écoulement est qu’il est souvent soumis à des modifications de l’environnement extérieur, du fait de l’exposition à l’air libre. Il est également connu sous le nom d’écoulement gravitaire libre. Le terme est utilisé dans le domaine de l’hydraulique.
Dans de nombreux cas, l’écoulement en canal ouvert traverse un conduit sans que rien ne l’empêche physiquement. Cela peut inclure des plans d’eau naturels tels que des rivières et des ruisseaux. Le terme peut également s’appliquer aux tuyaux qui ne sont que partiellement remplis d’eau, car une partie du flux a une surface libre.
Il existe plusieurs types différents d’écoulement à canal ouvert, chacun ayant un opposé correspondant. Par exemple, il y a un écoulement constant, qui se caractérise par aucun changement de profondeur, et un écoulement instable, qui est une condition où la profondeur change en fonction des variations de l’environnement. D’autres types comprennent un écoulement uniforme et non uniforme, dont le premier est une profondeur d’écoulement constante mesurée pour une partie spécifique d’un canal, et le dernier montre une plus grande variation de profondeur sur la même distance. Il existe également des écoulements progressivement variés, dans lesquels la profondeur change lentement sur une longue longueur de canal et un écoulement rapidement varié où les changements se produisent sur une distance plus courte.
L’emplacement de l’écoulement du canal ouvert peut également différer. L’écoulement de surface est tout mouvement de liquide à travers des conduits au-dessus du sol. L’écoulement terrestre est un liquide qui se déplace sous la surface de la terre.
Les eaux usées et l’eau sont les deux liquides les plus fréquemment retrouvés dans les écoulements à ciel ouvert. Dans de nombreux cas, l’eau des canaux ouverts est acheminée vers les plantes où elle peut être purifiée ou vers des endroits où elle peut être jetée. Il est également courant d’utiliser ce type de flux pour acheminer de l’eau aux cultures ou au bétail.
L’opposé de l’écoulement en canal ouvert est l’écoulement dans les tuyaux. Il s’agit d’une condition dans laquelle le flux est entièrement enfermé. Il se trouve généralement dans un tuyau qui est complètement plein.
Il est courant que les ingénieurs mesurent le débit d’eau à travers divers conduits afin de juger de l’efficacité du système, de la quantité d’eau traitée et de planifier la maintenance. Contrairement au débit dans les tuyaux, il n’est pas possible de mesurer le débit en canal ouvert en mesurant la pression. Pour cette raison, il est souvent mesuré avec des radars spéciaux ou des appareils à ultrasons.