Les cascades
Principes : Les cascades naturelles ou artificielles permettent des échanges gazeux importants, puisqu'elles allient un étalement de la surface exposée à l'air à de fortes turbulences et brassages résultant de la chute.
Il existe plusieurs types de cascades :
1/ Les grandes cascades
Chute supérieure à 1,40m avec une fosse de réception profonde dans laquelle se crée une émulsion d’air (eau blanche)
2/ Cascades avec obstacle
Inférieure à 1,40m, organisée en chute franche qui éclate sur un obstacle artificiel disposé dans le bassin de réception.
3/ Cascades à chutes fractionnées
Subdivisées en plusieurs sauts successifs qui réduisent la vitesse de la chute et permettent un gain de temps de contact avec l’atmosphère.
4/ Cascades à chutes fractionnées avec jet
Également fractionnés en plusieurs niveaux, plusieurs jets profilés verticaux optimisent l’écoulement et les échanges air-eau.
Caractéristiques techniques :
En crête et en flanc de cascade, l’étalement de la nappe en couche mince augmente la surface de contact pendant le temps de chute. Au terme d’un mouvement vertical accéléré la vitesse en m/s en bas de cascade atteint la valeur
V = 2 x g x h (h étant la hauteur exprimée en mètres de la cascade et g = 9,81 m/s désignant l’accélération de la pesanteur). Pour une cascade de 1m de hauteur, la vitesse est d’environ 4 m/s à la base, ce qui laisse peu de temps pour les échanges gazeux.
Efficacité :
Le temps de chute libre de l’eau étant bref, la dissolution des gaz est généralement incomplète (par rapport à l’état de saturation). La prolongation du temps de chute, par des moyens divers, améliore l’éfficacité des aérateurs gravitaires. Les cascades suralimentées par de forts débits perdent en efficacité.
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