Technologie sanitaire – 5 & 6P52 Notions de base en hydraulique : Débit, vitesse, pression Quelques notions d’hydraulique… LA SECTION La section de la tuyauterie est la surface (ronde) intérieure. Nous l’appellerons « S » S = πR² ou encore πD² 4 Pour rappel, la valeur de π est toujours de 3,1416 En hydraulique, les sections ou surfaces s’expriment toujours en centimètres carré (cm²) Une mesure précise des tubes de petit diamètres s’effectue avec un pied à coulisse ; pour les gros diamètres il est fait usage d’une règle ou d’un mètre… LE DEBIT Le débit est l’association d’un volume et d’un temps donné. Nous l’appellerons « Q » Quantité d’eau écoulée : 10 litres Durée de l’écoulement : 20 secondes Débit : Q = 10(L) / 20 (s) = 0,5 L/s Exemple : En hydraulique les débits sont exprimés en L/s ; L/mn ; M³/H L’outil permettant la mesure s’appelle un débimètre… LA VITESSE La vitesse est la longueur parcourue en un temps donné. Nous l’appellerons « V » Exemple : Le déplacement : 40 Mètres La durée : 20 secondes La vitesse : V = 40(m) / 20(s) = 2 m/s Dans les installations d’eau sanitaire, les vitesses sont exprimées en mètre par seconde (m/s) Elles vont jusqu’à 3m/s, ce qui correspond à environ 10 Km/h ! Pierre Dessers – chargé de cours Ecole polytechnique de Herstal -1- Technologie sanitaire – 5 & 6P52 Notions de base en hydraulique : Débit, vitesse, pression LA PRESSION La pression est l’association d’une FORCE avec une surface donnée. Nous l’appellerons « P ». En statique, la force « F » exercée au sol par un corps est égale à son poids. Exemple : Force : F = 8 kg Surface au sol : S = 2x2 = 4cm² Pression : P = 8kg = 2kg/cm² 4cm² P=F/S A l’inverse, une pression « P » qui agit sur une surface « S » communique une force «F» F=PxS Une hauteur de 10m de colonne d’eau équivaut à une pression de 1kg/cm² ou 1 Bar Une pression statique est une pression qui se mesure sans écoulement. Une pression dynamique est une pression qui se mesure avec écoulement Les pressions se mesurent avec un manomètre ou un tube en U Pierre Dessers – chargé de cours Ecole polytechnique de Herstal -2- Technologie sanitaire – 5 & 6P52 Notions de base en hydraulique : Débit, vitesse, pression LIEN ENTRE LE DEBIT, LA VITESSE ET LA PRESSION DANS UNE SECTION DONNEE. Il existe un lien entre la vitesse et la pression. A une pression P1 correspond une vitesse V1 A une pression P2 correspond une vitesse V2 Mais la vitesse n’est pas proportionnelle à la pression et le débit non plus… Exemple : multiplions une pression par 4 P1 = 4bar Q1 = 20L /mn Nous mesurons : P2 = 16bar Q2 = 40L/mn Le débit mesuré est seulement 2X supérieur et non 4X comme on aurait pu l’imaginer… Q2 = Q1 x √4 Relevons dans un tableau les mesures effectuées : Exemple : Pour une pression de 1bar, une vitesse de 1m/s et un débit de 10L/mn Voyons comment varie la vitesse et le débit quand la pression varie… Si la pression devient 2 3 4 6 8 10 12 16 bar Vitesse 1,4 1,7 2 2,45 2,8 3,15 3,45 4 m/s Débit 14 17 20 24,5 28 31,5 34,5 40 L /m Pour une section donnée : Les débits varient comme la racine carrée des pressions. Si la pression est 2 fois plus petite, le débit est seulement √2 fois plus petit (soit 1,4 fois plus petit) Si la pression est 4 fois plus grande, le débit est seulement √4 fois plus grand (soit 2 fois plus grand) Pierre Dessers – chargé de cours Ecole polytechnique de Herstal -3-