Écoulement en charge
Les écoulements en charge sont un des trois types d’écoulements étudiés couramment en hydrodynamique avec les écoulements en surface libre et les écoulements de percolation.
Définition
L’hydraulique en charge s’intéresse aux écoulements dans les conduites sans surface libre c’est-à-dire lorsqu’elles sont entièrement remplies de fluide. La section d’écoulement du fluide est égale à la section du canal. L’hydraulique en charge s’applique à tous les canaux à section fermée contrairement à l’hydraulique à surface libre qui s’applique aux canaux à section ouverte comme les rivières, les chenaux, les conduites non remplies etc.
Les propriétés permettant de décrire les écoulements en charge sont le débit, la vitesse d’écoulement du fluide, la viscosité, la rugosité et la géométrie dans le sens de l’écoulement et de la section du canal permettant de calculer les pertes de charges.
Écoulement stationnaire et instationnaire
On parle d’écoulement stationnaire lorsque les conditions hydrauliques se modifient dans le temps. Par exemple, un cas extrême : un coup de bélier hydraulique lors de l’ouverture ou la fermeture soudaine d’une vanne d’arrêt. Une onde de sur- et sous-pressions importantes se propage alors le long du réseau. Ce type d’évènement peut engendrer des dommages importants du réseau.
Configuration du réseau
La configuration du réseau de conduites joue un rôle important dans la répartition et la fiabilité du service de distribution d’eau par exemple. Les réseaux sous pression ont souvent une configuration en mailles qui permet de palier à des incidents localisés. Chaque point du réseau est relié par plusieurs conduits sous pression. Ce type de système présente une complexité élevée qui nécessite des simulations informatiques pour être appréhendé. Différents types de logiciels sont spécialisés pour ces calculs.
Liens
- Le courant dans le Tube - présenté dans une Animation