« Hydraulique » : différence entre les versions

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Département:Hydraulique, sur Wikiversity

Centre d'études et de recherche de Grenoble

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 {{Confusion|Hydrographie|Hydrologie}}
-{{A sourcer|date=juillet 2012}}
+{{A sourcer|date=juillet 2012}}les negres
-L''''hydraulique''' (du Grec: ὑδραυλικός (hydraulikos) de la racine ὕδωρ (hydor, grec pour l'eau) et αὐλός (aulos, c'est-à-dire tuyau)<ref>[http://www.cnrtl.fr/lexicographie/Hydraulique Hydraulique], sur le site cnrtl.fr</ref> est une [[technologie]] et une [[science appliquée]] ayant pour objet d'étude les propriétés mécaniques des [[Liquide|liquides]] et des [[Fluide (matière)|fluides]]. La [[mécanique des fluides]] est une [[science fondamentale]] qui constitue la base théorique de l'hydraulique. L'[[ingénierie]] a recours à l'hydraulique pour la génération, le contrôle et la transmission de puissance par l'utilisation de liquides sous pression. Les sujets d'étude de l'hydraulique couvrent des questions scientifiques et des problématiques d'ingénierie. L’ingénierie hydraulique s’intéresse aux concepts de [[Débit (physique)|débit]] dans des [[Tuyau|tuyaux]], à la conception de [[Barrage|barrages]], à la [[microfluidique]] et aux [[Pompe|pompes]]. Les principes de l'hydraulique sont utilisés également en [[biologie]] dans le [[corps humain]] par exemple le [[Appareil cardiovasculaire|système cardiovasculaire]]<ref>{{Article|langue=en-US|titre=The Circulatory System: The Hydraulics of the Human Heart|périodique=Industrial Outpost - The Official News Source of PSC|date=2016-08-29|lire en ligne=http://www.industrialoutpost.com/human-circulatory-system-heart-modern-hydraulic/|consulté le=2017-04-06}}</ref>. L'[[Écoulement à surface libre|hydraulique à surface libre]] est la branche de l'hydraulique étudiant les débits des écoulement à surface libres, comme les [[Rivière|rivières]], les [[Canal (voie d'eau)|canaux]], les [[Lac|lacs]], les [[Estuaire|estuaires]] et les [[Mer|mers]].
-== Définitions ==
-Anciennement, l'hydraulique désignait la science qui enseigne à mesurer, à diriger et à élever les eaux. Les machines hydrauliques désignaient principalement les [[pompe]]s employées à cet effet. L'hydraulique était alors du ressort du [[fontainier]] et de ses ouvriers spécialisés : les [[pompier]]s, spécialisés dans la fabrication et l'entretien des pompes, et les [[plombier]]s, spécialisés dans le façonnage du plomb<ref>[[Joseph Morisot|J.M. Morisot]], Tableaux détaillés des prix de tous les ouvrages du bâtiment. Vocabulaire des arts et métiers en ce qui concerne les constructions (fontainerie), Carilian, 1814</ref>.
-[[Louis Vicat]] lui donnera une signification supplémentaire, l'[[hydraulicité (chaux)|hydraulicité]] désignant la qualité des [[Mortier (matériau)|mortiers]], [[Plâtre|plâtres]], [[Chaux (matière)|chaux]] et [[Ciment|ciments]]  pouvant faire prise sous eau.
-Le mot '''hydraulique''' désigne de nos jours deux domaines différents :
-* les sciences et les technologies de l'[[eau]] naturelle et de ses usages : [[hydrologie]], [[hydraulique urbaine]], [[hydrogéologie]]{{etc.}} (voir le [[Portail:Eau|Portail Eau]]) ;
-* les sciences et les technologies de l'usage industriel des liquides sous pression : [[hydrostatique]] et [[hydromécanique]], [[oléohydraulique]], [[moteur hydraulique]], [[pompe oléohydraulique]], [[presse hydraulique]], [[machine hydraulique]]{{etc.}}
-== Champs d'études de l'hydraulique ==
-Les champs d'études qu'elle propose regroupent plusieurs domaines :
-* les [[machine hydraulique|machines hydrauliques]] (voir [[hydromécanique]] et [[oléohydraulique]]) ;
-* les écoulements de [[fluide incompressible|fluides incompressibles]] en [[conduite hydraulique|conduite]] ou à [[Écoulement à surface libre|surface libre]] ;
-* l'[[énergie hydraulique]] ;
-* l'[[hydraulique urbaine]] ;
-* l'[[hydraulique fluviale]] ;
-* l'[[Écoulement en charge|hydraulique en charge]] ;
-* les [[canal (voie d'eau)|canaux]].
-== Historique ==
-Le mot ''hydraulique'' vient du mot [[grec ancien|grec]] ὑδϱαυλικός (''hydraulikos'') qui vient de ὕδϱαυλος qui signifie ''orgue à eau'' qui dérive à son tour de ὕδωϱ ([[eau]]) et de αὐλός ([[plomberie|tuyaux]]).
-Dans le monde méditerranéen, les premiers grands maîtres de cette science furent [[Héron d'Alexandrie]] et [[Ctésibios]]. Ainsi ce dernier perfectionna la [[clepsydre]], inventa un [[Ascenseur#Dénominations|monte-charge]] et un [[orgue hydraulique]], l'hydraule.
-De manière générale, le [[fluide (matière)|fluide]] utilisé dans les systèmes hydrauliques ([[eau]] ou [[huile]]) est incompressible. Une [[pression]] est appliquée au fluide par l'intermédiaire d'un [[Piston (mécanique)|piston]] dans un [[cylindre]], provoquant une pression équivalente sur un autre piston qui délivre l'énergie. Si la [[superficie|surface]] du second piston est supérieure à celle du premier, alors la [[force (physique)|force]] exercée par le second piston est supérieure à celle appliquée au premier piston. C'est le principe de la [[presse hydraulique]], qui a été découvert en [[1650]] par [[Blaise Pascal]] et mis en application en [[1785]] par [[Joseph Bramah]].
-Un des fondateurs de l'hydraulique moderne a été [[Benedetto Castelli]], élève de [[Galilée (savant)|Galileo Galilei]].
-== Système à air comprimé versus hydraulique ==
-La compression d'un [[gaz]] dégage de la [[chaleur (sensation)|chaleur]], qui est une [[énergie]] perdue. Plus la [[pression]] est élevée, plus la chaleur dégagée est importante. Le rendement est donc plus faible.
-Inversement, avec un liquide incompressible (huile, eau), la chaleur dégagée lors de la mise en pression n'est due qu'aux [[frottement]]s (déplacement du liquide) et augmente peu avec la pression. On obtient donc des rendements largement supérieurs à ceux obtenus avec des systèmes à [[air comprimé]].
-La perte d'énergie due à la circulation d'un fluide dépend : de la longueur du conduit, du diamètre du conduit, des obstacles au déplacement du fluide, de sa vitesse, de la masse volumique du fluide (eau : {{formatnum:1000}} g/l ; air non compressé : {{unité|1.3|g}}/l).
-Mais autant les fuites d'air ont souvent des effets négligeables, ce n'est pas le cas des fuites d'huile (pollution, risque d'incendie, etc.) ou des fuites d'eau (oxydation des pièces voisines, etc.).
-== Les études hydrauliques ==
-Il existe plusieurs types d'études hydrauliques. Ces études consistent à calculer les hauteurs d'eau et les vitesses d'écoulement dans une section mouillée. Toutes ces études utilisent des équations comme celle de Manning-Strickler, Bernouilli, Colebrook ou [[Adhémar Barré de Saint-Venant|Barré Saint Venant]]. Il est possible de classifier les études hydrauliques en fonction de la complexité des modèles utilisés :
-* méthode classique simple sans modélisation (utilisation sans perte de charge complexe ou d'influence aval - souvent dans des sections régulières comme des conduites circulaires, rectangulaires, des fossés en V ou de forme trapézoïdale)
-* modélisation 1D (utilisée dans les domaines des risques majeurs  - inondation de vallées)
-* modélisation casier (utilisée dans les domaines des risques majeurs  - inondation de plaines)
-* modélisation 1D/2D (utilisée dans les domaines des risques majeurs  - inondation de vallées et de plaines et milieu urbain)
-* modélisation 3D (utilisée surtout dans les domaines de l'aérospatiale ou l'automobile)
-Les outils de modélisation sont nombreux et bien souvent payants mais il existe des logiciels gratuits comme [[HEC-RAS]] ou EPANET. Les codes de calculs de ces outils sont aussi performants que les outils payants mais l'interface est moins bien travaillé.
-Dans la législation française (code de l'urbanisme), les permis de construire ou les permis d'aménager sont instruits avec une demande d'[https://www.ingesurf.fr/faq/etude_ou_notice.php étude hydraulique ou notice hydraulique] permettant d'expliquer à l'administration la gestion des eaux pluviales du futur projet. Certains projets peuvent être en plus soumis au code de l'environnement en fonction de leur importance et de leur impact sur les milieux aquatiques. Les porteurs de projet doivent alors faire valider un dossier appelé dossier "loi sur l'eau" basé sur une étude hydraulique.
-== Le réseau hydraulique ==
-Un réseau hydraulique est typiquement composé de :
-* [[récipient|réservoir]] ;
-* [[filtre (physique)|filtres]] ;
-* [[pompe]]s ;
-* [[limiteur de pression]] (aussi appelé [[détendeur]]) ;
-* ballon anti [[coup de bélier]] (plus communément appelé « boule d'azote » dans le milieu agricole ou accumulateur de pression) ;
-* [[clapet anti-retour]] ;
-* régulateur de [[débit (physique)|débit]] ;
-* régulateur de pression ;
-* distributeurs et appareils de régulation ;
-* valves d'équilibrages ;
-* [[clapet parachute]] (notamment dans le domaine des [[Ascensoriste|ascensoristes]]) ;
-* limiteur de capacités ;
-* flexibles et conduites (en France, les conduites en plomb des années 1950 sont peu à peu remplacées par des [[Conduite en polyéthylène|conduites]] en [[polyéthylène haute densité]] couramment appelé PEHD) ;
-* clapet unidirectionnel ou [[bypass]] ;
-* récepteurs ;
-* [[pompe péristaltique]].
-== Notes et références ==
-{{Références}}
-== Bibliographie ==
-*  Pierre Guével, ''Mécanique des fluides: dynamique des fluides parfaits, écoulements laminaires des fluides visqueux et éléments d'hydraulique industrielle'', École Centrale de Nantes, 1971 {{lire en ligne|lien=http://cel.archives-ouvertes.fr/cel-00851808/}}
-*  Jacques Grinevald, ''L’Architecture hydraulique au xviii<sup>e</sup> siècle : un paradigme vitruvien'' (''Contribution à une sociologie historique de la technologie''). Itinéraires, notes et travaux, {{n°}} 2, Genève, I.U.E.D., {{date-|février 1979}}, 29,7 cm, 70 p., ill. (Polycopié.)
-*  Jacques Grinevald, « Le Monde comme architecture hydraulique », ''CoEvolution'', Paris, {{n°}} 10, Automne 1982, p. 30-33, ill.
-*  Jean-Pierre Viollet, ''L’Hydraulique dans les civilisations anciennes : 5000 d’histoire''. {{2e}} éd. Revue et corrigée. Paris, Presses de l’Écoles des Ponts et Chaussées, 2004. 24 cm, 383 p., ill. Bibliogr. p. 367-383.
-*  Jean-Pierre Viollet, ''Histoire de l’énergie hydraulique : moulins, pompes, roues et turbines de l’Antiquité au xx<sup>e</sup> siècle''. Paris, Presses de l’Écoles des Ponts et Chaussées, 2005. 24 cm, 232 p., ill. Bibliogr. p. 221-227.
 == Voir aussi ==
 {{autres projets

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Turbine à action	Roue à aubes Turbine Banki Turbine Jonval Turbine Pelton Turbine Turgo Vis d'Archimède
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Généralités : Turbine Hydraulique