Bibliographie & annexes
Présentation
INTRODUCTION
Concevoir un réseau ou une installation sanitaire impose de s’intéresser de très près aux lois fondamentales qui régissent la mécanique des fluides. L’expression de la vitesse, de l’énergie, les équations déterminant l’écoulement des liquides dans les tuyaux cylindriques, autant de concepts nécessaires aux calculs des canalisations. Pour aider à l’approche théorique, il est fait appel à des définitions ou des notions comme les coefficients pondérateurs de pointe, de simultanéité, les débits de base, probables, simultanés et instantanés. Sont déterminés ensuite, sur la base des besoins, les éléments de calcul spécifique aux canalisations qu’elles soient d’adduction, d’alimentation, d’évacuation des eaux usées et eaux-vannes. Les eaux pluviales possèdent des données de base autres, qui sont l’intensité moyenne de précipitation et le coefficient de ruissellement, caractérisant la capacité de rétention d’une surface.
Les conditions d’écoulement à l’intérieur des conduites sont impactées directement par le débit, la vitesse du fluide, le diamètre de la canalisation. Elles sont également conditionnées par la résultante des pertes de charge ; pertes locales occasionnées par les raccords, coudes, divergents et convergents des canalisations, et les commandes des appareils ; pertes dues à la géographie du réseau. Le dimensionnement des canalisations est également asservi au matériau constituant la conduite, sa nature (fonte, acier, ciment poli, béton, matière plastique), la qualité de sa paroi intérieure et son degré d’incrustation. Les équations théoriques sont donc corrigées pour tenir compte de ces influences multiples et en perpétuelle évolution de certains de ces matériaux.
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- Version courante de sept. 2016 par Éditions Techniques de l’Ingénieur
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Hydraulique – Pertes de charge locales| Plan de la page |
Bases de calcul
Les conditions d’écoulement « sans service en route » dans les canalisations d’adduction sont déterminées essentiellement par :
- Q : débit du fluide ;
- U : vitesse du fluide ;
- D : diamètre de la canalisation.
dans l’expression générale :
L’écoulement se fait par gravité sous l’effet de l’énergie potentielle de pression ou par refoulement. Il est généralement admis que la vitesse doit être comprise entre 0,50 m/s et 1,25 m/s ; en cas d’incendie, cette vitesse peut être majorée de 30 % environ.
I - Adduction d’eau par gravité
Paramètres élémentaires
On est conscient que la formule donnant le débit en fonction de la section de la canalisation et de la vitesse comporte trois variables, la problématique est donc la suivante dans le cas d’une installation ex nihilo :
- le débit Q est déterminé par les besoins ;
- a, vitesse maximale, est limitée réglementairement à 1,50 m/s et à 2,00 m/s selon les locaux ;
- la section, donc le diamètre de la canalisation, en découle.
On peut aussi, dans le cas d’une installation existante, la section étant strictement précisée, vouloir savoir si on peut y assurer un certain débit dans les limites de vitesse autorisées ; on verra que c’est finalement ce qui se passe lors de la manipulation des abaques ou de la lecture des tables précalculées.
Variables
On se souvient d’autre part que l’expression fondamentale de l’écoulement dans les conduites sous pression, après développement mathématique de l’équation de Bernoulli est :
DJ/4 = ∅ × U
dans laquelle :
- D : diamètre de la canalisation ;
- J : perte de charge unitaire ;
- U : vitesse du fluide ;
- ∅ : coefficient dépendant de la paroi de la canalisation et du poids spécifique du fluide.
On a finalement plusieurs démarches possibles à partir de quatre variables dont particulièrement...
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Hydraulique - Conditions d’écoulement dans les conduites
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