Olivier COSTE
Ingénieur ENSPG
Un système fluide en eau est un assemblage plus ou moins complexe de différents dispositifs contenant ou faisant circuler de l'eau. Afin de respecter les objectifs du circuit, sa conception doit être réalisée avec le plus grand soin. Connaissances techniques minimales, méthodes de réalisation : cet article détaille ainsi, de manière simplifiée, l'ensemble du processus à suivre pour concevoir un tel circuit. Les étapes présentées vont de la définition du besoin avec la rédaction du cahier des charges fonctionnel, jusqu'à la mise en service du circuit (rédaction des programmes d'essais) en passant par les étapes de conception préliminaire (architecture et dimensionnement des composants).
Pour concevoir un système véhiculant de l'eau, il est nécessaire de maîtriser les bases théoriques de mécanique des fluides. C'est l'ensemble de ces connaissances à avoir a minima que présente cet article. Sont ainsi détaillées les notions de physique et les principes qui régissent le comportement de l'eau dans de tels circuits : grandeurs hydrauliques (viscosité, compressibilité, thermosiphon...), principes de transfert de chaleur (convection, conduction, rayonnement), notions liées à la filtration (colmatage, filtrat, suspension...), grandeurs et lois chimiques (loi de Henry, cristallisation, pH de l'eau...), caractéristiques des canalisations (pression, diamètre...).
La réalisation de systèmes fluidiques fait appel à des savoirs spécifiques (physiques, chimiques, mécaniques…) mais également à des méthodes précises. Pour faciliter la compréhension de ce type de réalisation, l'article présente un cas pratique de conception d'un circuit fluide en eau. Les différents circuits, bien que fictifs, sont représentatifs des situations rencontrées en ingénierie. Les schémas de principe ainsi détaillés représentent des circuits variés, comme celui du relevage, de la collecte, de la purge, ou encore de refroidissement. A chaque schéma, sont précisées la fonction principale du circuit, les différentes fonctions techniques, les solutions techniques envisageables et une justification sommaire des choix.