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 – Débits et pertes de charge dans les réseaux| Plan de la page |
Le calcul des pertes de charges locales
Expression générale des pertes de charge locales occasionnées par les divers raccords et appareillages dérive de la loi de Torricelli :
h = ξ × U 2 / 2g
Avec :
- h : perte de charge en mètres de colonne d’eau (mCE) ;
- U : vitesse moyenne en mètres par seconde (m/s) ;
- g : accélération de la pesanteur, soit 9,81 m/s 2 ;
- ξ : cœfficient caractéristique de l’élément responsable de la perte de charge.
Équivalent linéaire
Il est démontré que la perte de charge produite par ces « raccords » est équivalente à celle d’une conduite rectiligne de même diamètre dont la longueur est à déterminer et désignée par l’expression « équivalent linéaire ». Cette valeur, plus facile à utiliser que le calcul à l’aide du coefficient (ξ), est fournie le plus souvent par les documents techniques des fabricants. Le tableau 1 donne l’équivalence, en mètres linéaires de conduite, des pertes de charge locales dues à la présence de quelques appareillages de commande, de contrôle ou de sécurité courants.| Diamètres | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Robinet d’arrêt à soupape | 4 | 4,50 | 6 | 8 | 10 | 13 | 16 |
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