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Coup de bélier et cheminée d'équilibre


Frédéric Élie, mai 2014

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Lorsque, dans une conduite, on fait varier brusquement le débit d'un liquide par une action quelconque (telle la fermeture d'une vanne, par exemple), un régime instationnaire apparaît dans le tronçon amont de la conduite. Ce régime est principalement caractérisé par la propagation d'ondes hydrauliques qui véhiculent une énergie élastique non négligeable (ondes de pression), suffisamment parfois pour apporter des dommages aux installations. Ces phénomènes sont assez courants (vous avez sans doute quelques fois remarqué qu'en fermant brutalement un robinet d'eau chez vous vous entendiez des tressautements dans les tuyaux), mais lorsqu'il s'agit de circuits destinés à l'alimentation de centrales hydrauliques (usines hydro-électriques notamment) produisant des centaines et des milliers de kilowatts, avec des débits d'écoulement très importants (plusieurs dizaines de mètres cubes par seconde), ces inconvénients doivent impérativement être évités. Une des techniques consiste à recourir à des dispositifs anti-bélier, parmi lesquels on notera les cheminées d'équilibre: celles-ci consistent à transformer les ondes de pression très énergétiques en oscillations en masse où l'énergie est amortie.

Cet article présente, moyennant quelques calculs d'hydraulique, le phénomène du coup de bélier et le principe des cheminées d'équilibre.

© Frédéric Éliehttp://fred.elie.free.fr, mai 2014