NOTIONS DHYDRAULIQUE

1. NOTIONS D'HYDRAULIQUE APPLIQUÉES AUX TECHNIQUES DES SAPEURS-POMPIERS

2. HYDRAULIQUE

3. I- HYDRAULIQUE 1°- GÉNÉRALITÉS : L'objectif des équipes de sapeurs-pompiers est bien sûr d'éteindre le feu. Mais pour cela il est souvent nécessaire d'utiliser de l'eau. Nous prendrons comme notion première de départ qu'il n'est pas utile de faire plus de dégâts avec l'eau que n'en aurait fait le feu lui-même.

4. La satisfaction de la mission bien accomplie est donc obtenue quand le feu est éteint avec juste ce qu'il faut d'eau pour le faire. Atteindre ce double objectif est un travail d'équipe et chacun dans sa fonction, du sapeur à l'officier, doit avoir l'expérience et la connaissance nécessaires des phénomènes hydrauliques.

5. En hydraulique, l'unité de mesure utilisée est le bar (b) ; Une pression de 1 bar correspond au poids d'une colonne d'eau de 10 mètres de hauteur sur une surface de 1 cm2. Le symbole de la pression est la lettre P. Les unités de pression

6. le pascal , contrainte qui, agissant sur une surface plane de 1 m2, exerce sur cette surface une force totale de 1 newton. En fait, le nom de bar est donné au multiple décimal valant cent mille pascals. NOTA : L'unité légale de contrainte et de pression est :

7. Le débit c'est la quantité d'eau (volume en mètre cube) qui s'écoule dans un établissement par unité de temps (en secondes). Le symbole du débit est la lettre Q. LE DÉBIT

8. Contrairement à la pression, le débit qui entre dans un système est le même que le débit qui sort de ce système quand un régime permanent est établi. De la même manière, lorsqu'une veine fluide arrive à une division, le débit peut se diviser en parties égales ou inégales mais le total des débits dans les établissements est égal au débit d'entrée du système. Il est utile de comprendre que:

9. L'unité de débit du système international (S.I .) est : Le mètre cube par seconde. (m3/s). Cette unité légale correspond dans la réalité à un débit très important par rapport aux débits qui passent dans les établissements de tuyaux d'incendie. 1 - Les unités de débit

10. Le mètre cube par heure - 1 m3/h = 2,77. 10 -4 m3/s. Le litre par minute - 1 l/mn = 1,66. 10 -5 m3/s = 0,06 m3/h. L'emploi de l'une ou l'autre de ces unités est indifférent, on émettra cependant les mêmes réserves que pour les unités de pressions quant à la cohérence des unités utilisées dans une formule. D'autres unités sont plus fréquemment utilisées, comme :

11. Selon le principe physique d'action et de réaction, les lances sont soumises à la réaction du jet, ce qui crée le recul. En raison de la vitesse de l'eau à la sortie de l'orifice de la lance, la réaction s'exerce en effet en sens inverse de son écoulement. LA RÉACTION

12. Cette force est automatiquement équilibrée par une force d'intensité égale et de sens opposé, appelée réaction. SCHEMA

13. On appelle réaction à la lance, la force que doit fournir le porte-lance pour compenser le recul de celle-ci. Le recul augmente avec la pression à l'orifice (P) et la section de l'ajutage (S). On admet que la réaction R du jet sur une lance traditionnelle s'exprime par la relation : R=2SP. S = section de l'orifice en cm2 ( p R2 ) P = pression en bars. Autrement dit :

14. On appelle pertes de charge la différence de pression de l'eau entre son entrée et sa sortie de l'établissement de tuyaux. Elles sont dues aux frottements de l'eau contre les parois des tuyaux et à la différence de niveau entre les extrémités de l'établissement. Elles s'expriment en bars par hectomètre (100 m). LES PERTES DE CHARGE

15. LES APPAREILS DE MESURE Pour mesurer le débit ou la pression d'une bouche ou d'un poteau d'incendie on utilise des appareils adéquats.

16. MESURE DE LA PRESSION On utilise un contrôleur de pression.

17. MESURE DU DÉBIT On utilise un débitmètre.

18. LES PERTES DE CHARGE

19. Les causes principales des pertes de charge sont dues 1°) au frottement du filet d'eau contre les parois ; 2°) à la différence de niveau entre l'origine et l'extrémité de l'établissement. (Dénivellation)

21. PROPORTIONNELLE A LA  LONGUEUR DU TUYAU C'est à dire qu'elles sont d'autant plus grandes que l'établissement de tuyau est long.

22. PROPORTIONNELLE AU CARRE DU DÉBIT C'est à dire que pour un même diamètre de tuyau, plus le débit est grand, plus la perte de charge est grande.

23. INVERSEMENT PROPORTIONNELLE  AU DIAMÈTRE DU TUYAU C'est à dire qu'à débit identique la perte de charge est d'autant plus petite que le diamètre du tuyau est grand, et inversement.

24. FONCTION DE LA RUGOSITÉ DU TUYAU C'est à dire qu'elle sera d'autant plus grande que l'intérieur du tuyau sera moins lisse.

25. CONSTATATION NOUS CONSTATONS QUE L'ÉCOULEMENT DE L'EAU DANS LES TUYAUX D'INCENDIE, ENTRAINE UNE PERTE DE CHARGE QUI DIMINUE LA PRESSION A LA LANCE. IL FAUT DONC COMPENSER CETTE PERTE DE CHARGE PAR UNE AUGMENTATION DE LA PRESSION A L'ENGIN-POMPE.

26. Tableau des pertes de charges dues aux frottements dans les tuyaux à Paroi Interne Lisse pour lances traditionnelles. NOTA: Ce tableau est uniquement valable pour les lances conventionnelles.

27. Pertes de charges dues aux frottements dans les tuyaux à Paroi Interne Lisse pour LDV 80/250, 250/500 et 500/1350 .

28. La perte de charge due à la différence de niveau est

29. FONCTION DE LA DÉNIVELLATION QUI PEUT ÊTRE POSITIVE SUIVANT QUE L'ON MONTE ENTRE LE POINT D'EAU ET LE POINT D'ATTAQUE .

30.  OU NÉGATIVE SUIVANT QUE L'ON DESCEND ENTRE LE POINT D'EAU ET LE POINT D'ATTAQUE .

31. PERTE DE PRESSION DUE A LA DÉNIVELLATION Pour simplifier il faut retenir, qu'une hauteur de 10,33 m d'eau équivalait à 1 bar. Chaque fois que l'on aura à faire monter l'eau de 10 mètres (approximation de 10,33 m ), il faudra utiliser une pression de 1 bar qui s'ajoutera à la perte de charge due aux frottements. Par le même raisonnement, une descente de 10 mètres nous apportera un gain de pression de 1 bar.

32. Règles de base pour résoudre un problème d ’Hydraulique