Perte de charge tuyau incendie

Qu'est-ce que la perte de charge ?

C'est la différence de pression entre l'entrée et la sortie du tuyau. Elle est exprimée en joule (J) par hectomètre. Caque tuyau génère ses pertes de charges.

Loi des pertes de charges :

-       Directement proportionnelles à la longueur de l'établissement (L)

-       Directement proportionnelles au carré du débit (Q)

-       Inversement proportionnelles au diamètre du tuyau (D)

-       Fonction de rugosité interne du tuyau (coef. K) et de la nature du produit transporté

-       Fonction du dénivelé, 1 bar pour 10 mètres (Z)

Les pertes de charges dues à la longueur des tuyaux :

Ces pertes sont déterminées pour une longueur étalon de 100 m (L) à un débit donné correspondant au débit d'utilisation des différents accessoires.

Les pertes de charges étant directement liées à la longueur des tuyaux, nous pouvons en déduire la relation suivante :

-       Avec Js en bars (pour 100m au débit réel), c'est une valeur standard donnée par le constructeur pour un débit donné (voir tableau en fin de page)

-       L en m (étalon 100 m)

-       Jt en bars (perte de charge totale pour la longueur de l'établissement

-       Lt en m (longueur totale de l'établissement)

Donc plus l'établissement sera long plus les pertes de charges seront importantes.

Règle des carrés du débit :

Pour un débit différent dans un même tuyau, les pertes de charges seront différentes.

Les pertes de charges sont proportionnelles au carré du débit :

-       Si le débit est multiplié par 2 (Q₂ = Q₁ x 2) alors les pertes de charges sont multipliées par 2 au carré (J₂ = J₁ x 2 ²)

-       Si le débit est multiplié par 3 (Q₂ = Q₁ x 3) alors les pertes de charges sont multipliées par 3 au carré (J₂ = J₁ x 2 ²)

-       Etc...

Perte de charges J1 pour un débit Q1

Perte de charges J2 pour un débit Q2

Donc si on change sans ordre le débit de sa LDV, on risque de fausser les calculs des pertes de charges et ainsi modifier les pressions de tout l'établissement

Pertes de charges dues à la rugosité des tuyaux :

La pression à la sortie des lances est inférieure à celle de la sortie de la pompe. Ceci est dû au frottement de l'eau contre les parois des tuyaux et aux obstacles des pièces hydrauliques.

Ce sont les pertes de charges désignées par la lettre « J » dans les formules et son unité est le bar par hectomètre (b/hm)

C'est une valeur standard donnée par le constructeur pour un débit donné (voir tableau en fin de page)

les pertes de charges peuvent être très différentes d'une marque à l'autre, nous citons en exemple deux des modèles aux performances parmi les meilleurs du marché : le KrakenExo et le MegaFlow.
ils se démarquent de tous les modèles concurrents par leurs faibles pertes de charge et par leurs pressions de services très au-dessus des standards du marché Français.

Pertes de charges dues à la différence de niveau :

Elle est due à la dénivellation qui peut être soit positive, si l'on monte entre le point d'eau et le point d'attaque, ou négative, si l'on descend entre le point d'eau et le point d'attaque.

On considère qu'une dénivellation de 10 m génère une pression de 1 bar.

Donc si l'établissement est réalisé en descente, la dénivellation entrainera un gain de pression alors, qu'à contrario, si l'établissement est réalisé en montée, la dénivellation entrainera une perte de pression.

En règle générale, on utilise la formule suivante pour connaitre la pression liée au dénivellement :

Jh = H/10

-       Avec Jh étant la pression liée à la dénivellation en bars

-       H étant la dénivellation de l'établissement en m

Exemple :

Pour une montée de 15 m : +1.5 bars

Pour une descente de 15 m : -1.5 bars

Tableau des pressions et pertes de charges : ( cf photo)

Les calculs à réaliser pour trouver les bonnes pressions de refoulement à la sortie de l'engin étant désormais de plus en plus compliqués au vue des caractéristiques des lances et de la possibilité de changer de débit en fonction de nos missions, il est plus facile d'appliquer simplement des valeurs pré-calculées en fonction de divers établissements. Ces valeurs sont disponibles dans les tableaux suivants

Portée et réactions des lances :

Calcul des portées :

-Portée verticale = pression x 5

Merci à : CSP Cavaillon pour leurs explications claires et précises

Pour visiter leur site :

http://www.csp-cavaillon.com/memb_hydrau.php