Introduction
Cette ressource pédagogique numérique est basée sur le livre suivant :
O. Thual, Hydraulique pour l'ingénieur généraliste, Cépaduès-Éditions, 2018[1]
que l'on peut commander à l'adresse suivante :
http://www.cepadues.com/livres/hydraulique-pour-ingenieur-generaliste-9782364936461.html
Attention : Errata de la version 1 du livre
page 32, formulaire encadré pour la charge hydraulique des écoulements à surface libre. Remplacer \(\displaystyle {V^2 \over { \color{red} \rho }\, g}\) par \(\displaystyle {V^2 \over 2 \, g}\).
page 59, exercice 4. Supprimer la question 2 (corrigé inexact, question à déplacer après la question 4, prendre en compte la perte de charge dans la conduite).
page 68, entre les équations (5.9) et (5.10). Inverser ``diminue'' et ``augmente''
\(Fr > 1\) : la profondeur \(y\) augmente, le régime est dit torrentiel.
\(Fr < 1\) : la profondeur \(y\) diminue, le régime est dit fluvial.
Attention : Errata de la version 2 du livre
page 50, figure 4 : \(f_{lami}(Re)\) au lieu de \(f_{lami}(r)\)
Remarque :
Cet ouvrage a été développé à l'occasion de la formation "Hyraulique fondamentale'' dans le cadre d'une collaboration entre l'Unité de Formation pour la Performance Industrielle (UFPI) de l'entreprise "Électricité De France'' (EDF) et l'École Nationale Supérieure d'Électrotechnique, d'Électronique, d'Informatique, d'Hydraulique et des Télécommunications (ENSEEIHT) de l'Institut National Polytechnique de Toulouse (Toulouse INP).
Le bagage mathématique nécessaire pour aborder ce cours est volontairement réduit au minimum. L'objectif de cet ouvrage est de permettre une compréhension des concepts théoriques de base pour s'orienter vers l'étude de phénomènes pratiques rencontrés dans le cadre des aménagements hydrauliques ou de leur exploitation. Sans viser une maitrise complète des théories de l'hydraulique, l'ouvrage a pour but d'expliquer, parfois de démontrer, les formules indispensables plutôt que de les expliciter sans justification.
Méthode : Vidéo de présentation de la ressource pédagogique numérique
Complément : Contenu du livre
L'ouvrage s'adresse aux ingénieurs généralistes, agents de maitrise ou étudiants de licence qui n'ont pas obligatoirement suivi de formation en mécanique des fluides ou en mécanique des milieux continus. Un effort est effectué pour faire appel aux notions de physique et de mathématiques les plus simples pour expliquer les concepts de base de l'hydraulique en vue de leurs applications à des situations concrètes.
L'ouvrage présente les principaux concepts utiles pour comprendre, décrire et calculer les phénomènes les plus courants rencontrés dans les applications pratiques faisant intervenir l'hydraulique. Le premier chapitre est un rappel d'hydrostatique qui débouche sur la notion de travail fourni par une presse hydraulique. Le passage à la puissance d'une centrale hydroélectrique en régime stationnaire met en évidence la notion de pertes de charge qui est au coeur de l'ouvrage.
Le chapitre 2 définit la charge hydraulique pour les écoulements souterrains, en charge ou à surface libre. La loi de Darcy pour les écoulements dans des milieux poreux est illustrée par quelques exemples.
Le chapitre 3 relie les pertes de charge au frottement sur les parois. Le coefficient de frottement est présenté à l'aide d'une analyse dimensionnelle. Sa détermination à l'aide du diagramme de Moody est illustrée à l'aide d'exemples concrets.
Le chapitre 4 traite de l'hydraulique en charge à l'aide des formules de Colebrook ou de Hazen-Williams.
Le chapitre 5 traite de l'hydraulique à surface libre à l'aide de la formule de Manning-Strickler, présentée à partir des régimes rugueux du diagramme de Moody. Les notions de nombre de Froude, de hauteurs critique ou normale, de régime fluvial ou torrentiel et de courbes de remous y sont présentées.
Les régimes instationnaires sont abordés au chapitre 6 sous l'angle des petites intumescences pour les écoulements à surface libre et des coups de béliers pour les écoulements en charge.
Le dernier chapitre ouvre vers des sujets comme les lois de débits à travers des orifices et des déversoirs ou la détermination du point de fonctionnement d'un réseau hydraulique alimenté par une pompe. Ces notions sont illustrées à l'aide d'une maquette hydraulique conçue pour cet ouvrage.