Pays-Fort / Sologne

NOTIONS D’HYDRAULIQUE

APPLIQUEES AUX

SAPEURS-POMPIERS

Préparation Examen du Brevet de J.S.PArgent sur Sauldre

Préparation Examen du Brevet de Cadet J.S.P

1/ L’hydraulique définition

2/ La Pression

3/ Le débit (rappel)

4/ Les pertes de charges (J)

5/ Petits problèmesd’hydrauliques

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1/ L’hydrauliqueL’hydraulique :

C’est une science mixte basée en partie surle théorie hydrostatique et hydrodynamique des liquides.

•Hydrostatique : l’eau ne bouge pas !( étude de l’équilibre des liquides)

•Hydrodynamique : l’eau bouge ou circule dans les tuyaux par exemple. (étude des mouvements des liquides)

•Donc l’hydraulique c’est la science des lois de l’écoulement des liquides.

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L’hydraulique

Pour nous Sapeurs-pompiers il est important de comprendre certaines grandeurs qui détermine, l’écoulement de l’eau dans les tuyaux.

Il s’agit de :

- La pression;

- Du débit;

- Des pertes de charges (J).

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2/ La Pression

La Pression :

C’est une force exercée sur une unité de surface plus la surface est petite, plus la pression est élevée.

Force pressante

PRESSION = ----------------------------

Surface pressée

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Exemple:

Un homme marchedans la neige avec des chaussures

IL S’ENFONCE

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Il chausse des Il chausse des raquettes et raquettes et marche marche àà nouveau nouveau dans la neige sans dans la neige sans s'enfoncer.s'enfoncer.

�� Son poids, c'estSon poids, c'est--àà--dire la force dire la force transmise transmise àà la neige la neige n'a pas varin'a pas variéé..

Même exemple mais :Argent sur Sauldre

Il existe différents types de pressions :

- La pression atmosphérique :

C’est la pression que l’air exercedans tous les sens sur tous les corps.

Cette pression atmosphérique peut soutenirune colonne d’eau de 10 m de hauteur environ avec une section de 1 cm², ce qui correspond à P = 1,013 bar.

- La pression statique, lorsque l’eau n’estpas en mouvement (ex: dans un P.I).

- La pression dynamique, lorsque l’eaueffectue un mouvement, elle s’écoule (ex : l’eau qui sort d’une L.D.V).

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Les Unités de pression :

En hydraulique, l'unitEn hydraulique, l'unitéé de mesure utilisde mesure utiliséée este est le bar (b) le bar (b) ; ; Une pression de 1 bar correspond au poids d'une Une pression de 1 bar correspond au poids d'une colonne d'eau de 10 mcolonne d'eau de 10 mèètres de hauteur sur une surface tres de hauteur sur une surface de 1 cm2.de 1 cm2.Le symbole de la pression est la lettre Le symbole de la pression est la lettre P.P.1 Newton = 9,81 KgF. 1 Newton = 9,81 KgF. 1 KgF/cm1 KgF/cm²² »» 100 000 Pascal = 1 bar.100 000 Pascal = 1 bar.

Force (KgF)

P = ------------------------- = bars

Surface (cm²)

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3/ Le DébitLe Débit : (Q)

Le débit d’une conduite d’eau ou d’un établissement est égal à la quantité d’eau qui en sort pendant un temps donné.

Le débit s’exprime en mètre cube par heure(m3/h.

Volume d’eau (m3)

Q = -------------------------- = m3/h

Temps (heures)

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Nota :Il est utile de comprendre que:Il est utile de comprendre que:

* * Contrairement Contrairement àà la pressionla pression, le d, le déébit qui entre bit qui entre dans un systdans un systèème est le même que le dme est le même que le déébit qui sort bit qui sort de ce systde ce systèème quand un rme quand un réégime permanent est gime permanent est éétabli.[(Qtabli.[(Q°°)=()=(QfQf) si P=) si P=ctecte]]

* De la même mani* De la même manièère, lorsqu'une veine fluide re, lorsqu'une veine fluide arrive arrive àà une division, une division, le dle déébit peut se diviser en bit peut se diviser en parties parties éégales ou ingales ou inéégales mais le total des dgales mais le total des déébitsbitsdans les dans les éétablissements est tablissements est éégal au dgal au déébit d'entrbit d'entréée e du systdu systèème. me.

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4/ Les pertes de chargesOn appelle pertes de charge la diffOn appelle pertes de charge la difféérence de pression de l'eau rence de pression de l'eau entre son entrentre son entréée et sa sortiee et sa sortiede l'de l'éétablissement de tuyaux. tablissement de tuyaux. Elles sont dues aux frottements de l'eau contre les parois des Elles sont dues aux frottements de l'eau contre les parois des tuyaux et tuyaux et àà la diffla diff éérence de niveau entre les extrrence de niveau entre les extréémitmit éés de s de l'l' éétablissement.tablissement.Elles s'expriment en bars par hectomElles s'expriment en bars par hectomèètre tre (100 m).(100 m).Leur symbole est (J) b/hm .Leur symbole est (J) b/hm .

L.D.V

250 L/min

P°= 6 barsPression engin ?

J = 0,6 b/hm

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EAU

Le frottement des molécules d’eau sur les paroies du tuyauxprovoquent les pertes de charges

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Lois des pertes de charges :

1) Directement proportionnelle à la longueur de l’établissement

2) Proportionnelles au carré du débit

3) Inversement proportionnelle au diamètre du tuyau

4) Elles sont fonction de la rugosité du tuyau(toile ou P.I.L)

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�� PROPORTIONNELLE A LA PROPORTIONNELLE A LA LONGUEUR DU TUYAU.LONGUEUR DU TUYAU.

C'est C'est àà dire qu'elles sont d'autant plus dire qu'elles sont d'autant plus grandes que l'grandes que l'éétablissement de tuyau est tablissement de tuyau est long. long.

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�� PROPORTIONNELLE AU PROPORTIONNELLE AU CARRE DU DCARRE DU DÉÉBIT.BIT.

�� C'est C'est àà dire que pour un même dire que pour un même diamdiamèètre de tuyau, plus le dtre de tuyau, plus le déébit est bit est grand, plus la perte de charge est grand, plus la perte de charge est grande. grande.

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INVERSEMENT PROPORTIONNELLE INVERSEMENT PROPORTIONNELLE AU DIAMAU DIAM ÈÈTRE DU TUYAU.TRE DU TUYAU.

�� C'est C'est àà dire qu'dire qu' àà ddéébit identique la bit identique la perte de charge est d'autant plus petite perte de charge est d'autant plus petite que le diamque le diamèètre du tuyau est grand, et tre du tuyau est grand, et inversement. inversement.

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�� FONCTION DE LA RUGOSITFONCTION DE LA RUGOSIT ÉÉDU TUYAU.DU TUYAU.

�� C'est C'est àà dire qu'elle sera d'autant plus dire qu'elle sera d'autant plus grande que l'intgrande que l'intéérieur du tuyau sera rieur du tuyau sera moins lisse.moins lisse.

Pertes de charges dues aux Pertes de charges dues aux frottements dans les tuyaux frottements dans les tuyaux àà Paroi Interne Lisse Paroi Interne Lisse

pour LDV 80/250, 250/500 et 500/1350pour LDV 80/250, 250/500 et 500/1350..

NATURE DE LA LANCE

PRESSION MINIMALE A

LA LANCE

DEBIT de la lance

DIAMETRE des Tuyaux

PERTE DE CHARGE pour 20m.

LDJR 40 6 bars 250 l/mn 45 mm 0,300 barLDJR 65 6 bars 500 l/mn 45 mm 1,200 bar

LDJR 1000 6 bars 1 000 l/mn 70 mm 0,600 barNOTA: Pour les établissements en tuyaux de 45 mm ne pas dépasser 80m de longueur.

pour 1LDJR 65 sont de 0,600 bar pour 100 m.

pour 2 LDJR 65 sont de 2,400 bars pour 100 m.

- Les pertes de charge dans les tuyaux de 70 mm pour alimenter une division

- Les pertes de charge dans les tuyaux de 70 mm pour alimenter une division

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5/ Problèmes d’hydrauliqueConséquences des pertes de charges :

NOUS CONSTATONS QUE L'NOUS CONSTATONS QUE L'ÉÉCOULEMENT DE COULEMENT DE L'EAU DANS LES TUYAUX D'INCENDIE, ENTRAINE L'EAU DANS LES TUYAUX D'INCENDIE, ENTRAINE UNE PERTE DE CHARGE QUI DIMINUE LA UNE PERTE DE CHARGE QUI DIMINUE LA PRESSION A LA LANCE.PRESSION A LA LANCE.

IL FAUT DONC COMPENSER CETTE PERTE DE IL FAUT DONC COMPENSER CETTE PERTE DE CHARGE PAR UNE AUGMENTATION DE LA CHARGE PAR UNE AUGMENTATION DE LA PRESSION A L'ENGINPRESSION A L'ENGIN--POMPEPOMPE

Méthodologie du problème d’hydraulique

• Lire l’énoncé plusieurs fois si nécessaire

• Faire un schéma simple qui regroupe les donnéestechniques de cet énoncé

• Renseigné le schéma avec les données chiffrées

• Convertir les mètres en hectomètres

• Repérer par des lettres les différentsétablissements (de tuyaux de 45 et70 mm ..)

• Introduire tous vos calcul par une phrase simple

• Calculer la pression necessaire à l’engin en déterminant les pertes de charges

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