Eau potable (AEP)

Pertes de charge en conduite (Colebrook)

Vitesse, nombre de Reynolds et perte de charge linéaire d'une conduite en charge (Colebrook-White / Darcy-Weisbach).

Aide à la décision— outil de pré-arbitrage de conception. Ce n'est pas un calcul réglementaire officiel et ne remplace pas une étude réalisée par un bureau d'études agréé.

À utiliser quand Pour choisir le diamètre d'une conduite d'eau potable en charge : on calcule la vitesse et la perte de charge linéaire pour chaque diamètre candidat, à comparer à la pression disponible.

Conduite en charge : vitesse v, ligne piézométrique (pente j)

Entrées

DébitL/s

Diamètre intérieurmm

Rugosité absolue kmm

Viscosité cinématique νm²/s

Résultats

Vitesse1.075m/s

Appréciation vitesseVitesse correcte (0,5–1,5 m/s)OK

Nombre de Reynolds82663

Coefficient de frottement λ0.0226

Perte de charge linéaire13.3m/km

Perte de charge linéaire1.33bar/km

Vitesse dans la conduite

Comment ça marche

1Vitesse moyenne v = débit ÷ section (π·D²/4). En AEP on vise environ 0,5 à 1,5 m/s.
2Nombre de Reynolds Re = v·D/ν : il situe le régime (turbulent au-delà de ~4000, ce qui est le cas courant).
3Coefficient de frottement λ par Colebrook-White (turbulent rugueux), fonction de la rugosité relative k/D et de Re.
4Perte de charge linéaire j = λ·v²/(2·g·D), exprimée en m par m puis en m/km (× 1000).
5Comparer la perte de charge totale (j × longueur) à la pression disponible (module Contrôle de pression).

Formules

Vitesse : v = Q / (π·D²/4)
Reynolds : Re = v·D / ν
Colebrook : 1/√λ = −2·log₁₀( k/(3,7·D) + 2,51/(Re·√λ) )
Perte de charge : j = λ · v² / (2·g·D) (m/m), × 1000 → m/km

Domaine de validité

•Conduite en charge, écoulement permanent. Pour un écoulement gravitaire à surface libre, utiliser Manning-Strickler.
•Valeurs issues de Colebrook-White : elles peuvent différer de quelques pour-cent des abaques publiés selon la viscosité (température) et la rugosité retenues.
•Vise une vitesse de 0,5 à 1,5 m/s : trop lent favorise les dépôts et la dégradation de la qualité de l'eau, trop rapide (> 2 m/s) majore les pertes et le risque de coup de bélier.

Enchaînement des calculs

Donnée d'entréeBesoins en eau & débit de pointeFournit le débit de pointe domestique à faire transiter. Donnée d'entréeDéfense incendie (poteaux)Fournit le débit de défense incendie (souvent dimensionnant). Étape suivanteContrôle de pression du réseauLa perte de charge linéaire j alimente le contrôle de la pression résiduelle. Voir aussiHazen-Williams — écoulement en chargeAutre formule de perte de charge en charge (coefficient C plutôt que rugosité absolue).