Hydraulique

Equilibrage hydraulique d'une installation - Source Comap

Dans une habitation, un circuit hydraulique permet une distribution d’eau vers vos robinets de cuisine ou de salle de bain par exemple, mais il peut également distribuer de l’eau chaude vers des solutions de chauffage, ou de l’eau glacée vers des solutions de climatisation.

La définition du terme hydraulique

Le terme “hydraulique” peut être un adjectif exprimant tout ce qui est relatif au liquide et l’eau en règle générale. Il peut s’agir de son écoulement, de son mouvement ou de sa circulation. Le terme “hydraulique” peut également définir la science qui étudie la mécanique des fluides. Il peut s’agir de technologies utilisant des liquides sous pression comme pour le fonctionnement de machines hydrauliques par exemple, ou des aspects techniques de l’hydraulique urbain entre autres.

Les domaines de l’hydraulique

Voici quelques domaines dans lesquels l’hydraulique est au coeur des études et des technologies :

• L’énergie hydraulique définit l’énergie qui est créée grâce au mouvement de l’eau.
• L’hydraulique fluviale définit les études des cours d’eau naturels ou artificiels.
• L’architecture hydraulique définit le travail de conception et de construction d’ouvrages permettant de maîtriser l’eau, que ce soit le stockage, la distribution, l’évacuation, l’adduction ou même le franchissement.
• L'hydraulique urbaine permet d’analyser et de concevoir des réseaux de distribution d’eau potable mais également d’évacuation des eaux pluviales ou usées en milieu urbain. Le terme “assainissement” est alors couramment employé.
• Les machines hydrauliques utilisent l’énergie hydraulique pour leur fonctionnement. C’est le cas, par exemple, de certains engins de chantier.

Les unités de mesure

Il existe plusieurs unités de mesure quand il s’agit d’un réseau hydraulique :

• La température

En France, la température de l’eau est exprimée en degré Celsius (°C). Dans les pays anglo-saxons, elle est exprimée en degré Fahrenheit (°F). L’unité de mesure du Système International des températures destinée au monde scientifique est le kelvin (K). Dans cette unité de mesure le zéro absolu correspond à - 273,15 °C.
L’eau qui descend sous le seuil de 0 °C se transforme en glace, et quand elle franchit la température de 100 °C, elle entre en ébullition.

• Le débit

Afin de mesurer le débit de l’eau, exprimé en mètre cube par seconde (m3/s) ou par la lettre Q à l’international, il est possible d’utiliser un débitmètre. En effet, cet appareil permet de mesurer le débit d’un fluide, qu’il soit liquide ou gazeux, dans une section constante, comme une canalisation par exemple.

• La pression

L’unité de mesure pour exprimer la pression hydraulique dans le Système International est le pascal (Pa). Une pression de 1 Pa équivaut à une force de 1 newton exercée sur une surface d’un mètre carré. Quand il s’agit de pression hydraulique, l’unité de mesure employée également est le bar, qui correspond à 100 000 Pa ou 100 kilonewtons par mètre carré. La pression de l’eau définit donc l’intensité de la force qu’elle exerce par unité de surface.

L’énergie hydraulique

L’énergie hydraulique utilise le mouvement de l’eau, il s’agit donc d’une énergie renouvelable qui, de plus, n’est pas émettrice de gaz à effet de serre, ce qui fait d’elle un des atouts à ne pas négliger de la transition énergétique. En effet, les centrales hydroélectriques permettent de créer de l’électricité grâce à la force de l’eau en mouvement. Cela peut dépendre de la hauteur d’une chute d’eau ou du débit d’un cours d’eau comme un fleuve ou une rivière par exemple. Plus la hauteur de la chute d’eau est élevée, plus la puissance de la centrale sera forte.

La production d’hydroélectricité se fait de la façon suivante :

• Un barrage est érigé pour retenir l’écoulement naturel de l’eau, comme sur un fleuve par exemple. Ce barrage va permettre de stocker des volumes d’eau très importants, c’est ce qui est nommé “lac de retenue”.
• Les vannes présentes sur le barrage sont ouvertes pour laisser l’eau s’échapper vers les conduites forcées qui mènent, en contrebas, à la centrale hydraulique.
• Le mouvement de l’eau et sa force font tourner des turbines, puis fonctionner un alternateur qui produit de l’électricité. L’énergie ainsi produite est un courant électrique alternatif.
• Un transformateur permet d’augmenter la tension du courant afin que celui-ci puisse être évacué et distribué par un réseau de lignes à haute-tension.
• L’eau finit ensuite sa route dans un canal dédié, nommé “canal de fuite”.

Le réseau hydraulique

Quand il s’agit de l’habitat, un réseau hydraulique peut alimenter une solution de chauffage ou de refroidissement. Il peut également fournir de l’eau potable et permettre la bonne évacuation des eaux usées. Le circuit de canalisation peut alors être constitué de tubes ou tuyaux en cuivre, en acier ou en PVC pour les évacuations. Pour permettre à l’eau de circuler ou d’être stoppée, des vannes sont installées sur tout le réseau. Pour alimenter les points d’eau de votre maison, comme votre cuisine ou votre salle de bain par exemple, ce sont des robinets ou des mitigeurs qui sont alors installés.

Le réseau hydraulique vient alimenter les équipements qui permettent une production d’eau chaude sanitaire, comme un chauffe-eau ou un ballon d’eau chaude, mais également ceux qui distribuent de l’eau chaude dans un réseau de chauffage. Ainsi, un chauffage central permet une distribution d’eau chaude par un plancher chauffant ou des radiateurs à eau chaude. Parmi les éléments qui constituent un réseau hydraulique raccordé à une chaudière, il y a également les soupapes de sécurité, les vannes de purge et de vidange, ainsi que le vase d’expansion entre autres. Celui-ci permet de maintenir une pression régulière dans votre circuit hydraulique.