COURS D’HYDRAULIQUE en PDF
HYDRAULIQUE
La partie de la mécanique qui a pour objet l’étude de l’équilibre et du mouvement des liquides ainsi que les interactions de ces derniers avec les corps solides est appelée hydromécanique ou mécanique des liquides. Si des liquides on passe aux gaz, on a affaire alors à une autre branche nommée mécanique des gaz.
Une des branches appliquées de l’hydromécanique est Yhydraulique qui est caractérisée par un ensemble déterminé de questions techniques et de problèmes avec leurs méthodes de résolution.
D’habitude, on détermine l’hydraulique comme la science qui traite des lois de l’équilibre et du mouvement des liquides ainsi que des modes d’application de ces lois à la résolution de problèmes pratiques. Cette notion doit être précisée et expliquée d’une façon plus détaillée.
L'hydraulique considère principalement les courants liquides, dirigés et limités par des parois solides, c’est-à-dire les courants dans des canaux découverts et conduites sous pression. Nous entendrons par le terme «canaux» tous les dispositifs qui limitent et dirigent les courants, y compris divers tuyaux, ajutages, éléments de machines hydrauliques et autres dispositifs à l’intérieur desquels s’écoulent les liquides.
De ce fait, on peut dire que l’hydraulique étudie principalement les écoulements intérieurs des liquides et permet de résoudre les problèmes dits «intérieurs» et non les problèmes «extérieurs» qui sont liés à l’écoulement extérieur des milieux continus autour des corps. Ce dernier cas se présente quand on considère le mouvement d’un corps solide dans un liquide ou Un gaz (dans l’air). Ces problèmes extérieurs sont étudiés par l’aéromécanique et reçoivent un développement considérable lié aux besoins de la construction aéronautique et navale.
La notion de cfluide» qu’on rencontre en hydromécanique groupe tous les corps qui sont caractérisés par leur fluidité, c'est-àdire par leur capacité de pouvoir changer aussi considérablement que l’on veut leur forme sous l’action des forces les plus faibles. De ce fait cette notion comprend aussi bien les liquides que les gaz.
Les liquides sont caractérisés par le fait qu’en petites quantités, ils prennent une forme sphérique et qu’en grandes quantités, ils forment une surface libre. Une particularité importante des liquides consiste en ce que la variation de leur volume avec la pression et la température est infime; c’est pourquoi on les considère d’habitude comme étant incompressibles. Les gaz, au contraire, sont capables de changer sensiblement leur volume sous l’action d’une pression et de se dilater d’une façon illimitée au cas où la pression fait défaut, c’est-à-dire qu’ils sont très compressibles.
Malgré cette différence, dans certaines conditions les lois du mouvement des liquides et des gaz peuvent être considérées comme identiques. La plus importante de ces conditions consiste en ce que la vitesse de l’écoulement gazeux soit faible par rapport à la vitesse de propagation du son dans le gaz considéré.
L’hydraulique étudie principalement le mouvement des liquides et, dans la plupart des cas, ces derniers sont considérés comme incompressibles. Pour ce qui est des courants gazeux intérieurs, ils ne se rapportent à l’hydraulique que dans les cas où la vitesse de leur mouvement est considérablement inférieure à celle du son et, par conséquent, quand on peut négliger leur compressibilité. De tels cas se présentent assez souvent en pratique comme, par exemple, dans le cas du mouvement de l’air à l’intérieur des systèmes de ventilation et d’autres conduites de gaz.
L’étude du mouvement des liquides et, par surcroît, des gaz est un problème beaucoup plus difficile et compliqué que l’étude du mouvement'd’un corps solide parfait. Ceci s’explique par le fait que la mécanique des corps solides envisage un système de particules reliées rigidement entre elles alors que la mécanique des fluides considère un milieu qui consiste en une infinité de particules qui se déplacent les unes par rapport aux autres.
Galilée disait qu’il est beaucoup plus facile d’étudier le mouvement d’astres infiniment éloignés de nous que celui d’un ruisseau qui coule à nos pieds.
