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Calculez les pertes de charge linéaires et singulières dans vos canalisations. Outil basé sur la formule de Darcy-Weisbach pour eau et fluides.
Estimez les pertes de charge linéaires et singulières dans vos canalisations avec la formule de Darcy-Weisbach.
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Les pertes de charge représentent la diminution de pression que subit un fluide lorsqu'il circule dans une canalisation. Elles sont causées par le frottement du fluide contre les parois (pertes linéaires) et par les singularités du réseau comme les coudes, vannes et tés (pertes singulières).
Notre calculateur utilise la formule de Darcy-Weisbach, méthode de référence en hydraulique, combinée à l'approximation de Swamee-Jain pour le coefficient de frottement :
Où f est le coefficient de frottement de Darcy, L la longueur de la canalisation, D le diamètre intérieur, ρ la masse volumique du fluide et V la vitesse d'écoulement. Le coefficient f est calculé avec l'équation de Swamee-Jain :
Le nombre de Reynolds Re = V × D / ν détermine le régime d'écoulement : laminaire (Re < 2 300), transitoire (2 300 < Re < 4 000) ou turbulent (Re > 4 000). En plomberie et chauffage, l'écoulement est presque toujours turbulent.
Le diamètre de la canalisation a un impact majeur : les pertes de charge sont proportionnelles à 1/D⁵. Doubler le diamètre réduit les pertes de charge d'un facteur 32. Cependant, un diamètre trop important augmente les coûts et les pertes thermiques. L'objectif est de maintenir une vitesse entre 0,5 et 1,5 m/s pour l'eau.
Chaque coude, vanne ou té ajoute une perte de charge singulière équivalente à plusieurs mètres de tuyauterie droite. Un coude 90° standard équivaut à environ 30 diamètres de longueur droite. Privilégiez les coudes à grand rayon et limitez les changements de direction.
La rugosité de la paroi intérieure influence directement le frottement. Le cuivre (ε = 0,0015 mm) et le PER (ε = 0,007 mm) sont les plus lisses. L'acier galvanisé (ε = 0,15 mm) génère 10 à 100 fois plus de pertes de charge à diamètre égal. Avec le vieillissement, l'entartrage augmente la rugosité effective.
La perte de charge totale du circuit détermine la hauteur manométrique totale (HMT) que doit fournir la pompe de circulation. Ajoutez 20% de marge à la perte de charge calculée pour tenir compte du vieillissement. La pompe doit être choisie pour fonctionner au point de rendement optimal (BEP) pour minimiser la consommation électrique.
La perte de charge est la diminution de pression que subit un fluide lorsqu'il s'écoule dans une canalisation. Elle est causée par le frottement du fluide contre les parois (perte linéaire) et par les obstacles comme les coudes, vannes et réductions (pertes singulières). Elle s'exprime en pascals (Pa) ou en mètres de colonne d'eau (mCE).
Pour réduire les pertes de charge : augmentez le diamètre des canalisations, limitez les changements de direction (coudes), utilisez des raccords à grand rayon, réduisez la longueur du circuit, et choisissez des matériaux à faible rugosité (cuivre, PER). Maintenir une vitesse d'écoulement modérée est essentiel.
En chauffage, la perte de charge linéaire admissible est de 10 à 20 mmCE/m (100 à 200 Pa/m). Pour l'eau sanitaire, on vise 15 mmCE/m maximum. La perte de charge totale du circuit ne doit pas dépasser la hauteur manométrique disponible de la pompe ou la pression du réseau.
Le nombre de Reynolds (Re) caractérise le régime d'écoulement : laminaire (Re < 2 300), transitoire (2 300 < Re < 4 000) ou turbulent (Re > 4 000). Il se calcule par Re = V × D / ν, où V est la vitesse, D le diamètre et ν la viscosité cinématique. En pratique, les écoulements en plomberie sont presque toujours turbulents.
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