Développement d'un outil multi-approches pour la modélisation numérique du phénomène de coup de bélier

Le coup de bélier est un phénomène de surpression qui apparaît au moment de la variation brusque de la vitesse d'un fluide, à la suite d'une fermeture/ouverture rapide d'une vanne ou du démarrage/arrêt d'une turbine ou d'une pompe. Les conditions d'écoulement sont alors instantanément modifiées à travers les fluctuations de pression, provoquant ainsi une mise en accélération très rapide du fluide. Le dépassement de la pression admissible qui en découle est souvent à l'origine de la rupture des conduites et des bris d'équipements dans les réseaux de conduites des centrales hydroélectriques, des aqueducs et des stations de pompage; ce qui a une incidence sur la sécurité, les coûts d'entretien, de maintenance et d'exploitation.

Abstract

A water hammer is defined as a pressure surge or wave caused when a fluid in motion is suddenly forced to stop or change directions. Water hammers usually occur when the flow of water into a turbine or pump decreases rapidly due to a sudden drop in the pressure head, or when a valve is suddenly closed at an end of a pipeline system. Water hammer can cause pipelines, hydroelectric plants and pumping system to break if the pressure is high enough; that has an impact on the cost of maintenance and operation. In the preliminary design of hydraulic systems, practicing engineers use a general framework to design equipment to prevent and/or mitigate any excessive pressures caused by water-hammer. In the detailed design of pipeline systems, water-hammer analysis is very important to select pipe characteristics and to specify surge control to prevent and/or mitigate any excessive pressures. The detailed design further attempts to elaborate the complete system response using various tools such as numerical modeling.