À quoi sert le calculateur de perte de charge par 100 ft ?
Cet outil estime la perte de charge par frottement dans une conduite à l'aide de l'équation de Hazen-Williams, exprimée en pieds d'eau par 100 pieds de conduite. Très répandu aux États-Unis, il sert en protection incendie (norme NFPA 13), en plomberie et en conception de réseaux de distribution d'eau, lorsque l'eau circule à pleine section dans des conduites sous pression à température ordinaire. À noter : il repose sur des unités américaines (gpm, pouces, pieds) ; en France, on utilise plutôt des formules comme Colebrook ou Manning-Strickler exprimées en unités SI.
Comment l'utiliser
Saisissez le débit en gallons US par minute (gpm), le diamètre intérieur de la conduite en pouces, et le coefficient de rugosité C de Hazen-Williams (environ 150 pour le plastique/PVC neuf, 130 pour l'acier neuf ou les conduites revêtues de ciment, 100 pour l'acier ou la fonte plus anciens). Le résultat correspond à la perte par frottement pour chaque tronçon droit de 100 pieds. Multipliez-le par la longueur réelle divisée par 100 pour obtenir la perte totale.
La formule expliquée
La forme de Hazen-Williams en unités US utilisée ici est $$h_f = 0{,}2083 \times \left(\frac{100}{\text{C}}\right)^{1{,}852} \times \frac{\text{gpm}^{1{,}852}}{d^{4{,}8655}}$$ qui donne la perte de charge en pieds par 100 ft. Un C plus élevé (conduite plus lisse) réduit la perte ; à l'inverse, celle-ci grimpe fortement lorsque le diamètre diminue, à cause du terme \(d^{4{,}8655}\).
Exemple chiffré
Pour 50 gpm dans une conduite de 2 pouces avec C = 130 : \((100/130)^{1{,}852} = 0{,}6149\), \(50^{1{,}852} = 1387{,}0\), \(2^{4{,}8655} = 29{,}16\). On obtient alors $$h_f = 0{,}2083 \times 0{,}6149 \times \frac{1387{,}0}{29{,}16} \approx 6{,}09 \text{ ft par 100 ft}$$ (les valeurs varient légèrement selon les arrondis).
FAQ
Quelle valeur de C choisir ? Retenez la valeur de calcul correspondant au matériau et à l'âge de votre conduite ; en protection incendie, on adopte souvent une approche prudente avec C = 120 pour l'acier.
La température a-t-elle une influence ? Hazen-Williams suppose de l'eau ordinaire autour de 60 °F (≈ 15,5 °C) ; la formule n'est pas valable pour les fluides chauds ni pour les liquides autres que l'eau.
Cela ne vaut-il que pour les conduites pleines ? Oui : l'équation s'applique aux conduites sous pression circulant à pleine section, et non aux écoulements gravitaires partiellement remplis.
