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N°3 - Les pressions d’eau - niv 5

N°3 - Les pressions d’eau - niv 5

Dans notre profession, les pressions auxquelles nous sommes confrontés sont souvent dues aux poids de liquides, particulièrement d'eau. Une propriété très simple en facilite l'étude : dans les réservoirs à l'air libre, seule la hauteur de liquide au-dessus du point de mesure conditionne la pression.
Ainsi, les pressions exercées sur les fonds des trois réservoirs dessinés ci-dessous sont identiques car les hauteurs h de liquide qu'ils contiennent sont les mêmes :
pA = pB = pC

photo 1

Il parait surprenant qu'au fond du grand réservoir B la pression soit la même qu'au fond du petit réservoir C.
Certes, le poids de liquide qui appuie sur le fond du réservoir B est plus grand que celui qui appuie sur le fond du réservoir C, mais les surfaces d'appui sont de proportions identiques (grand poids en B sur une grande surface, petit poids en C sur une petite surface). Au final, les pressions sont identiques dans les 3 réservoirs.

photo 2

Ceci a permis aux professions utilisant des fluides de définir des unités de pression très " parlantes " exprimées en hauteurs de liquides.

Ainsi, dans notre profession on utilise parfois le " millimètre de colonne d'eau " [mmCE] et le " mètre de colonne d'eau " [mCE] correspondant aux pressions que créent de telles hauteurs d'eau.

1 [mmCE] ≈ 10 [Pa]

1 [mCE] ≈ 10 000 [Pa] = 10 [kPa]

Question

Q1: Sachant que le bar est égal à 100 000 [Pa], à combien de [mCE] correspond-t-il?

100 000 Pa = 10 [mCE]

Explication :

1 bar = 100 000 [Pa] et 1 [mCE] = environ 10 000 [Pa]
Donc : 100 000 / 10 000 = 10 [mCE]

Un industriel qui travaille uniquement avec du fuel peut utiliser le " mètre de colonne de fuel [mCF] ". Le fuel étant plus léger que l'eau, 1 [mCF]  ne vaut que environ 8,4 [kPa]

Les météorologistes utilisaient le " millimètre de mercure " [mmHg], unité de pression correspondant à des hauteurs de mercure. Le mercure étant beaucoup plus lourd que l'eau, on ne sera pas surpris que 1 [mmHg] ≈ 133 [Pa] (pour mémoire : 1 [mmCE] ≈ 10 [Pa]).

Evidemment, ces unités professionnelles ne sont pas celles du système international d'unités, et il nous faudra de plus en plus maîtriser le [Pa], le [daPa], le [kPa] et le [bar].

Néanmoins, savoir que le bar correspond à ≈ 10 [mCE], nous aidera à visualiser ce que représente une pression de quelques [bar] dans une installation de chauffage.

photo 3

Question

Q2: Ce nageur se trouve à 15 [m] de profondeur. En [bar], quelle pression ressent-il?

1,5 [bar]

Explication :

La pression est de 15 [mCE]  et nous savons que 10 [mCE]  ≈ 1 [bar]
Ce nageur ressent une pression de ≈ 1,5 [bar]
En réalité, nous verrons plus loin qu'il est soumis à une pression de ≈ 2,5 [bar] car à la pression de l'eau se rajoute la pression atmosphérique, mais il ne la ressent pas.

Question

Q3: En [bar] quelle pression mesure-t-on au pied d'un château d'eau de 30 mètres de hauteur?

3 [bar]

Explication :

La pression mesurée correspondra à la hauteur d'eau soit : 30 [mCE] donc ≈ 3 [bar] ou 300 [kPa]





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