HYDRAULIQUE

La modélisation hydraulique : définition

Le terme hydraulique désigne l’étude des liquides au sens large. Différentes applications industrielles s’y rattachent :

• hydraulique à surface libre, se rapportant à l’étude d’écoulement où une interface liquide/gaz marquée existe, tel que pour les fleuves et canaux par exemple,
• hydraulique en charge, où l’on s’intéresse cette fois à l’écoulement dans des conduites fermées. On peut citer par exemple l’écoulement d’eau dans le circuit primaire d’une centrale nucléaire ou d’huile dans un distributeur hydraulique.
• machines hydrauliques, exploitant l’énergie des liquides sous pression, notamment pour des systèmes de levage.

La modélisation hydraulique vise à décrire l’écoulement dans ces différents types de problématiques. En effet, les caractéristiques de l’écoulement peuvent être calculées mathématiquement à l’aide des équations de Navier-Stokes. On peut alors recréer sur un modèle numérique le système étudié, puis résoudre ces équations pour obtenir en tout point de l’espace et à tout instant la vitesse, la pression, la hauteur d’eau ou encore la turbulence de l’écoulement.

Selon le problème traité, la modélisation hydraulique peut être tridimensionnelle, bidimensionnelle ou monodimensionnelle. Pour l’étude des risques d’inondation ou des hauteurs de cours d’eau selon plusieurs scénarios, les modèles 1D et 2D sont généralement privilégiés.

Pour des systèmes plus réduits spatialement mais que l’on cherche à caractériser plus finement, la modélisation 3D permet de décrire avec précision l’effet des singularités géométriques, l’interaction de l’écoulement avec son environnement, et donne un aperçu complet du problème. Ainsi, des applications comme le calcul d’évacuateur de crues, de conduites forcées de barrage ou de passes à poissons, ou encore de stations d’épuration et de bassins d’orage sont possibles par la modélisation hydraulique.

Bureau d’études en mécanique des fluides pour le secteur hydraulique

Le domaine de l’hydraulique est l’un des tout premiers sujets d’étude de la mécanique des fluides et la modélisation hydraulique par CFD y trouve très logiquement sa place. Le champ d’action d’Optifluides dans le domaine de l’hydraulique est l’un des plus vastes : du simple calcul de pertes de charge en écoulement monophasique liquide à la propagation des ondes sismiques dans la conduite forcée des barrages, en passant par le dimensionnement des écluses du canal de Panama ou la quantification des chargements thermohydrauliques en circuit primaire de centrale nucléaire. La modélisation hydraulique est au cœur de notre activité. OptiFluides se spécialise plus particulièrement dans la réalisation de modélisations 2D ou 3D.

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