Le dimensionnement d'un réservoir d'air anti-bélier, aussi appelé vase d'expansion ou réservoir de surpression, est crucial pour protéger les systèmes hydrauliques contre les surpressions et les coups de bélier. Les coups de bélier se produisent lorsqu'un fluide en mouvement dans une conduite est soudainement forcé de s'arrêter ou de changer de direction, ce qui crée une onde de pression pouvant endommager les canalisations et les équipements.
Voici les principaux paramètres à prendre en compte pour le dimensionnement d'un réservoir d'air anti-bélier :
1. **Volume du système** : La capacité du réservoir doit être en adéquation avec le volume du fluide dans le système, car un volume plus important de fluide aura potentiellement un plus grand effet de coup de bélier.
2. **Vitesse d'écoulement** : Plus la vitesse du fluide dans la conduite est élevée, plus le coup de bélier sera important en cas d'arrêt soudain. Il est donc crucial de connaître la vitesse d'écoulement pour dimensionner correctement le réservoir.
3. **Modulus d'élasticité du fluide** : La compressibilité du fluide va influencer l'amplitude du coup de bélier. Les liquides étant généralement peu compressibles, la surpression peut être très élevée.
4. **Longueur de la conduite** : Une conduite plus longue permet à l'onde de pression de se propager plus loin, ce qui peut accroître l'amplitude et la durée du coup de bélier.
5. **Coupure rapide ou fermeture de vannes** : Les vannes qui ferment rapidement augmentent le risque de coups de bélier. Le temps de fermeture de la vanne doit être pris en compte lors du dimensionnement du réservoir.
6. **Élasticité des conduites** : Les conduites plus élastiques peuvent absorber une partie de l'onde de choc, diminuant ainsi l'effet du coup de bélier.
7. **Pression de travail** : La pression de fonctionnement normale du système permet de déterminer la pression de précharge du réservoir anti-bélier.
8. **Température** : La température du fluide peut affecter sa viscosité et sa compressibilité, et par conséquent l'amplitude du coup de bélier.
9. **Altitude** : L'altitude à laquelle le système est installé peut influencer la pression atmosphérique et donc la pression de précharge nécessaire pour le réservoir.
10. **Présence de pompes** : Les caractéristiques des pompes, telles que la courbe de performance et la présence de dispositifs de contrôle de vitesse, doivent être prises en compte.
Pour le dimensionnement précis, il est souvent recommandé de recourir à des logiciels de simulation hydraulique comme HAMMER de Bentley Systems ou Surge de KYPipe, qui peuvent modéliser le comportement dynamique des fluides dans les systèmes de conduites et aider à dimensionner les réservoirs anti-bélier.
En ce qui concerne les produits, il existe divers types de réservoirs d'air anti-bélier conçus pour différentes applications. Des entreprises comme Watts, Zilmet ou Flamco offrent des solutions qui peuvent être adaptées aux besoins spécifiques d'un système hydraulique. Ces réservoirs sont disponibles en plusieurs volumes et pressions de travail pour s'adapter aux différentes configurations de réseau.
