Applications et limites de la relation de Bernoulli
Limites de validité et pièges classiques
Quand Bernoulli ne s'applique plus directement
- Écoulement visqueux avec pertes de charge importantes (tuyauterie longue et rugueuse, frottements) : il faut ajouter un terme de perte de charge, souvent noté Delta_H ou J.
- Écoulement instationnaire, par exemple un coup de bélier : la relation généralisée doit inclure un terme d'accélération locale, intégrale de la dérivée temporelle de v le long du parcours.
- Fluide compressible à grande vitesse (nombre de Mach supérieur à environ 0.3) : la masse volumique rho n'est plus constante, il faut utiliser une relation de Bernoulli compressible ou les équations complètes de la dynamique des gaz.
- Présence d'une machine (pompe, turbine) entre les deux points considérés : il faut ajouter le travail massique échangé w, en plus des pertes éventuelles :
P1 + (1/2)rhov1^2 + rhogz1 + w_pompe = P2 + (1/2)rhov2^2 + rhogz2 + pertes
Tableau récapitulatif des pièges
| Piège | Conséquence | Remède |
|---|---|---|
| Points hors d'une même ligne de courant | Constante fausse | Vérifier l'irrotationnalité ou choisir la même ligne |
| Viscosité négligée à tort | Sous-estimation des pertes | Ajouter le terme de perte de charge |
| Confusion pression statique / totale | Mauvaise mesure de vitesse | Bien identifier le type de capteur utilisé |
| Gaz à grande vitesse | Erreur due à la compressibilité | Utiliser les équations compressibles |
Exemple
Dans un long réseau de tuyauterie industrielle, négliger les pertes de charge peut conduire à surestimer largement le débit réel obtenu pour une différence de pression donnée entre l'entrée et la sortie du réseau.

