La perte de charge ou la perte de pression

Lorsque l'air se déplace dans un tube ou une gaine, d'un point A vers un point B, il subit des pertes de charge dues aux frottements sur les parois des gaines, dans les coudes plus ou moins serrés et dans tous les autres obstacles qu'il rencontrera sur son passage.

Les pertes de charge sont considérées comme une perte d’énergie qui doit être compensée afin de permettre au fluide de se déplacer. On l'exprime couramment sous la forme d'une différence de pression (on l'appelle aussi ∆P), bien qu'elle soit en fait représentative d'une dissipation d'énergie et qu'elle apparaisse dans le théorème de Bernoulli comme une hauteur de colonne de fluide.

On distingue deux types de pertes de charge :

Les pertes de charge linéaires : ces pertes de charge sont dues aux frottements du fluide sur la paroi interne des tuyauteries ;
Les pertes de charge singulières : ces pertes de charge sont dues aux accidents rencontré par l'air (coudes, collerettes, registres, vannes, etc.).

Remarque : Il existe une quantité importante de données et d'abaques permettant de calculer les pertes de charge, disponibles sur internet ou dans des ouvrages techniques.

Conseils pour diminuer les pertes de charge

utiliser des conduits de section circulaire et de grand diamètre ;
faire circuler l'air à faible vitesse (sauf si l'on transporte des poussières) ;
aller le plus possible en ligne droite et, quand c'est nécessaire, utiliser des courbes de grand diamètre (éviter les coudes à angles droits) ;
éviter tout obstacle à l'écoulement de l'air en ligne droite ;
profiler les entrées et les sorties.

À savoir : Théorème de Bernoulli

Lorsqu'un fluide réel s'écoule d'un point 1 à un point 2 et qu'il existe des frottements, on utilise le théorème de Bernoulli généralisé :

Où :
∆h, est la dissipation d'énergie (m) entre le point 1 (en aval) et 2 (en amont de l'écoulement) ;
Pn, est la pression au point n (en Pa ou N/m²) ;
ρn, est la masse volumique au point n (en kg/m³) ;
vn, est la vitesse du fluide au point n (en m/s) ;
g, est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
zn, est l'altitude au point n (en m).
Dans le cas d'un fluide incompressible (ρ = constante), si la section du tuyau est constante, alors la vitesse est également constante. En considérant que la différence d'énergie potentielle entre deux points est négligée (z1 = z2), on voit que la perte de charge se traduit par une diminution de pression :

P₁-P₂=∆P
Où : ∆P= ∆h.g.ρ