Le phénomène du coup de bélier est un phénomène hydraulique qui se produit lorsque l’eau qui s’écoule est brusquement arrêtée par un bloc sur son chemin. Comme les molécules d’eau ont une capacité de compression très limitée, un arrêt brutal oblige l’eau à se déplacer dans la direction opposée, qui est à nouveau claquée en avant par l’eau entrante et ainsi de suite. Ce cognement répété de l’eau sur elle-même provoque une onde de choc si forte qu’elle peut causer des dommages importants aux pipelines et autres équipements liés.

Les coups de bélier peuvent être provoqués soit par le démarrage/arrêt d’une pompe, soit par la fermeture soudaine d’une vanne, soit par une panne d’alimentation de la pompe, ou même par un mauvais fonctionnement/incorporation des dispositifs de protection contre les surtensions.

Les pics de pression dus aux coups de bélier peuvent dépasser 5 à 10 fois la pression de service normale. Cette force due à la pression de l’eau dépend de deux facteurs clés : le débit du fluide, et la durée d’arrêt du débit. Par exemple, une vanne à fermeture rapide peut entraîner une force égale à celle d’un coup de bélier de 835 lb par 100 gallons d’eau s’écoulant dans un tuyau de 2″ à 10 pieds/seconde. (Source : Comprendre les coups de bélier par DFT Valves).

En raison de cette augmentation soudaine de la pression, plusieurs composants du système sont impactés. Les coups de bélier peuvent déformer et endommager de manière significative les canalisations et les joints de canalisation. La différence de pression soudaine est connue pour fissurer et faire éclater les tuyaux, ce qui entraîne des réparations coûteuses et des dommages par déversement.

Les vannes utilisées pour gérer le débit d’eau, lorsqu’elles sont affectées par le coup de bélier, peuvent se rompre complètement et provoquer des dommages importants dus au refoulement ou au débordement. La défaillance des vannes peut également entraîner des dommages collatéraux d’autres équipements liés tels que les manomètres, les débitmètres, les pompes, les chaudières, les turbines, etc.

De plus, des pics de pression soudains peuvent entraîner l’éclatement des joints et la rupture des tuyaux, ce qui peut causer des blessures graves à toute personne se trouvant à proximité. La gravité de tels dommages dans un environnement industriel peut être dévastatrice.

Plusieurs solutions existent pour garder la pression hydraulique sous contrôle. Certaines d’entre elles impliquent l’installation de :

• Arrêteurs de coups de bélier,
• Réservoirs de surpression,
• Vaisseaux sous pression,
• Vannes de retenue,
• Vannes à fermeture lente, et/ou
• Chambre à air.

En outre, il est important que les entreprises conçoivent des systèmes qui optimisent l’emplacement des vannes permettant une gestion efficace des fluctuations de pression. Enfin, le personnel d’exploitation doit être formé de manière adéquate afin de garantir que les dommages dus à une erreur manuelle puissent être évités.

Par Saumya Garg

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