L’eau est un milieu matériel fluide ou continu qui se déforme constamment, sans se rompre, sous l’action de forces extérieures. Ce fluide est précisément l’un des principaux éléments des parcs aquatiques. En fait, chez Amusement Logic, nous savons par expérience que, pour concevoir et élaborer le projet d’ingénierie d’un parc aquatique, il est essentiel de connaître les propriétés de l’eau, ainsi que les paramètres qui la définissent et la relation entre eux. Grâce à cette connaissance, nous sommes en mesure de prévoir son comportement et son mouvement et, par conséquent, de le contrôler. Et donc, nous pouvons réaliser la conception efficace et sûre du parc aquatique.
Comme elle se déforme constamment sous l’action de diverses forces, qu’il s’agisse de la pression ou des forces tangentielles, l’eau n’a pas de forme spécifique. Par conséquent, nous considérons que sa densité, plutôt que sa masse, est la quantité fondamentale à prendre en compte. Cependant, la densité de l’eau varie avec sa température, en fonction du paramètre d’expansion thermique. Le module d’élasticité, quant à lui, nous permet de quantifier la variation de la pression en fonction de la variation de son volume. Ce module étant très élevé pour l’eau, celle-ci est généralement considérée comme un fluide incompressible du point de vue de la modélisation numérique.
L’eau ne résiste pratiquement pas aux contraintes tangentielles, mais se déforme sous celles-ci. Et le taux de déformation qu’il présente est lié, par sa viscosité, à ces forces tangentielles. Ainsi, sa viscosité représente sa résistance au mouvement, ce qui en fait une propriété fondamentale dans sa mécanique.
Dans des conditions normales (température de 25°C et pression de 1 atmosphère), l’eau est un fluide liquide. Et sa volatilité en tant que liquide est liée à sa pression de vapeur, qui correspond à la pression à laquelle la phase liquide de l’eau et la phase vapeur sont en équilibre à une température donnée (puisque la pression de vapeur varie avec la température).
En résumé, la connaissance des propriétés ci-dessus et d’autres propriétés de l’eau nous permettra, à l’aide de la théorie de la mécanique des fluides, de maîtriser certains de ses comportements spécifiques et d’autres phénomènes liés à son mouvement. Par exemple :
- Ses régimes de mouvement laminaire et turbulent.
- Le champ de vitesse de l’eau lors de son transport dans les tuyaux.
- Le phénomène de la cavitation.
- Coup de bélier.
Les ingénieurs doivent toujours tenir compte de ces phénomènes afin de développer une conception adéquate des infrastructures hydrauliques nécessaires dans les parcs aquatiques. Nous aborderons ces phénomènes et d’autres liés à l’hydraulique et à la mécanique des fluides, ainsi que leur application pratique dans les projets de parcs aquatiques que nous développons, dans de prochains articles.
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Par Luis Llor, ingénieur hydraulique senior dans le département d’architecture d’Amusement Logic.
