La pression dynamique, statique, totale ?

On va essayer d'expliquer ces choses comme si on s'adressait à des personnes qui ne sont pas du métier.

D'abord simplifions ces termes de dynamique, statique, et totale. Bien que ces noms désignent des choses différentes ils parlent de la même chose : la pression, c'est la même dans tous les cas.

Donc parlons de la pression, qu'est ce que c'est exactement, qu'est ce qui la crée, comment ça se passe réellement ?

Imaginez que vous mettez un fluide, comme de l'eau, dans un bocal, les molécules à l'intérieur de ce fluide se déplacent facilement et s'agitent plus ou moins selon leur température, un certain nombre de ces molécules va venir se cogner contre les parois de votre bocal, ce sont ces chocs là qui vont créer cette force, la pression. Imaginez ces milliards de milliards de molécules qui se cognent sans arrêt sur les parois en venant de toutes les directions possibles, la somme de tous ces petits chocs donne au final une force résultante perpendiculaire à la paroi du bocal. Pour l'air c'est la même chose. 

Lorsque l'on met la main par la vitre en roulant en automobile, on ressent bien la pression de l'air, ici la pression est dite dynamique car elle est générée uniquement par votre vitesse de déplacement (la pression statique relative est nulle), ce qui montre bien que c'est le choc des molécules d'air contre votre main qui crée cette pression.

La prochaine fois en voiture pensez à vous faire une idée de ce que font 115, 225 ou 375 Pa sur votre main ! 

d'abord la Pression dynamique : 

C'est la pression que génère le déplacement d'une masse d'air en rencontrant une surface. C'est la pression que l'on sent lorsque l'on souffle dans la paume de sa main (déplacement d'air à l'air libre)

La direction de cette force est parallèle au déplacement du fluide qui la génère. 

Pour se faire une idée il faut imaginer que l'air est une matière fluide, un peu comme de l'huile.

Imaginons que l'on imprime un mouvement a une certaine quantité d'huile (ou d'air), cette huile en mouvement à l'air libre va exercer une certaine force sur les objets qu'elle va rencontrer, cette force c'est la pression dynamique, elle est liée à la vitesse et à la masse volumique du fluide, rien d'autre !

Pour l'air c'est Pdyn (en Pa) = 0,6 x Vitesse au carré (en m/s) 

en fait c'est 0,5 x (densité de l'air = 1,2) x vitesse au carré 

donc pour 2 m/s ça fait 2,4 Pa, pour 5 m/s  15 Pa, pour 10 m/s on a 60 Pa.

Après il suffit de mémoriser comme je l'ai fait les débits à 12 m/s pour les diamètres standards

100 125 160 200 250 315 355 400 500

qv - 290 470 808 1210 1940 3145 4031 5159 8160

et là on devient capables de tête avec juste un tube de pitot et un mano de dire quel est le débit passant, sans aucun autres moyens (courbes, calculette, table, etc ...)

Pour conclure il faut comprendre que la pression dynamique dans notre métier, la ventilation, sera toujours comprise entre 2,5 et 15 Pa, elle n'est donc pas d'une importance prépondérante (15 Pa pour 5 m/s ... 60 Pa pour 10 m/s) 

Ensuite on parle de pression statique : 

C'est la pression qu'on mesure dans un ballon ou un pneu par exemple, ou en se déplaçant à la même vitesse qu'un fluide en mouvement. La pression statique s'applique perpendiculairement aux surfaces, dans toutes les directions.

La pression statique c'est celle du fluide, sans prise en compte de sa vitesse, en fait il faut imaginer que l'on met le fluide sous une certaine pression (comme si on gonfle une gaine avec un compresseur, en fait ici c'est un ventilateur, ou on crée une dépression dans le cas d'une extraction) puis on ouvre un ou des robinets (clapets) par où le fluide s'écoule. 

Pour l'air, la pression dynamique n'est pas si importante comparée à la pression statique, du point de vue énergie latente. A 10 m/s la P dyn. est de 60 Pa seulement, pas suffisante seule pour combattre la résistance d'un réseau de gaines, c'est là que la pression statique entre en jeu. C'est donc la force supplémentaire qu'il faut pour pouvoir faire circuler le fluide dans le circuit.

Si on fait circuler de l'air dans une conduite droite, à faible vitesse (à 1 m/s par exemple - Pdyn = 0,6 Pa), la pression nécessaire pour "pousser" l'air sera sensiblement égale à la pression dynamique. Par contre dès que l'on va avoir des coudes des tés des changement de diamètre etc .. là la pression dynamique ne suffira plus, il va falloir "pousser" plus fort pour que l'air circule, ce plus fort est la pression statique.

 Enfin la pression Totale : 

Comme son nom l'indique c'est la somme des deux pressions précédentes. Donc vous savez maintenant que la dynamique compte pour pas beaucoup surtout à basse vitesse.

Cela veut dire qu'une pression totale de 500 Pa avec une vitesse de 5 m/s, on a donc 485 Pa de pression statique.

----> Lorsque la vitesse est relativement faible, comme par exemple dans un plenum, surtout en extraction, il suffit d'y mettre un simple tube dedans pour mesurer la pression totale qui sera quasiment égale à la pression statique.

Un peu de Bernouilli et de logique maintenant :

Il faut avoir en tête que la force latente que représente la pression est constante tout le long d'une même ligne de courant (si on fait abstraction des frottements). Imaginons un réseau qui démarre avec une grosse gaine de diamètre 500 mm, puis on a une réduction de la moitié de la section (surf 1 = surf 2 x 2). On a à l'entrée 500 Pa avec une vitesse de 5 m/s, donc on a 15 Pa en Dyn et le reste est statique soit 485 Pa. Lorsque l'air va passer dans la réduction de 50%, la vitesse va doubler soit 10 m/s, la pression dynamique va passer de 15 à 60 Pa et la pression statique va diminuer d'autant, soit 440 Pa, pour qu'au final la pression totale soit toujours la même !

la pression totale reste constante, et la pression statique ainsi diminue transformée en pression dynamique.

cours de l'université de Bristol sur la mesure de débit

mécanique des fluides non newtoniens (détente)