L’analyse du réseau de canalisations est un calcul des débits de fluides et des chutes de pression dans des systèmes de canalisations complexes. L’analyse des systèmes de tuyauterie est importante pour les services publics fournissant de l’eau aux consommateurs, la planification de la distribution de gaz naturel ou tout système de tuyauterie où des pressions de livraison et des débits constants sont importants. Il est peu probable qu’un fournisseur connaisse des demandes et des débits spécifiques sur l’ensemble du réseau, c’est pourquoi l’analyse du réseau de canalisations fournit une méthode permettant de choisir les boucles du système et d’effectuer des calculs.
Les calculs nécessaires à l’analyse du réseau de canalisations sont disponibles dans des progiciels commerciaux, mais les équations fondamentales peuvent également être calculées manuellement. L’analyse utilise une méthode de relaxation où les boucles de tuyauterie sont choisies, les pertes de charge et les points de livraison sont estimés. La quantité de matière passant à travers le système est ensuite déterminée et une série de calculs sont effectués.
À ce stade, des corrections sont apportées aux estimations et les calculs sont répétés si nécessaire. C’est ce qu’on appelle une méthode itérative. Le processus se poursuit avec des changements de plus en plus petits dans les hypothèses, jusqu’à ce que la conservation de la masse et de l’énergie soit satisfaite. La conservation de la masse et de l’énergie signifie que les pressions et les débits d’entrée au point d’alimentation sont égaux aux pertes de pression du système et aux débits et pressions de livraison requis par le client.
L’analyse du réseau de canalisations utilise la même méthode itérative quel que soit le fluide livré. L’importance et la complexité de ces calculs augmentent à mesure que le réseau de canalisations se développe et les clients s’attendent à une livraison ininterrompue. La dynamique des fluides et les chutes de pression peuvent être mesurées expérimentalement, mais les mesures en laboratoire ne se traduisent pas toujours bien par des systèmes réels de boucles qui se chevauchent, de nombreux points de livraison et un réseau de canalisations en constante évolution.
Les planificateurs de services publics peuvent utiliser les résultats d’une analyse de réseau de canalisations pour modifier et mettre à niveau leurs systèmes. Les nouvelles demandes des clients peuvent nécessiter des stations de pompage ou de compression supplémentaires pour fournir des débits adéquats. Des subdivisions ou des quartiers en croissance peuvent nécessiter une réanalyse du réseau, car l’ajout de nouvelles boucles de tuyauterie modifie les hypothèses de calcul.
Les canalisations d’eau peuvent développer du tartre interne ou de la rugosité à mesure qu’elles vieillissent. Cela peut nécessiter une énergie de pompage supplémentaire pour surmonter. L’analyse du réseau de canalisations doit généralement être un processus dynamique avec des variables en constante évolution, plutôt qu’une analyse unique sans tenir compte des changements au fil du temps.
Une méthode de calcul traditionnellement utilisée pour calculer manuellement une analyse de réseau de canalisations est la méthode Hardy Cross. Cette méthode suppose que toutes les tailles et longueurs de tuyaux sont des variables fixes. La méthode Hardy Cross devient moins précise à mesure que le système de tuyauterie devient plus complexe. Les résultats d’un calcul Hardy Cross peuvent être moins précis que les applications logicielles, mais les résultats peuvent être utilisés comme hypothèses pour des calculs logiciels plus complexes.