Calcul de pression hydrostatique
Ce calcul de pression hydrostatique détermine la pression à une profondeur donnée dans un fluide selon p = ρ × g × h. Saisissez profondeur, masse volumique et pesanteur, et l’outil donne la pression relative en kPa, bar et psi ainsi que la pression absolue. Il convient aux réservoirs d’eau, barrages, à la plongée et à tout calcul de hauteur de charge.
Résultats
L’outil « Calcul de pression hydrostatique » fait partie de notre rubrique Calculateurs : Fluides & hydraulique. Parcourez cette rubrique pour dimensionner, convertir et vérifier vos résultats en complément de cet outil.
Pourquoi faire un calcul de pression hydrostatique
Plus vous descendez dans un fluide, plus il y a de fluide qui pèse au-dessus. L’outil transforme la profondeur en pression par le poids de cette colonne de fluide. Il montre la pression relative, c’est-à-dire la pression au-dessus de la pression atmosphérique, et la pression absolue, qui ajoute l’atmosphère.
Formule de la pression hydrostatique
La pression hydrostatique vaut :
ρ est la masse volumique du fluide, g la pesanteur et h la profondeur sous la surface. La pression croît linéairement avec la profondeur : dans l’eau douce, elle augmente d’environ 9,81 kPa, soit environ 0,1 bar, par mètre.
Exemple de calcul de pression hydrostatique
Eau douce à 10 m de profondeur :
La pression absolue vaut 98,1 + 101,3 = 199,4 kPa, environ deux atmosphères. C’est pourquoi les plongeurs ressentent à 10 m le double de pression.
Comment faire le calcul de pression hydrostatique
Saisissez la profondeur en mètres, la masse volumique du fluide et la pesanteur. Utilisez 1000 kg/m³ pour l’eau douce et environ 1025 kg/m³ pour l’eau de mer. L’outil donne la pression relative en kPa, bar et psi et la pression absolue en kPa. La forme et la largeur du récipient ne jouent aucun rôle, seule la profondeur verticale compte.
Interpréter la pression hydrostatique
La pression relative est ce qu’indique un manomètre et ce qu’une paroi de réservoir ou un tuyau doit supporter face au fluide. La pression absolue compte pour le comportement des gaz, par exemple l’air dans les poumons d’un plongeur. L’outil ne donne que la pression statique ; les fluides en mouvement ont en plus une pression dynamique et des pertes de charge.
Quand faire un calcul de pression hydrostatique
- Dimensionner des parois de réservoir selon la hauteur de charge
- Déterminer la pression d’eau à partir de la hauteur d’un château d’eau
- Comprendre la pression aux profondeurs de plongée
- Convertir une mesure de niveau en pression
Erreurs fréquentes dans le calcul de pression hydrostatique
- Utiliser la longueur du tuyau. Seule la profondeur verticale compte.
- Confondre pression relative et absolue. Précisez laquelle il vous faut.
- Mauvaise masse volumique. Eau de mer et huiles diffèrent de l’eau douce.
Conseils pour un calcul de pression hydrostatique précis
- Mesurez la profondeur verticalement depuis la surface libre.
- Utilisez la masse volumique du fluide à la température de service.
- Prévoyez un coefficient de sécurité pour dimensionner les parois de réservoir.
Mesure de niveau par pression hydrostatique
Beaucoup de capteurs de niveau de cuve sont des capteurs de pression au fond de la cuve. La mesure de niveau hydrostatique inverse la formule : h = p ÷ (ρ × g). Une lecture de 49 kPa dans l’eau signifie un niveau d’environ 5 m au-dessus du capteur. Combinez ce niveau avec la forme de la cuve dans le calcul du volume d’une cuve pour obtenir le volume de liquide dans la cuve.
Pression hydrostatique et force sur une paroi
La pression est une force par unité de surface à une profondeur. La force totale sur une paroi ou une vanne additionne la pression sur toute la surface, et comme la pression croît avec la profondeur, cette force s’applique sous la mi-hauteur, pour une paroi rectangulaire au tiers de la hauteur depuis le bas. Cet outil donne la pression en un point ; la force totale sur une paroi est un calcul à part.
Tableau de pression hydrostatique dans l’eau douce
| Profondeur | Relative kPa | Relative psi | Absolue kPa |
|---|---|---|---|
| 1 m | 9,81 | 1,42 | 111,1 |
| 5 m | 49,1 | 7,11 | 150,4 |
| 10 m | 98,1 | 14,2 | 199,4 |
| 30 m | 294,3 | 42,7 | 395,6 |
Questions fréquentes : Calcul de pression hydrostatique
Quelle est la formule de la pression hydrostatique ?
p = ρ × g × h : masse volumique du fluide fois pesanteur fois profondeur.
La forme du récipient change-t-elle la pression ?
Non. La pression hydrostatique ne dépend que de la profondeur et de la masse volumique, pas de la largeur ni de la forme. C’est le paradoxe hydrostatique.
Quelle différence entre pression relative et absolue ?
La pression relative est mesurée au-dessus de la pression atmosphérique ; la pression absolue ajoute la pression atmosphérique, environ 101,3 kPa au niveau de la mer.
De combien la pression de l’eau augmente-t-elle par mètre ?
D’environ 9,81 kPa, soit environ 0,1 bar, par mètre d’eau douce. 10 m de colonne d’eau font donc presque 1 bar.