Hydraulique pour l'ingénieur généraliste

Les phénomènes instationnaires se rencontrent lors des transitoires faisant passer d'un régime stationnaire à un autre. Pour les écoulements à surface libre, le ressaut hydraulique mobile propage une diminution de débit vers l'amont ou une augmentation vers l'aval, tandis que l'onde de détente propage une augmentation de débit vers l'amont ou une diminution vers l'aval. Les lois de conservation de la masse et de la quantité de mouvement permettent d'établir les deux relations qui relient profondeurs, vitesses du fluide et célérités de ces "intumescences". Dans le repère lié à un ressaut mobile, où le débit relatif est constant, l'écoulement transite d'un régime torrentiel à fluvial. Alors que l'impulsion, qui représente le flux de quantité de mouvement, est conservée, la traversée du ressaut par les particules fluides se traduit par une perte de charge significative. À l'inverse du ressaut, l'onde de détente sépare deux régions de régimes uniformes qui s'éloignent l'une de l'autre. Ce type de transitoires existe aussi pour les écoulements en charge où la compressibilité du fluide et l'élasticité de la conduite remplacent l'élévation de la surface libre. En tenant compte de la réflexion des ondes dans un réseau en charge, on peut caractériser les variations de débit responsables du phénomène de coup de bélier.