Cours n°10: la pression atmosphérique

2 12 2008

(en préambule des cours sur les moteurs à réaction, les instruments de bord, l’aérodynamique et la météo).

La pression atmosphérique


1- Le tube de Venturi

Le tube de Venturi (du nom d’un physicien italien du 18ème siècle) est tuyau court présentant un resserrement interne. On l’utilise pour mesurer le débit des fluides. On peut le représenter par l’assemblage de 2 entonnoirs.

tube de Venturi

La quantité d’air qui passe à l’entrée du tube est identique à celle qui passe au col (passage le plus étroit) et à la sortie : le débit de l’air est constant. Seules les vitesses sont différentes : il se produit une accélération des particules d’air au rétrécissement du tube, jusqu’au passage du col. Puis, la vitesse du vent diminue et retrouve, à la sortie, sa vitesse d’origine.

Un fluide qui passe dans un tel tuyau voit sa pression baisser par le fait de franchir le resserrement, en même temps que sa vitesse s’accroît. En clair, cela signifie que si la section du tube décroit, la vitesse des filets d’air doit alors nécessairement augmenter. Quand la vitesse du fluide augmente, sa pression diminue.

En résumé :

Section du tube S1 (entrée) S2 (col) S3 (sortie)
Vitesse du vent augmente maxi diminue
pression statique diminue mini augmente
pression dynamique augmente maxi diminue
pression totale constante

2- La pression atmosphérique

La pression atmosphérique est la pression exercée par l’air qui entoure la terre. Elle varie selon le moment considéré, la température, la latitude et surtout l’altitude. Elle équivaut à environ 76 cm de Hg au niveau de la mer. 1 atmosphère = 1 bar = 760 mm Hg = 1 kgf / cm2. La pression atmosphérique est mesurée à l’aide des baromètres. Elle permet, en partie, de prévoir le temps. Une chute importante de la pression sur le baromètre de bord annonce l’arrivée d’une dépression souvent génératrice de coup de vent.

a- La pression statique

La pression statique est la pression de l’air au repos. Elle est égale à la pression atmosphérique et est indépendante de la vitesse. Elle se mesure à l’aide d’un baromètre.

b- La pression dynamique

La pression dynamique représente la pression exercée par des particules en mouvement (ex : le vent). Elle est proportionnelle à la vitesse de l’air et à sa masse spécifique.

Pd = Pt – Ps

Pd = ½ ?V²

? = densité de l’air (masse volumique)

Varie en fonction de :

–          la température de l’air

–          la pression atmosphérique

–          l’altitude

Valeur moyenne : 1.225 gr par litre d’air au niveau de la mer, pour une pression de 1.013,25 hPa et à une température de 15°C. Plus on monte, plus la pression diminue, ainsi que ?.

V : vitesse de l’écoulement de l’air

c- La pression totale

C’est l’addition de la pression dynamique et de la pression statique :

Pt = Pd + Ps = constante

½ ?.V² + Ps = constante