Ces
tours de décompression contiennent des réservoirs dont les appellations techniques exactes sont
réservoir de chasse pour le réservoir en amont et
réservoir de fuite pour le réservoir en aval. L’eau n’est pas pressurisée, elle n’est soumise qu’à la seule pression due à la gravité. Ces réservoirs conservent des masses d’eau tampons qui maintiennent les canalisations du siphon en charge. Bien qu’il s’agisse d’un siphon inversé qui ne risque pas de se désamorcer, ces masses tampons sont néanmoins utiles. Elles évitent qu’en cas d’irrégularité du débit de l’aqueduc, des mises à l’air libre épisodiques des extrémités du siphon ne se traduisent par des chocs de pression. En effet le dénivelé entre le point haut et le point bas peut atteindre plusieurs dizaines de mètres et la pression dans les canalisations du siphon peut donc atteindre plusieurs bars. En cas de mise à l'air libre du siphon, la pression devient nulle. Une variation brutale de la pression d’une telle amplitude serait très dommageable pour les canalisations.
Un schéma très clair (source
http://www.je-comprends-enfin.fr/index.php?/L-eau-a-la-pression/siphons/id-menu-16.html) :
Narduccio a écrit :
La seule explication plausible, sans source d'énergie additionnelle, serait le rétrécissement de la canalisation pour augmenter la vitesse.
Il ne sert à rien de jouer sur la section de la canalisation pour faire varier la vitesse. Ce qui importe est la vitesse de sortie et celle-ci, dans un système idéal où les pertes de charge sont nulles et la résistance hydrodynamique à la sortie négligeable, est entièrement déterminée par la différence de niveau, indépendamment de la section. Pour s'en convaincre, il suffit d'établir le bilan énergétique entre l’entrée et la sortie.
On considère une masse élémentaire d’eau
m transitant entre les deux réservoirs reliés par le siphon.
Soient :
h la différence des niveaux de l’eau entre les deux réservoirs,
g l’accélération gravitationnelle,
r la masse volumique de l’eau
v la vitesse de l’eau en sortie
m est soumise à une force gravitationnelle
p = mg.
Entre l’entrée et la sortie, elle a perdu une énergie potentielle
w = p X h pour gagner cette même énergie sous forme cinétique :
w = mv²/2Il en résulte
v² = 2gh, indépendant de la section.
Mais, bien entendu, le débit dépend de la section. Celui-ci est
d = Sv où
S est la section de la canalisation à la sortie. Les variations de section en amont sont sans effet sur le débit.