HYDRAULIQUE

L'hydraulique est une des activités les plus anciennes de la civilisation humaine, puisqu'elle commande toutes les utilisations de l'eau.

Dès l'Antiquité, on retrouve les traces d'ouvrages hydrauliques (canaux d'assainissement de la vallée du Nil, 4 000 ans avant l'ère chrétienne). Mais jusqu'à la Renaissance et la clarification des principes élémentaires de la mécanique, cette activité est demeurée un art sans bases scientifiques. Cela n'a pas empêché les anciens constructeurs d'édifier des ouvrages admirables tels que les aqueducs romains ou, sous l'impulsion de Louis XIV à Versailles, la célèbre machine de Marly.

Le développement ultérieur de l'hydraulique repose essentiellement sur l'amélioration des outils mathématiques et sur les notions de mécanique qui prirent un large essor au xvii^e siècle. Pascal (1623-1662) apporta ainsi une très importante contribution à l'hydraulique en donnant sa forme définitive à la théorie de l'hydrostatique. Daniel Bernoulli (1700-1782), dans son ouvrage Hydrodynamica, passe en revue la plupart des problèmes hydrauliques de l'époque. On lui doit le célèbre « théorème de Bernoulli » qui est constamment utilisé dans cette science.

Du xvii^e au xx^e siècle, le développement de l'hydraulique accompagne alors le progrès général des sciences et des techniques, avec les contributions magistrales de Léonhard Euler (1707-1783), Louis de Lagrange (1736-1813), Pierre du Buat (1734-1809), Jean-Louis Marie Poiseuille (1799-1869), Adhémar Barré de Saint-Venant (1797-1886), William Froude (1818-1879), Henri Navier (1785-1836), Joseph Boussinesq (1842-1929), Osborne Reynolds (1842-1912), pour ne citer que quelques-uns des principaux fondateurs de l'hydraulique moderne.

Cette science maintenant étend ses frontières au-delà de son domaine traditionnel. La recherche hydraulique se développe très largement dans des laboratoires industriels ou universitaires. Aux outils traditionnels tels que les essais sur modèles réduits, sont venues s'ajouter les techniques de simulation numérique sur ordinateur, et aussi toutes les possibilités de l'électronique et de la microélectronique qui permettent d'acquérir et de traiter des quantités sans cesse croissantes de données expérimentales.

L'hydraulique aborde dès lors des domaines de plus en plus complexes, parmi lesquels on peut citer l'étude approfondie des ondes de surface (marées, déferlement des vagues, etc.), la détermination des champs tridimensionnels de vitesses (écoulements dans les cuves de réacteurs nucléaires), la turbulence en écoulements diphasiques (transport et dépôt des particules solides en suspension).

Les domaines de l'hydraulique

L'hydraulique, c'est-à-dire la science de l'écoulement de l'eau, ou plus généralement des liquides, est utilisée dans de nombreux domaines, la plupart du temps concurremment avec d'autres techniques (résistance des matériaux, mécanique des sols, géologie, météorologie, etc.).

– Les aménagementshydroélectriques : avec le charbon, la houille blanche a joué un rôle essentiel dans la révolution industrielle de la fin du xix^e siècle. La crise énergétique n'a pu être surmontée qu'en développant à la fois les trois ressources naturelles essentielles : le charbon, le nucléaire et l'hydraulique. Cette dernière présente l'avantage d'être une énergie parfaitement renouvelable, dont la contribution au bilan énergétique mondial s'est élevée, pour la plus grande part, dans les pays d'Afrique et d'Amérique du Sud. Les aménagements hydroélectriques posent des problèmes hydrauliques divers. Ils concernent les prises d'eau, les barrages, les vannes, les conduites et galeries d'amenée ou de fuite, les cheminées d'équilibre, les évacuateurs de crues,[...]