Écoulement laminaire et turbulent dans des conduites

Dans un écoulement laminaire A dans des conduites, des particules de fluide se déplacent en couches parallèles sans se mélanger les unes aux autres. La distribution de la vitesse du fluide dans le tuyau n’est pas homogène. Dans la zone périphérique, le fluide est freiné sous l’effet du frottement du tuyau et se déplace plus lentement que l’axe du tuyau. La perte de charge est proportionnelle à la vitesse moyenne du fluide. Dans la pratique, on rencontre rarement un écoulement laminaire marqué.

Dans un écoulement turbulent B, les différentes couches de fluide s’entremêlent en tourbillonnant et échangent de l’énergie entre elles. La forme d’écoulement qui se forme est caractérisée par des mouvements tridimensionnels, imprévisibles et non stationnaires. Une couche limite laminaire demeure en partie, mais uniquement dans la zone périphérique du tuyau. La distribution de la vitesse est pratiquement constante dans une large partie de la section du tuyau. À la différence de l’écoulement laminaire, la perte de charge est proportionnelle au carré de la vitesse moyenne du fluide.

Le nombre de Reynolds

La distinction entre écoulement laminaire et écoulement turbulent peut être déterminée à l’aide du nombre de Reynolds Re. Le nombre de Reynolds est un nombre sans dimension. Lorsque le nombre de Reynolds est inférieur à 2300, on parle d’écoulement laminaire. À partir d’un nombre de Reynolds égal à 2300, on parle d’écoulement turbulent. Les écoulements ayant le même nombre de Reynolds ont un comportement similaire.


Dans les tuyaux traversés par un écoulement, on calcule le nombre de Reynolds Re à partir du diamètre intérieur du tuyau d, de la vitesse moyenne du fl uide v et de la viscosité cinématique ν.

Ce tutoriel explique trois types de flux différents :

  • l'écoulement laminaire (ordonné),

  • flux de transition, et

  • écoulement turbulent (désordonné)


Il couvre également brièvement certains des facteurs qui influencent la façon dont un liquide s'écoule, notamment la vitesse, la viscosité et la densité du liquide, ainsi que le diamètre des tuyaux - et comment ces facteurs sont combinés en nombre de Reynolds. Si le nombre de Reynolds est inférieur à 2000, le liquide s'écoulera probablement en flux laminaire ; au-delà de 4000, il s'écoulera probablement en flux turbulent.