Bélier hydraulique
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Le bélier hydraulique est un dispositif permettant de pomper de l'eau à une certaine hauteur sans autre énergie que la force de la même eau.
C'est une invention de Joseph Michel Montgolfier, celui qui construisit avec son frère, Jacques Étienne, le premier ballon à air chaud.
Joseph Michel Montgolfier eut l'idée en 1796, d'utiliser le phénomène du coup de bélier pour l'appliquer à un mécanisme simple pour le pompage de l'eau à destination de la papeterie familiale à Voiron.
Le coup de bélier est ce phénomène connu : quand on ferme brusquement un robinet, la canalisation du fait de l'arrêt de l'écoulement, subit un choc qui se traduit souvent par un bruit. Dans les grosses installations, du fait de la quantité d'eau en mouvement, on doit impérativement éviter ce phénomène qui provoquerait immanquablement l'éclatement des canalisations.
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[modifier] Principe de fonctionnement
Le principe utilise l'énergie cinétique d'une colonne d'eau ayant pris une certaine vitesse ; puis, arrêtée brusquement par un clapet, une surpression se fait, ce qui permet de faire monter une colonne d'eau réduite à une certaine hauteur. Le résultat dépend des quantités et des vitesses mises en jeu.
Il y a une grande variété de mises en œuvre de ce principe.
[modifier] Un préalable indispensable
La conduite d'arrivée d' eau (1) doit être alimentée en permanence par une eau sous pression (généralement liée à une dénivellation), dont le mouvement d'avancée (énergie cinétique) alimentera le dispositif en énergie. De cette énergie dépend la capacité de pompage. Le bélier est constitué d'une conduite d'arrivée (1), d'une soupape primaire (4) actionnée par un ressort, d'une conduite de départ (3) avec une soupape secondaire (5), une cloche remplie d'air au départ (6).
Au début du fonctionnement (schéma 1), l'eau arrive par la conduite et s'échappe à l'extérieur du dispositif ; sa vitesse augmente et la soupape(4) se ferme.
Schéma 2 : le coup de bélier se produit à la fermeture de la vanne, l'autre soupape (5) s'ouvre. L'eau monte dans la cloche (6) et y comprime l'air.
Schéma 3 : l'air de la cloche atteint une pression qui fait se refermer la soupape (5), l'eau est projetée dans la conduite de sortie. Pendant, ce temps, la soupape (4) est rouverte et le cycle recommence.
[modifier] Utilisation
Ce dispositif peu coûteux et pratiquement sans entretien convient particulièrement en montagne (bergeries par exemple). L'aide aux pays en voie de développement trouve là un dispositif intéressant. On veillera à maintenir de l'air dans la cloche, malgré sa dissolution dans l'eau, sous peine de casser le dispositif, par exemple à l'aide d'une pompe manuelle ou automatique.
[modifier] Liens externes
- Video d'un bélier hydraulique en fonctionnement dans un ruisseau
- Explication du fonctionnement d'un bélier hydraulique en video
[modifier] Note
On appelle également bélier hydraulique le vérin hydraulique permettant de manœuvrer une vanne secteur dans un réseau d'assainissement.
