Un drôle d’animal : le bélier hydraulique
(texte et dessins explicatifs : Didier SAGON)
Voici quelques explications, non pas sur un mouton, mais sur cette pompe automatique fonctionnant … à l’eau, citée dans l’article « Récupérer l’énergie du jardin » du numéro 417 de votre revue préférée.
Au cours de son évolution, l’Homme éprouve la nécessité d’élever de l’eau à un niveau supérieur à sa source, que ce soit pour sa survie, ou pour le développement de l’élevage et de l’agriculture.
L’Homme comme le Shadock a alors besoin de pomper mais, à l’opposé de ce dernier, l’Homme est ingénieux et crée divers dispositifs des plus simples aux plus compliqués comme la fontaine qui, grâce à la pression de l’eau, remonte le liquide à un niveau où elle est facilement utilisable. Puis il conçoit le puits et son treuil, mais il faut une énergie humaine ou animale pour le manœuvrer. Ensuite, les grecs inventent la noria manœuvrée par un animal ou mieux par un courant d’eau, s’il est assez important.
Dans ce dernier cas le « pompage » est permanent, c’est le but du bélier hydraulique. Cette automatisation répond à un besoin de l’Homme qui, contrairement au Shadok, ne fait pas sien l’adage : « Je pompe donc je suis ».
Pas d’électricité, pas d’essence, pas de vapeur, rien que l’énergie d’une chute d’eau et la « pompe » refoule de l’eau 10 fois plus haut que la chute d’eau d’origine. Ce dispositif très usité dans les pays en voie de développement a été créé en 1796 par un homme qui, lui-même, a voulu s’élever plus haut que ses contemporains : Joseph Montgolfier, co-créateur de la montgolfière.
En fermant rapidement un robinet vous avez peut-être entendu une détonation dans vos canalisations, il s’est créé un coup de bélier. (Si ce phénomène est permanent il faut intégrer un dispositif anti coup de bélier car vous risquez de détruire vos tuyaux d’eau par l’onde de choc). L’énergie de la surpression générée est exploitée dans le bélier hydraulique pour refouler une certaine quantité d’eau dans une canalisation d’utilisation. Le rendement est faible (80% de perte) mais une fois lancé le dispositif ne s’arrête plus, votre cuve de 1m3 se remplit facilement en moins d’une journée ou en quelques heures seulement avec des dispositifs bien calculés et bien réglés.
L’eau qui s’écoule dans la canalisation rigide d’arrivée d’eau appelée batterie accumule une énergie cinétique et s’arrête d’un coup à la fermeture du clapet de sortie de l’appareil, poussé par l’eau. L’énergie se transforme en une onde de choc qui propulse dans la cloche du bélier une certaine quantité d’eau et comprime l’air qui s’y trouve. L’onde de choc passée, l’air se détend et refoule l’eau dans la canalisation d’utilisation, le clapet anti-retour de la cloche étant refermé. Et le cycle continue à l’infini.
Pour découvrir le fonctionnement de l’appareil, des croquis commentés sont nécessaires :
Des infos complémentaires sur Wikipédia
Ce dispositif très simple en conception est facile d’entretien mais il ne fonctionne bien qu’avec de l’eau, certes gratuite*, mais qui doit être très propre pour garantir la parfaite étanchéité des clapets. Un Shadok dira : « Tout avantage a ses inconvénients et réciproquement ». Une filtration à l’entrée est indispensable.
Cet engin écologique et économique est commercialisé par plusieurs sociétés (voir internet) mais le jardinier bricoleur peut se lancer dans la fabrication de son propre élévateur à eau. Sur internet vous découvrirez diverses réalisations de plombiers amateurs en fonctionnement avec les explications de montage et de réglage et la liste des matériaux nécessaires.
Pour les passionnés et les forts en maths je conseille le site www.regispetit.fr/bel_pra.htm où vous saurez absolument tout sur les calculs : débit, pression, hauteur de refoulement, etc.
Pour une approche plus simple on peut regarder, entre autres sites très documentés, www.codeart.org/pdf/dossier/realisation-d-un-belier-hydraulique.pdf
Vous ne réaliserez peut-être pas du premier coup le bélier le plus efficace et galèrerez pour les réglages du clapet, mais comme le disait l’intellectuel des Shadoks : « En essayant continuellement, on finit par réussir. Donc : plus ça rate, plus on a de chance que ça marche ».
Alors, si un ruisseau coule au pied de votre jardin, sortez les clefs, les joints, raccords et autres matériaux de plomberie et montez votre bélier hydraulique et vous pourrez bientôt, bercé par le toc-toc régulier du clapet, méditer sur ce dicton shadokien « Il vaut mieux pomper même s’il ne se passe rien que risquer qu’il se passe quelque chose de pire en ne pompant pas ».
* Il faut se renseigner en mairie sur les contraintes locales d’installation d’un tel système dans un ruisseau ou une rivière.