Connaissez-vous le bélier hydraulique ?

Cette invention au drôle de nom ne date pas d’hier et reste pourtant assez confidentielle dans le monde des énergies renouvelables… Il a été inventé en 1796 par le célèbre Joseph Montgolfier, que vous connaissez sûrement plus pour ses ballons ! Écologique avant l’heure, il cherchait un moyen simple, efficace et automatique de faire parvenir de l’eau à la papeterie familiale de Voiron, dans l’Isère, à partir d’un cours d’eau proche.

Le but du bélier hydraulique est de créer une pompe uniquement à partir de la force fournie par le courant de la source d’eau. On va ainsi déplacer ou faire remonter de l’eau sans utiliser aucune énergie extérieure!

Le bélier hydraulique utilise le principe du même nom, bien connu des plombiers pour les effets dévastateurs qu’il peut avoir sur les canalisations… Il apparaît lorsque l’on ferme brusquement un robinet ou une vanne. L’inertie de la masse d’eau en mouvement, lorsque le robinet est ouvert, provoque un choc dans la canalisation, produisant un bruit « clong » caractéristique. Dans les installations plus grosses, l’effet est décuplé de manière non linéaire. Il doit absolument être évité sous peine d’éclatement des canalisations.

Mais alors comment ça marche? Il suffit de quelques tuyaux, des vannes, valves et une cloche étanche pour mettre en place le système…

Regardez le schéma de principe ci-dessous :

1. On ouvre la soupape de choc. De l’eau s’échappe, grâce à l’énergie potentielle acquise dans la conduite motrice.
2. En s’échappant, l’eau referme brutalement la soupape de choc. C’est le « coup de bélier ».
3. L’inertie du choc s’ajoute à la pression existante. C’est alors suffisant pour ouvrir la soupape de refoulement et laisser rentrer de l’eau dans la cloche, comprimant ainsi l’air au-dessus (puisque la cloche est étanche).
4. La réaction de l’air (qui tend à se « décomprimer » et agit comme un ressort), combinée à l’équilibrage des pressions entre la cloche et la conduite, referme la soupape de refoulement. La seule échappatoire pour l’eau dans la cloche est de monter dans la conduite de refoulement.
5. La soupape de choc se rouvre du fait de la baisse de pression aux alentours de la soupape de refoulement (avec un peu de retard à cause de l’inertie du mouvement d’eau)
6. La conduite motrice amène de nouveau de l’eau jusqu’à la soupape de choc. L’eau ressort et fait fermer brutalement la soupape de choc (et le cycle recommence).

Le système parait simple et pourtant il nécessite une théorie complexe (mécanique des fluides, hydraulique…). Comparé à d’autre machines dites « élévatoires » (pour élever de l’eau), il présente de nombreux avantages : un rendement important pouvant aller jusqu’à 80%, un fonctionnement automatique à condition que la source d’eau soit continue, il nécessite très peu d’entretien et de réparation et il fonctionne même avec de très faibles cours d’eau.

Au château de la Ménardière (dans les Deux-Sèvres), un exemplaire de plus de 120 ans fonctionne encore, en ayant juste subi une légère restauration… à la fin des années 1980 !

Plusieurs sociétés fabriquent et installent des béliers hydrauliques : WALTON, Schlumpf, The Ram Company… Vous pouvez également envisager de le faire vous-même, le plus important étant le dimensionnement.

C’est un moyen économique, durable et écologique de pomper de l’eau sur de courtes distances, seul ou combiné à une pompe électrique.

En cette époque du tout-automatique, un appareil qui ne nécessite pas d’énergie autre que celle de sa matière première pour fonctionner, qui est non polluant et bon marché, mériterait d’être plus connu, vous ne trouvez pas?

Crédits photo : http://www.econologie.info

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