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Le bélier hydraulique

hé oui ce sont des vérins à la place des cornes !!! Un vrai bélier hydraulique

Non, ce n’est pas le dernier-né d’une gamme de robots visant à imiter un bélier… Il s’agit plutôt d’une invention astucieuse de Joseph Montgolfier (plus connu pour les ballons) qui date de 1796. 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 de l’engin est de créer une pompe uniquement à partir de la force fournie par le courant de la source d’eau.

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 était 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 ? Les frères Montgolfier ont eu l’idée d’utiliser cette inertie pour amener l’eau où ils le voulaient. Il ne faut pas plus que quelques tuyaux, des vannes, valves et une cloche étanche pour arriver à ses fins… Regardez le schéma de principe ci-dessous :

Cliquez pour agrandir

Conditions initiales :

  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).

Relevant d’une pratique simple, 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 (dans certaines configuration il peut atteindre 80%), un fonctionnement automatique, il nécessite très peu d’entretien (et peu de réparation), il possède une grosse gamme de fonctionnement (petits cours d’eau).

En témoigne cette petite anecdote, tirée de l’histoire (vraie) du bélier hydraulique de Sarconnat :

« Il était une fois une habitation alimentée en eau par une source, une source merveilleuse, car sans elle, point d’habitat possible. Un jour pourtant, caprice d’une méchante sorcière, cette source se tarit. On fait des recherches, creuse, découvre un tuyau d’alimentation, on suit le tuyau et, à quelques centaines de mètres de là, on découvre dans une haie, complètement recouvert de broussailles et de ronces, un antique bélier, si rouillé qu’il en passait inaperçu, essoufflé, qui venait de cesser de fonctionner, par rupture de la canalisation d’amenée d’eau. Tout le monde l’avait oublié, les occupants de la maison – ils l’avaient achetée telle quelle – ignorant totalement son existence… ».

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

Les sources peuvent ne pas être importantes en termes de débit, mais attention, elles  se doivent d’être continues. Sinon, le bélier se désamorce et il faudra un réarmement manuel (ouverture de la soupape de choc pour réamorcer).

Plusieurs sociétés les fabriquent : WALTON, Schlumpf, The Ram Company… Bien dimensionné, il reste le moyen le plus économique et le plus durable de pomper de l’eau sur de courtes distances, même avec des dénivelés assez importants.

Le long tube de la cloche à air et de la soupape de refoulement La soupape de choc et la conduite motrice La soupape de choc Gros plan de la conduite de refoulement

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 qui est bon marché, mériterait d’être plus connu, vous ne trouvez pas?

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Commentaires

SUPER!! On apprend toujours des choses en vous lisant….

Merci. Auguri pour la nouvelle année

Tatata

Belle explication simple et limppide.
J’avais déja lu des articles sur ce sujet et c’est vrai que ça donne envi de le tester.
Hélas je n’ai pas encore le cours d’eau ;-)
Encore quelques chose qui exsite depuis longtemps et qu’on n’utilise pas …

Yann.

Hello !

Ah le bélier hydraulique, c’est mon amour caché :)

L’année dernière j’ai découvert cette petite merveille quand j’étais en WWoof dans le Trièves – un coin de Paradis dans les Alpes – Ce côté astucieux, facile à mettre en œuvre est vraiment idéal, notamment pour l’agriculteur bio chez qui j’étais qui vise la conso d’énergie « zéro »…

Esra
Ps : Bonne année ! :)

@Esra : Oui une fois qu’on connaît, les gens qui sont un peu impliqués dans l’autonomie énergétique se rappellent bien en avoir vu un quelque part… Une des plus grandes forces du bélier, à mon avis : savoir se faire oublier tellement il marche tout seul…

@Yann : C’est clair que ça donne envie… Les photos en bas de l’article montrent un bélier qu’on a visité il y a quelques jours. Avec :

un ruisseau vraiment pas gros (il ne coulait même plus quand on était là!)
une longueur de batterie d’environ 20m à 30 °
un diamètre d’arrivée de 10mm (vraiment pas gros)

Et bien la dame elle faisait monter l’eau dans un gros réservoir pour les bêtes… à plus de 70m de là avec une prise d’altitude d’environ 40m… soit environ 57 % de pente !!!!! C’est le dénivelé ponctuel d’une colline un peu costaud comme il y en a ici.

Donc c’est pas de la rigolade, pour peu qu’on ai le ruisseau et qu’on le dimensionne correctement.

@Tatata : et bonne année !!!!! Merci pour ce gentil message!

Bonjour,
Par cette méstérieuse machine simplle et éfficace.Je vous consulerais pour des questions techniques (dimensionnement,rapport hauteur de chutte/hauteur de réfoulement..)de mon future bélier hydraulique.

Merci

bonjour, je trouve cet article super intéressant, celui qui voudrait essayer de se lancer dans cette aventure voici le site indispensable http://regis.petit2.perso.sfr.fr/belier.htm

tout y est, rien ne manque

Bonjour Olivier,
Tu as tout à fait raison, Régis Petit a fait un travail incroyable sur cette machine. Il a d’ailleurs relu notre article :)

CI3Xmj rbsvvjvgpodp

je sius colectionneur de bélier j’en posséde 40 de différents modèle je les réparent ,les installent,je participe a des démonstration dans les lycées agricole, les comices agricole,les fêtes a l’ancienne avec un montage expérimental que j’ai consu il y a une dizaine d’années.pour plus de renseignements voici mes coordonnées lafont florent 24270 st cyr les champagnes n° 06 22 91 30 23

Bonsoir, je crois avoir trouvé une vidéo du bélier des photos de cet article https://www.youtube.com/watch?v=FfUBTYrgXtg en tout cas il lui ressemble

cordialement

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