Le bélier hydraulique : le coup de pompe qui change tout !

Schéma d'un bélier hydraulique
Schéma d'un bélier hydraulique

Ça ne paraît pas simple, mais en fait, ça l’est. Un procédé qui utilise l’énergie cinétique. Une colonne d’eau qui prend de la vitesse est stoppée brusquement. La surpression, ainsi créée dans un réservoir, propulse l’eau beaucoup plus haut à travers une conduite pour remplir une citerne. Cette pompe, il suffisait d’y penser…

Retour sur un génial inventeur

Joseph-Michel Montgolfier (plus connu sous le nom de Joseph de Montgolfier), né en et mort en , est le frère de Jacques-Étienne Montgolfier. Tous deux inventèrent la montgolfière en 1782. Il est le douzième d’une famille de 16 enfants installée à Vidalon-lès-Annonay, petit bourg de l’Ardèche. Son père, Pierre Montgolfier, est papetier comme ses ancêtres depuis le XIVe siècle. La réputation de la papeterie a largement dépassé les frontières et leur garantit une vie très confortable.

Joseph n’est pas particulièrement studieux et plutôt rebelle (pour l’époque). Il s’intéresse aux sciences physiques et naturelles. En 1777, déjà avec Étienne, ils conçoivent le premier papier vélin français. Plus tard, il mettra au point le papier à filtrer, qu’on appelle, le « Joseph » et qui deviendra le papier joseph.

Joseph-Michel Montgolfier
Joseph-Michel Montgolfier

Très utilisée en agriculture et en montagne !

 

Joseph de Montgolfier dépose, en 1792, le brevet d’une pompe autonome et la nomme bélier, à cause du bruit et de la violence du coup de boutoir porté par la pression de l’eau. Installée près d’une source ou d’une chute d’eau, la machine permet de monter le liquide jusqu’à plusieurs dizaines de mètres sans énergie autre que celle apportée par le courant (voir les différents schémas). Elle fonctionne uniquement grâce à la force motrice de l’eau. Une fois amorcée, la pompe ne s’arrête plus. Ou presque. Seuls la baisse du débit entrant, le gel ou des impuretés dans l’eau (il est donc nécessaire d’utiliser un filtre) bloqueraient les clapets et provoqueraient son arrêt ou son ralentissement.

Dès sa création, et malgré des coûts de fabrication importants pour l’époque, la pompe à bélier hydraulique a été utilisée dans l’agriculture, pour l’irrigation des cultures et l’approvisionnement en eau potable. Elle a largement contribué à la mécanisation de l’agriculture, car fonctionnant sans force animale, sans électricité ni carburant.

Très adaptée aux lieux isolés ou aux reliefs accidentés, elle est également utilisable en plaine, car un faible dénivelé est suffisant.

L’invention fut très tôt critiquée par ses contemporains (pas beau la jalousie… NDLR) qui l’associaient aux théories du mouvement perpétuel, alors considérées comme diaboliques.

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Lac de montagne
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Comment ça marche ?

Le bélier hydraulique est une pompe à eau qui fonctionne sans aucune autre énergie que celle de l’eau qui la traverse. Le coup de bélier est à l’origine du mécanisme (Par exemple, lorsque vous fermez brusquement un robinet, la canalisation fait un bruit caractéristique, dû à l’arrêt de l’écoulement et à l’inertie de la masse d’eau en mouvement. Cela provoque une surpression qui peut endommager la tuyauterie.). Le principe utilisé est l’énergie cinétique. Explications : lorsqu’une colonne d’eau prend de la vitesse et qu’un clapet la stoppe brusquement, une surpression se produit, ce qui permet de faire monter l’eau à une certaine hauteur. Le résultat dépendra bien sûr des quantités et des vitesses mises en œuvre.

 

schéma 1 d'un bélier hydraulique

Phase 1

L’eau arrive par un tuyau dans le bélier hydraulique et prend de la vitesse en sortant par le clapet 1 qui est ouvert. Un ressort de rappel maintient le clapet 2 fermé.

schéma 2 d'un bélier hydraulique

Phase 2

Le courant soulève le clapet 1 et entraine sa fermeture qui provoque un coup de bélier, une sorte d’onde de choc. La surpression de l’eau ouvre le clapet 2. L’eau monte dans la cloche et comprime l’air.

schéma 3 d'un bélier hydraulique

Phase 3

Les pressions des deux côtés du clapet 2 s’équilibrent. Le ressort de rappel ferme alors le clapet 2. Cela entraine aussi la réouverture du clapet 1. L’air comprimé repousse l’eau et la fait remonter par le tuyau de refoulement.

Le cycle recommence, l’eau va à nouveau sortir par le clapet 1 puis le soulève en créant un coup de bélier…

Avec plus de deux siècles d’existence, il s’agit de la pompe de relevage la plus écologique, la plus économique, la plus fiable et la plus durable qui soit connue à ce jour.

Vous vous lancez quand ?

Des plans et schémas de montage sont disponibles sur internet. À vous de choisir, en fonction de vos moyens et de votre ingéniosité !

Il existe même un musée gratuit du bélier hydraulique !

Sans oublier les tutos sur YouTube !

Walton est le dernier fabricant français de béliers hydrauliques traditionnels.

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