Le bélier hydraulique est sans doute, de tous les systèmes élévateurs d’eau n’utilisant comme source d’énergie qu’une chute d’eau, le plus répandu.
Il permet, c’est là tout l’intérêt, de remonter de l’eau à une hauteur supérieure à celle de la source. Toutefois, il est possible que la chute d’eau primaire ne fournisse pas un débit permettant l’alimentation continue d’un bélier hydraulique. Pour pallier ce manque de débit, il est possible d’utiliser une source d’eau intermittente à vanne en bas.
Pour découvrir ce qu’est un bélier, je vous invite à visionner cette vidéo :
Notez, pour bien comprendre, qu’un bélier hydraulique utilise l’énergie cinétique de l’eau dans la conduite d’alimentation pour créer de la pression. Si vous souhaitez augmenter la pression de refoulement, c’est à dire augmenter l’énergie d’un coup de bélier, vous pouvez augmenter la longueur de la canalisation d’alimentation. Ainsi, vous augmentez la masse totale d’eau en mouvement et donc l’énergie cinétique.
Revenons à nos moutons : le bélier devra démarrer lorsque le réservoir d’amont sera plein et s’arrêter automatiquement lorsqu’il sera vide. Avec la solution à fontaine intermittente, la vanne d’alimentation du récepteur, ici, le bélier, sera en fait remplacé par une action sur le clapet du bélier. Sa remise en marche ne pouvant effectivement se faire aussi simplement que par l’ouverture d’une vanne. Nous proposons l’utilisation d’un marteau hydraulique miniature. En effet, si de l’air s’introduit dans une canalisation après une maintenance, le redémarrage du bélier nécessite une succession de pressions sur le clapet.
Voici un exemple de marteau hydraulique miniature :
On peut alors remarquer que, tant que le marteau miniature sera alimenté par le trop-plein du réservoir primaire de la source intermittente, il tentera sans cesse de relancer le bélier. Pour éviter toute perturbation en fonctionnement normal, si le débit de la source dépasse celle du bélier en saison humide, il faudra limiter le débit. Cela peut se faire par la structure du captage de la source primaire. En effet, il peut simplement s’agir de limiter la section du tuyau d’alimentation de la source initiale.
Schéma 1
Nomenclature explicative
- 1. Couple flotteur-contrepoids : il génère un signal mécanique qui inhibe ou autorise le fonctionnement du bélier, conditionné par le niveau haut. Le but est d’arrêter la consommation d’eau en cas de remplissage complet et de relancer le bélier dès que le niveau commence à baisser.
- 2. Système de poulies : il permet de guider le câble de transmission 3.
- 3. Câble de transmission : il renvoie le signal mécanique généré par le couple flotteur-contrepoids jusqu’au clapet du bélier.
- 4 . Conduite de trop plein : c’est une dérivation du signal hydraulique du trop-plein mentionné dans l’article sur la source intermittente à vanne en bas. Il alimente le marteau hydraulique pour relancer le bélier.
- 5 . Signal mécanique : c’est l’action mécanique récupérée de la source intermittente à vanne en bas. Il correspond à l’action sur la « vanne en bas » qui, dans ce cas, est remplacée par le clapet du bélier.
- 6. Signal mécanique : c’est l’action mécanique du marteau sur le clapet du bélier et qui est répétée tant que le niveau du réservoir de la source intermittente déborde.
- 7. Refoulement : c’est la conduite d’eau sous pression produite par le bélier et qui alimente le réservoir final.
- 8. Échappement : il s’agit de la conduite d’évacuation de l’eau motrice du bélier et du marteau miniature.
Schéma 2
Nomenclature explicative
- 1. Guidage de l’index du marteau : il permet de renvoyer le mouvement du marteau à la tige 6.
- 2. Ressort de rappel : il ramène l’index du marteau en position haute.
- 3. Marteau hydraulique miniature : il permet d’envoyer des impulsions sur le clapet tant que le trop-plein du réservoir de la source intermittente déborde. Si le réservoir d’eau final est plein, alors l’inhibition empêche l’impulsion de pousser la tige 6.
- 4. Arrivée du trop-plein : conduite de dérivation en provenance du trop-plein du réservoir d’alimentation de la source intermittente.
- 5. Index guidé : il renvoie les signaux mécaniques en provenance de la source intermittente sur la tige 6.
- 6. Tige du clapet : il renvoie les différents signaux mécaniques au clapet 9.
- 7. Ressort de traction réglable : il permet, en plus du poids de la tige 6 elle même, d’ajuster l’effort sur le clapet, c’est un réglage usuel sur les béliers hydrauliques.
- 8. Index guidé : il renvoie les signaux mécaniques en provenance du réservoir d’eau final sur la tige 6.
- 9. Clapet du bélier.
- 10. Corps du bélier.