Bélier hydraulique
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Le bélier hydraulique est un dispositif permettant de pomper de l'eau à une certaine hauteur sans autre énergie que la force de la même eau.

C'est une invention de Joseph Michel Montgolfier, celui qui construisit avec son frère, Jacques Etienne, le premier ballon à air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de...) chaud.

Joseph Michel Montgolfier eut l'idée en 1796, d'utiliser le phénomène du coup de bélier pour l'appliquer à un mécanisme simple pour le pompage (Le pompage est un phénomène aérodynamique qui intervient dans un compresseur. Il s'agit d'une instabilité aérodynamique qui donne naissance à des ondes longitudinales. Une...) de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) à destination de la papeterie familiale à Voiron.

Le coup de bélier est ce phénomène connu : quand on ferme brusquement un robinet, la canalisation (Une canalisation, ou un pipeline (de l'anglais) est une conduite destinée à l'acheminement de matières gazeuses, liquides, solides ou...) du fait de l'arrêt de l'écoulement, subit un choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.) qui se traduit souvent par un bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.). Dans les grosses installations, du fait de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre...) d'eau en mouvement, on doit impérativement éviter ce phénomène qui provoquerait immanquablement l'éclatement des canalisations.

Principe de fonctionnement

Principe du bélier - 1
Principe du bélier - 1
Principe du bélier - 2
Principe du bélier - 2
Principe du bélier - 3
Principe du bélier - 3

Un préalable indispensable

La conduite d'arrivée d' eau (1) doit être alimentée en permanence par une eau en mouvement (force cinétique). De cette force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) dépend la capacité de pompage. Le bélier est constitué d'une conduite d'arrivée (1), d'une soupape (Une soupape est un organe mécanique servant à fermer et ouvrir une chambre ou un conduit à la demande .) primaire (4), d'une conduite de départ (3) avec une soupape secondaire (5), une cloche remplie d'air au départ (6).

Au début du fonctionnement (schéma 1), l'eau arrive par la conduite et s'échappe à l'extérieur du dispositif ; sa vitesse (On distingue :) augmente et la soupape(4) se ferme.

Schéma 2 : le coup de bélier se produit à la fermeture (Le terme fermeture renvoie à :) de la vanne, l'autre soupape (5) s'ouvre. L'eau monte dans la cloche (6) et y comprime l'air.

Schéma 3 : l'air de la cloche atteint une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) qui fait se refermer la soupape (5), l'eau est projetée dans la conduite de sortie. Pendant, ce temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), la soupape (4) est réouverte et le cycle recommence.

Utilisation

Ce dispositif peu coûteux et pratiquement sans entretien convient particulièrement en montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la surface d'astres de type tellurique (planète tellurique, satellites comme la Lune), et faisant généralement partie...) (bergeries par exemple). L'aide aux pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui...) en voie de développement trouve là un dispositif intéressant.

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