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...) 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...) de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) 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...) 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...) qui se traduit souvent par un bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....). Dans les grosses installations, du fait de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) d'eau en mouvement, on doit impérativement éviter ce phénomène qui provoquerait immanquablement l'éclatement des canalisations.
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...) 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...) 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...) 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...), la soupape (4) est réouverte et le cycle recommence.
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...) (bergeries par exemple). L'aide aux pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) en voie de développement trouve là un dispositif intéressant.