Le belier hydraulique - Mouvement perpetuelle

Le bélier hydraulique permet de pomper de l'eau à une certaine hauteur en utilisant l'énergie d'une chute d'eau de hauteur plus faible, avec un dispositif mécanique et hydraulique très simple.C'est une invention de Joseph Michel Montgolfier, celui qui construisit avec son frère, Jacques Étienne, le premier ballon à air 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 de l'eau à destination de la papeterie familiale à Voiron.Le coup de bélier est ce phénomène connu : quand on ferme brusquement un robinet, la canalisation, du fait de l'arrêt de l'écoulement et de l'inertie de la masse d'eau en mouvement, subit un choc qui se traduit souvent par un bruit. Dans les grosses installations, du fait de la quantité d'eau en mouvement, on doit impérativement éviter ce phénomène qui provoquerait immanquablement l'éclatement des canalisations.

        

                             schema 1                                                    schema 2  

                                       

                                                                 schema 3

Principe de fonctionnement

 Le principe utilise l'énergie cinétique d'une colonne d'eau ayant pris une certaine vitesse ; puis, arrêtée brusquement par un clapet, une surpression se fait, ce qui permet de faire monter une colonne d'eau réduite à une certaine hauteur. Le résultat dépend des quantités et des vitesses mises en jeu.Il y a une grande variété de mises en œuvre de ce principe.

Un préalable indispensable

 
La conduite d'arrivée d'eau (1) doit être alimentée en permanence par une eau sous pression (généralement liée à une dénivellation), dont l'énergie cinétique alimentera le dispositif en énergie. De cette énergie dépend la capacité de pompage. Le bélier est constitué d'une conduite d'arrivée (1), d'une soupape primaire (4) tenue ouverte par un ressort (ou parfois par un simple poids), d'une conduite de refoulement (3) avec une soupape secondaire (5) et une cloche remplie d'air (6).Au début du fonctionnement (schéma 1), la soupape secondaire (5) est fermée et l'eau arrive par la conduite. L'eau s'échappe à l'extérieur du dispositif en (2) par la soupape primaire (4), mais celle-ci se ferme brusquement quand l'eau atteint une vitesse suffisante.Schéma 2 : Se produit alors le coup de bélier et la soupape secondaire (5) s'ouvre. L'eau monte alors à la fois dans la cloche (6) – qui sert de tampon pour absorber une partie du choc du coup de bélier – et dans la conduite de refoulement (3).Schéma 3 : Quand la pression dans la conduite d'arrivée d'eau (1) redescend en dessous de la pression du circuit de refoulement (3 & 6), la soupape secondaire (5) se referme alors que la soupape primaire (4) se rouvre sous l'action de son ressort. La pression de l'air de la cloche (6), et donc également son niveau d'eau, redescendent au fur et à mesure que l'eau est refoulée par (3). Le cycle peut alors recommencer.

Utilisation

Ce dispositif peu coûteux et pratiquement sans entretien convient particulièrement en montagne (bergeries par exemple). L'aide aux pays en voie de développement trouve là un dispositif intéressant. On veillera à maintenir de l'air dans la cloche, malgré sa dissolution dans l'eau, sous peine de casser le dispositif, par exemple à l'aide d'une pompe manuelle ou automatique.

Vestiges

Nombre de grands domaines fonciers ont été équipés de bélier hydraulique au xixe siècle.La duchesse de Dino, nièce de Talleyrand, serait une des premières châtelaines françaises à faire venir d'Angleterre des béliers hydrauliques pour son domaine de Rochecotte à Saint-Patrice (Indre-et-Loire), devenu un hôtel-restaurant de luxe - état actuel ?Le bélier hydraulique du parc du château de "La Ménardière" à Mazières-en-Gâtine (Deux-Sèvres), datant des années 1880 et devenu maison de retraite, a été restauré vers 2000 avec l'appui technique de la maison Walton[1] (Gironde).Un autre dispositif, abrité également dans une petite tour ronde coiffée d'ardoises en écailles se trouvait dans un vallon dépendant du domaine du Fontenioux' à Vernoux-en-Gâtine (Deux-Sèvres), dont le château du xixe siècle a été démoli vers 1950.Par ailleurs :Un bélier hydraulique permettait, au xixe siècle, de remonter l'eau depuis la rivière de la grotte d'Orchaise jusqu'au village d'Orchaise (Loir-et-Cher) situé au dessus.Autre dispositif homonyme
On appelle également bélier hydraulique le vérin hydraulique permettant de manœuvrer une vanne secteur dans un réseau d'assainissement.Liens vers videos et

images de béliers hydraulique

Bélier hydraulique étude et principesPublications scientifiquesPlans et astuces de fabricationHowStuffWorks.com: Comment fonctionne un bélier hydrauliqueVideo explicativeAnimation d'un bélier hydrauliqueVideo d'un bélier en fonctionnement dans un torrent (avec explications) Warwick University's Publications sur l'elevation d'eau Videos de Meribah Ram Pump (bélier hydraulique) Epreuve d'un bélier

 

Liens vers videos et images de béliers hydraulique


Bélier hydraulique étude et principes

Publications scientifiques

Plans et astuces de fabrication

HowStuffWorks.com: Comment fonctionne un bélier hydraulique

Video explicative

Animation d'un bélier hydraulique

Video d'un bélier en fonctionnement dans un torrent (avec explications)

Warwick University's Publications sur l'elevation d'eau

Videos de Meribah Ram Pump (bélier hydraulique)

Epreuve d'un bélier

 

source : wikipedia.org / http://fr.wikipedia.org/wiki/B%C3%A9lier_hydraulique

 


 

Fiche technique - Le bélier hydraulique : le pompage perpétuel

 

Le bélier hydraulique n'est pas mort. Ce système de pompe à eau, inventé il y a plus de deux cents ans, reprend même du service, grâce à une entreprise
française et à un petit groupe de lycéens. Il était temps ! Peu de gens en effet connaissent cette technologie rustique, économique, écologique et pourtant
efficace, à moins d'être plombier et d'installer des systèmes antibélier pour protéger les canalisations. Ou d'avoir entendu, dans sa jeunesse, le poum-poum caractéristique de cette machine, au bord d'un ruisseau ou d'une source.Le principe du bélier repose sur la surpression créée lorsque le débit d'un liquide est soudainement interrompu, par exemple, lors de la fermeture rapide d'un robinet. L'onde de choc qui en découle est souvent violente et endommage les canalisations non protégées. L'industriel et inventeur Joseph de Montgolfier eu l'idée, en 1792, de détourner cet effet à bon escient. Après avoir fait voler des aérostats avec son frère Etienne, il dépose le brevet de cette pompe autonome et efficace et la nomme bélier, à cause du bruit et de la violence du coup. Une grosse cloche en fonte solidement fixée à un socle pour résister à la pression, deux clapets en bronze, deux arrivées d'eau et le tour est joué. 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 le schéma). Une fois lancée, elle ne s'arrête plus. Ou presque. Seule la baisse du débit entrant, le gel ou une impureté dans l'eau qui bloquerait les clapets met fin à ses coups de boutoirs réguliers.Le bélier est aussi inusable. Au château de la Ménardière (Deux-Sèvres), par exemple, un exemplaire de plus de 120 ans fonctionne encore, en ayant juste subi une légère restauration. L'invention des frères Montgolfier s'est répandue lentement et a connu son âge d'or entre 1870 et 1900. Les béliers de marque Bollée, Pilter, ou Mangin permettent alors d'arroser parcs, jardins et potagers. Les 200 hectares des jardins de la ville de Richelieu (Indre-et-Loire) sont, par exemple, toujours alimentés par un bélier qui transporte l'eau sur plus de 600 mètres. En 1876, les archives du principal fabricant, Bollée, en recensaient une centaine autour du département de l'Indre-et-Loire. Après la Seconde Guerre mondiale, les plans d'électrification et d'adduction d'eau mettent un coup d'arrêt à cette machine pourtant inusable.

En 1950, la France comptait une dizaine de fabricants. Il n'en reste plus qu'un aujourd'hui, la SARL Walton, à Bordeaux, spécialisée dans l'arrosage et le pompage. "En 1998, me refusant à arrêter ce que mon grand-père avait lancé en 1910, j'ai créé un site Internet pour parler du bélier hydraulique, dont nous ne vendions plus qu'une ou deux pièces par an. Au début, je n'avais installé que la reproduction d'un de nos modèles datant de 1936", se souvient Richard Walton, son directeur. Malgré la pauvreté du site, c'est le succès. La société vend aujourd'hui environ 50 béliers par an et compte 250 utilisateurs dans ses fichiers. Il y a les amoureux de l'objet qui optent pour le plus petit modèle. Des agriculteurs, du Limousin ou du Cantal, qui choisissent des modèles plus performants dont certains suffisent à l'alimentation en eau d'un troupeau de 100 têtes, soit environ un débit de 10 000 litres par jour. D'autres clients sont en Afrique, où les béliers Walton alimentent des villages de 600 à 1000 personnes ayant besoin d'un débit pouvant atteindre 40 000 litres par jour. "Pour ces pays, l'avantage est aussi qu'à la fontaine, l'eau coule en


permanence, ce qui évite la stagnation du liquide et les risques de contamination
", ajoute Richard Walton, qui a aussi des clients au Viêt Nam. L'absence d'alimentation externe et la maintenance aisée sont particulièrement adaptées aux pays en voie de développement.

 proportions gardées, c'est un bélier qui a sauvé un village français au XIXe siècle. "S'il n'y avait pas eu, ce système, nos ancêtres n'auraient pu exploiter la pépinière qui a attiré des emplois et de la richesse", rappelle Gilbert Barbier, adjoint au maire de Saint-Appolinaire (Rhône), à 50 kilomètres de Lyon. Un siècle plus tard, Gilbert Barbier a voulu faire revivre le bélier de sa commune que beaucoup avaient oublié, et dont personne ne connaissait le fonctionnement. Profitant d'une journée portes ouvertes au lycée professionnel Jules-Verne de Tarare, à 15 kilomètres de là, Gilbert Barbier demande l'aide du proviseur. Ses élèves cherchaient alors un projet pour participer aux Olympiades de la physique, une compétition amicale entre différents lycées français, basée sur l'expérimentation. Laurent Buccini, Loïc Jacquemot, Adrien Rabany, Guillaume Rousset et Grégory Saint-Paul, avec leurs professeurs Mustapha Errami et Benjamin Topouzkhanian, se mettent au travail. Ils construisent leur propre bélier, et ça marche !
L'eau monte même jusqu'au sixième étage de leur lycée. Au concours, en février, à Paris, le jury, impressionné par ce système qui a "arrosé" les combles du palais de la Découverte, leur donne le Prix de la Société française de l'énergie nucléaire...

Bélier hydraulique réalisé parles élèves du Lycée Jules VerneNouvelle consécration, le 14 juin, avec la présentation au village de Saint-Appolinaire. La centaine d'habitants était présente pour voir l'eau monter jusqu'au clocher de l'église, à 17 mètres du sol, en tordant violemment les tuyaux en plastique à chaque coup de bélier. "Je suis content d'avoir sauvé cet objet et redonné de l'honneur à la formation professionnelle", témoigne Gilbert Barbier.Les lycéens ont, depuis, obtenu leur bac professionnel avec mention, et le bélier communal alimente, non plus la pépinière, mais une réserve de 50 mètres cubes d'eau pour les pompiers.Les lycéens se sont ensuite rendu à l'Exposcience de Moscou, en juillet, avec leur machine. Des professeurs ont discuté des heures durant avec eux, en russe et en anglais. Un Allemand a même voulu leur acheter le prototype !"Nous avons préféré lui expliquer comment le fabriquer lui-même, témoigne Grégory Saint-Paul. C'est pas dur. C'est que du plaisir." "A chaque présentation, c'était la fête de la science", complète Mustapha Errami, l'un de ses professeurs.Le bélier hydraulique résiste tout de même un peu à la science. Curieusement, son rendement exact n'a toujours pas été calculé. "Le bélier est impossible à mettre en équations. Cette machine n'aime pas les ingénieurs. C'est une machine de paysan fabriqué par un paysan pour d'autres paysans", résume, un rien provocateur, Richard Walton. Le bélier n'est pas mort, il pompe encore.David Larousserie

 

 

Sources: http://histoire.eau.hyeres.free.fr/610-q_et_r-belier.html
Photos, schémas et texte extraits du Sciences et Avenir" n°90 de novembre 2003
Pour aller plus loin Réalisation d'un bélier hydraulique Club ER : énergies renouvelables


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Commentaires (4)

1. MONONGI 08/07/2016

Je suis intéressé pour l'achat de ce dispositif " bélier hydraulique''
Pouvez-vous m'indiquer les fabricants et fournisseurs et vendeurs en Afrique, spécialement en République Sud Africaine.

Merci d'avance

2. depuislaubedestemps (site web) 18/09/2012

que veux tu dire part message teste d' alerte pour l' administrateur?

3. qwerty 04/05/2012

message teste d'alerte pour l' adminisatrateur

4. titi 02/02/2011

Salut,
dans le dernier schema ( foto )
dite moi si je me trompe ? si quelqu'un si connais dans ce systeme mais il me semble que le tuyeaux qui arrive dans le reservoire devrais ce trouver aux dessus du bac et non en dessous "a cause de la pression !"

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