Le bélier hydraulique (ou pompe à énergie hydraulique) est un dispositif de pompage d’eau imaginé par le génial inventeur Joseph de Montgolfier, en 1792 (le même qui, quelques années plus tôt, fit voler, avec son frère Étienne, le premier ballon à air chaud).
Ce mécanisme écologique fonctionne de façon autonome, sans aucune autre énergie que celle de l’eau captée.
Fonctionnement du bélier hydraulique
Préalables à l’installation
Pour que le bélier fonctionne, 2 conditions sont requises : une alimentation en eau au débit permanent, égal ou supérieur à celui du bélier (source, ruisseau, rivière, lac, canal) et l’installation du mécanisme en contrebas du captage. Cette notion est très importante, car c’est cette dénivellation qui produit l’énergie motrice (pression de l’eau et vélocité) et conditionne la hauteur utile théorique de refoulement (jusqu’à 10 fois la dénivellation).
Le bélier est un moteur hydraulique à 7 temps
Voici les sept étapes du processus :
- À l’amorçage, l’eau qui s’engouffre dans la canalisation d’arrivée s’écoule dans le déversoir à travers la soupape primaire.
- L’accélération de la vitesse de l’eau (vélocité) provoque la brusque fermeture de la soupape primaire.
- Freinée brutalement, la colonne d’eau génère une surpression dans le corps de pompe (coup de bélier), qui ouvre le clapet interne.
- Sous l’effet de cette surpression, l’eau s’écoule dans le ballon (et le conduit de refoulement), comprimant le volume d’air jusqu’à équilibrage des pressions.
- L’inversion des pressions referme le clapet interne.
- L’eau emprisonnée sous pression dans le ballon se vide dans la canalisation de refoulement jusqu’à équilibrage des pressions (déterminée par la hauteur du conduit).
- La fermeture du clapet interne ayant fait chuter la pression, la soupape primaire s’ouvre à nouveau. Un nouveau cycle commence…
Sans accident, ce processus se renouvelle perpétuellement, tant qu’il est alimenté en eau !
7 éléments composent le bélier hydraulique
Les principaux composants du système (dans le sens d’écoulement de l’eau) sont :
- 1 bassin d’alimentation ;
- 1 canalisation d’arrivée d’eau, connectée au bassin ;
- 1 soupape primaire à contrepoids (aussi appelée soupape d’échappement ou clapet de choc), placée sur un déversoir ;
- 1 clapet interne (clapet de surpression ou encore clapet de refoulement) ;
- 1 ballon sous pression (ou cloche), dont l’air emprisonné dans la partie supérieure amortit les coups de bélier et dont la base (ou la conduite de jonction) est percée d’un piquage pour le refoulement ;
- 1 canalisation de refoulement ;
- 1 réservoir de stockage utilisateur.
La fabrication du bélier hydraulique
En dehors de quelques artisans locaux difficiles à localiser, il ne reste en France qu’un seul fabricant de bélier hydraulique (Ets Walton à Bordeaux), mais la fabrication et le montage du mécanisme restent à la portée des bricoleurs moyens. De nombreux sites internet, à visée plus ou moins écologique, se sont donnés pour mission de les aider dans cette tâche.
À qui s’adresse le bélier hydraulique ?
Le bélier hydraulique peut aussi bien approvisionner en eau une collectivité locale qu’une entreprise agricole ou industrielle ou une maison d’habitation isolée. C’est seulement une question d’échelle de débits d’eau, de taille de machines et de capacité d’investissements.
Particulièrement performant dans les régions aux reliefs accidentés, il peut être compatible avec la plupart des sites de plaine (50 cm de dénivellation peuvent suffire). Il représente aussi une opportunité particulièrement bien adaptée à l’irrigation, y compris dans les pays en voie de développement.
Ce système peut aussi, avec peu de modifications, utiliser la force motrice d’une eau non consommable pour pomper, sans mélange, de l’eau potable ou tout autre liquide propre.
Avec plus d’un siècle de recul pour juger de sa fiabilité, sans aucun frais de fonctionnement et avec des coûts d’entretien anecdotiques, on peut affirmer qu’il s’agit de la pompe de relevage la plus écologique, la plus économique, la plus fiable et la plus durable que l’on connaisse.
Le prix du bélier hydraulique
Prix indicatif pour la fourniture d’un mécanisme de fabrication industrielle (hors installation et éventuels terrassements) :
- environ 1 500 € TTC pour un modèle de base : débit de source entre 1 et 4 litres / minute, rendement entre 60 et 800 litres / jour (selon configuration de l’installation) ;
- jusqu’à 4 500 € TTC, pour un modèle plus puissant : débit de source entre 80 et 180 litres / minute, rendement entre 4 600 et 42 000 litres / jour (selon configuration de l’installation).