Den hydrauliske rammen, økologisk og økonomisk pumpe


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Den hydrauliske rammen slår igjen

Artikkel publisert i Sciences et Avenir i november 2003. Av David Larousserie. Noen entusiaster har glemt denne geniale maskinen født med republikken, i 1792. Hun kan til og med ha en god dag, fordi hun jobber nonstop uten energi.

Den hydrauliske rammen er ikke død. Dette vannpumpesystemet, oppfunnet for mer enn to hundre år siden, er til og med tilbake i drift, takket være et fransk selskap og en liten gruppe videregående studenter. Det var på tide! Få mennesker kjenner faktisk denne rustikke, økonomiske, miljøvennlige og likevel effektive teknologien, med mindre du er rørlegger og installerer systemene for å beskytte rørledningen. Eller å ha hørt, i sin ungdom, den typiske poumpummen på denne maskinen, på kanten av en bekk eller en kilde.

skjematisk diagram hydraulisk ramme

Rammets prinsipp er basert på overtrykket som oppstår når flyt av en væske plutselig avbrytes, for eksempel under hurtig lukking av en ventil. Den resulterende støtbølgen er ofte voldelig og skader ubeskyttede rørledninger. Industriisten og oppfinneren Joseph de Montgolfier hadde ideen, i 1792, å avlede denne effekten klokt. Etter flygende aerostater med broren Etienne, arkiverte han patentet til denne autonome og effektive pumpe og kalte den ram, på grunn av støynivået og volden i slaget. En stor støpejern klokke fast festet til en base for å tåle presset, to bronse ventiler, to vanninntak og voila. Installert nær en kilde eller en foss, kan maskinen montere væsken opp til flere titalls meter uten energi annet enn den som er gitt av strømmen (se diagram). Når den er lansert, stopper den ikke. Eller nesten. Bare nedgangen i tilstrømning, frost eller en urenhet i vannet som vil blokkere ventilene, gir en slutt på de vanlige stødene.

driftsfaser av en hydraulisk ramme

Rammen er også uforgjengelig. For eksempel på Ménardière-slottet (Deux-Sèvres) fungerer det fortsatt en kopi av mer enn 120 år, som nettopp har gjennomgått en liten restaurering. Oppfinnelsen av Montgolfier-brødrene spredte sakte og opplevde sin gyldne alder mellom 1870 og 1900. Bollée, Pilter eller Mangin merkevarmer brukes til vannparker, hager og grønnsakshager. Den 200 hektar av hagen til byen Richelieu (Indre-et-Loire) blir for eksempel alltid matet av en ram som transporterer vannet over mer enn 600 meter. I 1876 teller arkivet til hovedproducenten, Bollée, rundt et hundre rundt avdelingen Indre-et-Loire. Etter andre verdenskrig stoppet planene for elektrifisering og vannforsyning en stopper for denne maskinen, men er fortsatt vanskelig å bære.

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.

bilde av hydraulisk ramme
To bilder av hydrauliske rammer. Til venstre, en nylig modell av det franske selskapet Walton, den eneste til å markedsføre ramper. Til høyre en modell som fortsatt er i drift etter 50 år.

Toutes 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…

Nouvelle 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.

Videregående studenter har siden fått sin profesjonelle baccalaureate med skille, og den kommunale rammen leverer, ikke barnehagen, men en reserve av 50 kubikkmeter vann for brannmenn.
Videregående skoleelever gikk deretter til Moskva Exposience i juli med sin maskin. Lærerne snakket i flere timer med dem på russisk og engelsk. En tysk ville selv kjøpe prototypen!
« 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.


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