Le bélier, un système de pompage ingénieux pour alimenter des chalets


L’approvisionnement en eau est capital pour permettre l’exploitation d’un alpage. Pour pomper le précieux liquide vers les hauteurs, il existe un moyen simple et bon marché: le bélier hydraulique.


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Les dernières sécheresses estivales ont mis en évidence la vulnérabilité de l’approvisionnement en eau de bon nombre d’alpages. En 2015, les hélicoptères – notamment de l’armée suisse – ont pallié le manque d’eau sur les alpages vaudois et fribourgeois. Avec le réchauffement climatique, de tels épisodes de sécheresse pourraient devenir de moins en moins exceptionnels. Les propriétaires d’alpage doivent donc trouver des moyens de pérenniser leurs adductions d’eau.
 
Différentes solutions existent, dont l’utilisation d’un bélier hydraulique. Il s’agit d’un système de pompage qui permet d’amener de l’eau en altitude, jusqu’à 500 m au-dessus d’une source ou d’un ruisseau, en utilisant uniquement l’énergie cinétique de l’eau (lire le sous-article ci-dessous).

Un bélier tout neuf
A Charmey (FR), l’alpage Vieille Cierne, situé à une altitude de 1282 m, est alimenté depuis 1986 par un bélier hydraulique situé une centaine de mètres en aval. «Avant 1986, mon alpage était alimenté par le trop-plein d’un autre alpage. En période de sécheresse, nous étions les premiers à souffrir et le bétail devait descendre à l’échelon inférieur», explique Eugène Scherrer, le propriétaire des lieux. Il y a deux ans, il a remplacé son ancienne installation, usée, par un nouveau bélier. «J’apprécie la simplicité du système et le fait qu’il n’y a pas besoin de carburant.»

Le bélier d’Eugène Scherrer est alimenté par une source, avec un réservoir construit en amont, une trentaine de mètres plus haut que le bélier. Environ un tiers de l’eau est dirigée vers la Vielle Cierne. Le reste s’écoule dans un ruisseau.

Les béliers hydrauliques sont des installations simples, fiables et qui nécessitent peu d’entretien. «Je vide et nettoie les réservoirs une fois par an. J’enlève aussi le sable qui obstrue petit à petit la crépine de la conduite d’approvisionnement», indique Eugène Scherrer.

Un coût raisonnable
Le bélier de la Vieille Cierne travaille été comme hiver. «Il est situé en bordure des pistes de ski, alors quand je skie, je tends l’oreille pour vérifier qu’il fonctionne», raconte Eugène Scherrer. Le bruit engendré par le système est faible et ressemble à un battement cardiaque.

L’installation du nouveau bélier a coûté 4500 francs, pose comprise. «Nous n’avons pas eu besoin de changer les conduites, ni les réservoirs. Et j’ai pu compter sur un petit soutien», précise Eugène Scherrer, qui a partagé la facture avec la commune dont un alpage bénéficie également de ce bélier.
Vincent Gremaud, 7 juillet 2017


 

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LE FONCTIONNEMENT D'UN BÉLIER
Le principe du bélier est connu et utilisé depuis plus de 200 ans. C’est un système de pompage mécanique et hydraulique simple, efficace, bon marché et qui nécessite très peu d’entretien.


Le bélier hydraulique tire son nom d’un phénomène connu: le coup du bélier. Lors de la fermeture brusque d’un robinet, du fait de l’arrêt de l’écoulement et de l’inertie de la masse d’eau en mouvement, la canalisation subit un choc qui se traduit souvent par un bruit. Dans les grosses installations, à cause de la quantité d’eau en mouvement, ce phénomène est dangereux et peut provoquer l’éclatement des canalisations.


Un cycle perpétuel
Le bélier hydraulique est constitué d’une conduite d’arrivée (1, voir l’illustration ci-dessous), d’une soupape primaire (4) à ouverture contrôlée par un ressort ou parfois par un simple poids, d’une conduite de refoulement (3) avec un clapet antiretour (5) et une cloche remplie d’air (6).


Au début du fonctionnement, le clapet antiretour (5) est fermé sous l’effet de la pression statique de la colonne (3) et l’eau arrive par la conduite d’amenée (1). L’eau s’échappe à l’extérieur du dispositif en (2) par la soupape primaire (4). Celle-ci se ferme brusquement dès que l’eau atteint une vitesse suffisante.


Se produit alors le coup de bélier. Le clapet antiretour (5), ayant une pression aval soudainement plus grande que la pression amont, s’ouvre. L’eau monte alors à la fois dans la conduite de refoulement (3) et dans la cloche (6). Cette dernière sert de tampon en absorbant une partie du choc du coup de bélier et régule le débit du refoulement.


Quand la pression dans la conduite d’arrivée d’eau (1) redescend en dessous de la pression du circuit de refoulement (3 et 6), le clapet antiretour (5) se referme alors que la soupape primaire (4) se rouvre lorsque la vitesse de l’eau est suffisante pour actionner le ressort. La pression de l’air de la cloche (6), tout comme son niveau d’eau, redescend au fur et à mesure que l’eau est refoulée par l’écoulement (3). Le cycle peut alors recommencer.

 

 

Source: www.Wikipédia.fr


Rendement défini par divers paramètres
La quantité d’eau pompée de la source au réservoir est proportionnelle au rapport des dénivellations entre le captage d’eau et le bélier et entre le bélier et le réservoir d’écoulement. En clair, si le captage d’eau se trouve 10 mètres en dessus du bélier et que ce dernier doit monter de l’eau 30 mètres plus haut, il est possible de pomper un tiers de la quantité d’eau captée à la source. Si ce rapport est de 1/10, la quantité d’eau pompée correspondra à 10% du débit.


Ce calcul est théorique. En pratique, il faut compter environ 30% de perte supplémentaire.

VG, 7 juillet 2017.

 

 

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