Sciences et Techniques LES POMPES

« Les pompes aspiration LA POMPE PÉRISTALTIQUE avoir recours aux sources d'eau en contrebas.

C'est ainsi que l'élevation de l'eau fut l'un des pre­ miers problèmes de physique auquel fut confron­ tée l'humanité.

Le chadouf, la noria et la vis d'Archimède Le premier système d'élévation f_ut le chadouf, introduit en Mésopotamie et en Egypte plus de mille ans avant notre ère.

Le chadouf se présentait sous la forme d'un balancier muni d'un seau au bout d'un bras et d'un contrepoids à l'extrémité de l'autre.

Le seau était alors abaissé dans le réservoir d'eau par une simple poussée du contrepoids vers le haut, le mouvement étant facilité par l'effet de levier; abandonné à lui-même, le contrepoids redescen­ dait en hissant le seau au bout du bras opposé.

Il suffisait alors de le verser dans une gouttière ou dans tout autre dispositif de distribution destiné à alimenter en eau les cultures.

Un autre dispositif plus élaboré vit le jour.

On la baptisa la noria chinoise (appelée aussi saqiyeh, en Égypte).

Il s'agissait d'une grande roue vertica­ le, plongeant dans un plan d'eau et munie de godets sur toute sa périphérie; lorsque la roue était mise en rotation, par la force animale ou humaine, les godets se remplissaient d'eau en bas et la déversaient en haut sur une gouttière.

Afin de faire tourner la roue verticale, les utilisa­ teurs de ce système avaient généralement recours à des bêtes de somme (des ânes ou des bœufs) harnachées à une roue horizontale qu'elles entraînaient dans leur ronde.

Un système de trans­ mission à crans reliait les roues horizontale et ver­ ticale.

Là où il y avait la possibilité que la noria trempât dans une rivière au débit rapide, le mou­ vement de la roue était entretenu par le courant, sans qu'il soit nécessaire de recourir à une source d'énergie extérieure.

Le plus célèbre savant de l'Antiquité, Archimède (287 -212 av.

J.-C.), apporta une autre solution élé­ gante au problème de l'élévation de l'eau en inventant la vis sans fin.

Enferm ée dans un cylindre en bois, son mouvement tournant (assu­ ré également par des bêtes de somme ou toute autre force motrice) entraînait l'eau depuis le bas vers le haut.

Ce système a largement prouvé son efficacité puisqu'il est toujours utilisé de nos jours, notamment pour élever les eaux usagées des usines d'épuration.

La pompe à piston Mais plutôt qu'un mouvement rotatif, c'est le mouvement de va-et-vient du piston qui servira de base aux premières pompes modernes.

Dans LA POMPE CENTRIFUGE refoulement ! Dans la pompe A péristaltique, les trois galets pressent un tube déformable, faisant avancer le fluide.

Dans la pompe .....

centrifuge, les pales d'une turbine propulsent le liquide vers la périphérie du corps de pompe, la force centrifu ge l'éjectant dans la volute d'expulsion.

Celle-ci transforme le mouvement rapide et à basse pression du fluide en un mouvement plus lent mais à plus forte pression.

Dans la pompe .....

axiale, les pales rotatives poussent le fluide d'un côté à l'autre du corps de pompe.

son principe, la pompe à piston crée une dépres­ sion dans un cylindre lorsque le piston monte, aspirant l'eau, et, après fermeture du clapet d'ad­ mission, le piston refoule, lors de sa course des­ cendante, le liquide dans le circuit de distribu­ tion.

Le débit d'une telle pompe est nécessaire­ ment saccadé : aussi, pour y remédier, on monte plusieurs cylindres en parallèle, aux cycles dé­ calés les uns par rapport aux autres, ce qui a pour effet de régulariser le flux.

L'une des premières applications des pompes à piston fut l'évacuation des eaux d'infiltration au fond des mines.

Le mouvement de va-€t-vient du piston était assuré par un système de bielles et de manivelles, enchaînées à une roue mue par le courant d'une rivière ou par le manège de bêtes de somme.

Ces pompes aspirantes et refoulantes devaient également servir à l'alimentation des villes en eau potable, comme ce fut le cas à Paris sous le règne d'Henri IV Celui-ci fit installer au Pont-Neuf une roue à aubes de cinq mètres de diamètre entraînant deux pompes à piston immergées dans la Seine.

Appelé pompe de la Samaritaine (nom qu'a repris le grand magasin de la rive droite), ce dispositif délivrait près de 700 m3 d'eau par jour, soit 700 000 litres.

La pompe à piston est aussi utilisée pour la cir­ culation de l'air, son application la plus connue étant la pompe à bicyclette.

En poussant le piston, corps aspiration (pression) LA POMPE AXIALE l'opérateur refoule de l'air dans le pneu, qui y est maintenu par une valve se refermant en fin de cycle.

Lors du mouvement de retour du piston, une valve d'admission s'ouvre pour laisser une nou­ velle dose d'air atmosphérique remplir le cylindre, quelques centimètres cubes d'air sont alors injec­ tés dans le pneu au cours du cycle suivant.

Ces pompes sont dites à simple effet, un seul mouvement de refoulement ayant lieu lors de chaque cycle.

Une amélioration du principe est la pompe à double effet : le fluide à faire circuler pénètre dans le cylindre des deux côtés du pis­ ton.

Grâce à un système plus complexe de valves et de soupapes, le fluide est alors refoulé à chaque demi-course du piston, dans les deux sens du va-€t-vient.

La pompe à membrane Dans les pompes à pistons ordinaires, le fluide à pomper est en contact direct avec les parties mécaniques du système : s'il s'agit d'air ou d'eau pure, ce contact n'est pas problématique; en revanche, il l'est beaucoup plus s'il s'agit d'eaux boueuses pouvant obstruer les soupapes ou grip­ per le piston, ou si l'on est en présence de fluides acides ou salins pouvant attaquer les pièces métalliques du mécanisme.

La pompe à membra­ ne résout le problème au moyen d'un diaphrag-. »