Ventouses AEP
VENTOUSES A
EP (V3)
1 Préambule
2 Description technique
3 Le problème
4 Les solutions
4.1 Crosse extérieure
4.2 Obturateur
5 Conclusions
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1 Préambule
La Nécessité d'utiliser des ventouses dans les réseaux AEP est due au principe physique général qui veut que l'air se propage au point le plus haut (comme dans le chauffage central par exemple).
La ventouse évacue l'air emprisonné et garanti ainsi la bonne performance de débit des réseaux, par le fait que l'air ne fera pas une bulle rétrécissant le diamètre de passage de l'eau.
Les ventouses sont placées sur tous les points hauts d'un réseau.
Les performances de débit intéressent en premier lieu les usagers, mais aussi et surtout les services d'incendie et de secours "SDIS".
Les ventouses sont nécessaires pour permettre l'évacuation de l'air emprisonné dans les conduites, mais aussi pour éviter la dépression des conduites lors des incidents avec coupure réseau.
En effet autant les joints des canalisations sont résistants pour assumer des pressions élevées de l'intérieur vers l'extérieur de la conduite, autant ceux-ci sont peu performants pour assurer des pressions de l'extérieur vers l'intérieur. L'air peut donc être introduit par les ventouses qui sont théoriquement des endroits "sains", contrairement aux emplacements de joints qui sont totalement inconnus et qui peuvent amener de l'eau polluée en lieu et place.
2 Description technique
C'est un purgeur automatique comparable à ceux du chauffage central, mais ayant des caractéristiques beaucoup plus "solides" du fait des pressions importantes parfois, des fortes sections utilisées, mais aussi des problèmes de corrosion.
Le principe repose sur un flotteur ayant souvent la forme d'une sphère, recouverte de caoutchouc qui vient obturer un petit orifice en communication avec l'extérieur, lorsqu'il n'y a plus d'air.
L'inverse étant que l'orifice reste ouvert tant qu'il y a de l'air.
Lorsque la conduite est en dépression, la sphère est aspirée par la dépression et théoriquement l'air du regard est ainsi introduit, car la sphère ne peut pas obturer le côté canalisation (Présence de bandes de métal en surépaisseur laissant passer l'air-et l'eau d'ailleurs-).
Il y a lieu de faire une parenthèse pour signaler que seul ce principe sans mécanique mais avec flotteur sphérique présente une fiabilité correcte. Tous les autres principes étant par essence même sujets à de nombreux autres problèmes.
(Pour permettre la maintenance, une petite vanne d'arrêt est placée juste en dessous).
Un bouton de tests à tourner existe en partie supérieure. Il permet d'écarter le dispositif obturateur, (boule ou pointeau) de l'orifice de sortie. Le fontainier, en agissant ainsi a connaissance du bon fonctionnement de la ventouse : S'il sort de l'air, il y a de grandes chance que la ventouse fonctionne mal (il devrait déjà être parti automatiquement). S'il sort de l'eau, OK tout fonctionne. (Si rien ne se passe, la vanne d'arrêt a été laissée fermée par mégarde ou le très petit orifice est bouché, ce qui arrive aussi)
3 Le problème
Il est relativement simple, en cas de dépression on aspire ! On aspire quoi ?
On aspire ce qu'il y a à l'instant dans le regard (air du regard de préférence, eau sale et bactéries en tout genre parfois !)
Une ventouse étant située en principe sur un point haut du terrain, il ne devrait pas y avoir d'eau dans le regard, celle-ci devrait normalement aller vers le bas...(par infiltration)
Ceci est théorique car la pratique confirme malheureusement que c'est parfois le cas, à cause de couches marneuses, de sources, etc...Il se produit donc une aspiration d'eau sale dans le réseau...
Le fontainier sait en général que derrière toute coupure, il doit assurer une purge de la partie de réseau concernée, car il sait que lors d'une casse réseau, de l'eau sale pénètre dans le réseau.
Le seul "hic" qui persiste est le cas d'une dépression d'origine inconnue (poteau incendie, manoeuvre de vannes etc...) ou d'une opération mal préparée.
4 Les solutions
A ma connaissance, rien n'existe encore à ce jour pour palier ce défaut, et c'est dommage, car il me semble possible d'imaginer quelque chose d'assez simple répondant au problème. C'est l'objet de cet article.
En premier lieu, la ventouse doit rester dans sa position et dans son regard pour permettre le piégeage de l'air et ne pas geler l'hiver.
Il faut donc modifier la sortie d'air pour que celle-ci soit faite à l'air libre et non dans le regard (tout en gardant l'important bouton de test)
Dans une première solution à développer (voir ci-après), la ventouse permet l'arrivée d'air extérieur au regard.
Une deuxième solution est de garder tout l'ensemble dans le regard et d'obturer le tube dès qu'il y a de l'eau dans le regard.
Bien qu'il y ait plusieurs types de ventouses, toutes fonctionnent suivant le même principe général, et les principes d'adaptation proposés devraient pouvoir s'appliquer.
Dans un cas comme dans l'autre, le déport latéral du dispositif de test existant est pratiquement obligatoire.
Oh, je ne suis pas catégorique et d'autre solutions peuvent exister, c'est seulement des idées qui me semblent raisonnables, et qui devraient être essayées. Je ne doute pas un seul instant qu'il y ait des problèmes lors d'une mise en essais d'un prototype, mais cela fait partie du jeu.
4.1 Crosse extérieure
Le premier principe est de sortir un tube en dehors du regard. 
La première règle est qu'il n'y ait pas d'eau qui tombe dedans : donc il sera recourbé vers le sol en forme de crosse pour ne pas faire office de pluviomètre.
La deuxième règle est d'empêcher tout corps étranger de pénétrer : présence d'une moustiquaire résistant à la corrosion.
La troisième règle est la solidité face aux coups de béliers de libération d'air et d'eau.
Les inconvénients sont un volume d'eau potable (issue du réseau et qui stagne dans le tube d'environ 80 cm. (diamètre du tube évalué à 40 ou 50 mm)
La crosse sera l'objet de toutes les attaques habituelles des objets du domaine public qui ont la malchance de dépasser (casses dues aux tondeuses, débroussailleuses, et autres...)
Le dispositif est simple mais n'est pas efficace en inondations des lieux. (par dessus le regard)
4.2 Obturateur
Dans cette solution, le tube n'est pas sorti mais possède aussi une crosse équipée d'un petit panier grillagé contenant une balle venant en appui sur un siège raccordé au
tube. (contacts caoutchouc pour le siège ou la balle à voir).
La première règle est d'empêcher tout objet de venir entre le siège et la balle, d'où la présence du panier grillagé.
La deuxième règle est identique au premier cas, la solidité face aux coup de bélier !
Le principal avantage est l'absence de dépassement du tube à l'extérieur du regard.
Le troisième avantage est un volume d'eau éventuellement stagnante plus faible.
Ce dispositif reste efficace en cas d'inondation des lieux. (Il parait utile en zone de plaines où l'on pose les conduites en zig-zag (verticalement).
5 Conclusions
Le premier principe nécessite une crosse extérieure, toujours gênante, et qui peut être plus facilement abîmée. Ce n'est pas non plus une garantie en cas d'inondations du terrain cette fois.
Dans la deuxième solution, l'inconvénient majeur est l'absence de certitude de l'étanchéité qui peut être perturbée par un simple grain de sable. Le dispositif est légèrement plus coûteux que la première solution. Le résultat sera cependant acquis majoritairement car les flux contaminés seront obligatoirement moindres.
Ce dernier dispositif aurait ma préférence cependant...!
Il me semble utile de de dire un mot sur le phénomène "éruptif" de l'air qui s'échappe. En effet lors d'une ouverture du réseau, l'air rempli les conduites et se retrouve piègé. Au retour de l'eau, il va s'échapper progressivement, mais les quelques poches restantes sont maintenant à la pression du réseau.
La loi de Boyle Mariotte nous dit dans ce cas que l'on a eu réduction du volume d'air relativement à la pression. Ainsi à 8 bars, l'air emprisonné remis en contact atmosphérique retrouve en quelques millisecondes un volume 8 fois supérieur. Cela ressemble un peu à un coup de fusil. L'eau ré-occupe également très rapidement le volume d'air échappé et bute sur les parois des tuyaux (arrêt brutal).
C'est un phénomène transitoire qui est un coup de bélier, et qui va se propager dans le réseau en aller et retours amortis.
La version V3 apporte quelques corrections mineures et corrige une navigation défaillante !
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