Le Bélier hydraulique


Le bélier hydraulique est une invention Française - l'oeuvre de Joseph de Montgolfier (1740-1810), bien que les brevets d'invention déposés en 1797-98 mentionnent souvent les noms de Etienne de Montgolfier (1745-99) et Ami Argand (1755-1803). Argand, inventeur de la " Lampe Argand ", était ami avec Matthew Boulton de Boulton & Watt, mais le brevet Anglais était accordé sous le nom du seul Boulton. Malheureusement, les spécifications du brevet omettaient de préciser que l'invention avait été " communiquée de l'étranger " et les droits ont été accordés par la suite à Matthew Boulton où même James Watt !

Le premier bélier fut installé dans l'usine de fabrication de pâte à papier Montgolfier de Voiron (Ardèche), où, comme Joseph de Montgolfier le nota en 1802, il a " élevé l'eau fournie par le ruisseau à la hauteur de mes bassins, tirant profit d'une chute d'eau d'une hauteur de 3 mètres ; un système qui m'a permis de me dispenser d'avoir recours à des roues à eau, des pompes et autres machines hydrauliques habituellement employées ".

Montgolfier continua à perfectionner le bélier jusqu'à sa mort, ses travaux étant repris ensuite par son fils Pierre François (1775-1856) - qui, pour entretenir la confusion, conserva le prénom " Joseph ". Des béliers furent fabriqués en Angleterre à partir de 1822 par Josiah Easton, cessionnaire du brevet Montgolfier, et aux USA par Douglas & Company de Middletown, Connecticut, à partir de 1847.

Le bélier utilise le débit de l'eau pour élever celle-ci à une grande hauteur. Il se compose d'une canalisation d'alimentation, d'un gros réservoir (où chambre à air), de deux soupapes, et d'une canalisation de distribution.

L'eau en s'écoulant dans une canalisation inclinée provoque une pression suffisante pour ouvrir une soupape à la base du réservoir. Une petite quantité d'eau est rapidement dérivée dans le réservoir, avec une grande force, pour comprimer l'air. Quand la pression de l'air atteint un niveau assez élevé pour stopper l'entrée d'eau, la soupape d'admission se referme. A ce moment, la pression de l'air est plus grande que celle exercée par l'écoulement de l'eau dans la canalisation d'alimentation et garde la soupape d'admission fermement verrouillée ; la soupape d'échappement s'ouvre alors, permettant à l'air emprisonné dans le réservoir de se libérer. Cela pousse l'eau dans la canalisation de sortie vers un réservoir. l'expulsion de l'eau a pour effet de diminuer la pression d'air qui ne devient plus suffisante pour s'opposer à la force exercée par le débit de l'eau dans la canalisation d'alimentation. La soupape d'échappement se ferme alors, la soupape d'admission s'ouvre, et l'eau compresse l'air à nouveau - un cycle qui se renouvelle plusieurs fois par minute pour délivrer une certaine quantité d'eau vers le réservoir.

Le bélier s'est révélé simple, robuste, et un moyen efficace pour élever de l'eau. La quantité élevée n'était qu'une petite partie du débit (environ 6 pour cent dans la plupart des cas), mais c'était sans conséquence si l'eau provenait d'un ruisseau.

Ernest-Sylvain Bollée obtint un brevet protégeant un bélier hydraulique en 1857, mais tomba gravement malade dans les années 1860 et son fils cadet, Ernest-Jules (1846-1922?), géra par la suite l'usine et la vente des béliers.

La production des béliers hydrauliques modèle Bollée fut importante, et ils obtinrent un grand nombre de prix incluant une médaille d'or à l'Exposition de 1889 à Paris. Plus de 850 avaient été installés vers 1894, et Ernest-Jules Bollée se vantait d'en avoir fabriqué 1800 lorsque la Première Guerre Mondiale débuta à l'été 1914.

Le site du Château du Breuil (1891) est particulièrement intéressant. Une Éolienne Bollée N°3 pompait l'eau de la rivière vers un grand réservoir intermédiaire, prétendument fabriqué par Gustave Eiffel. L'eau s'écoulait alors pour alimenter un bélier hydraulique, qui en élevait une partie à une hauteur de 25 mètres pour pourvoir aux besoins du Château, alimenter les réservoirs pour le jardin potager, et irriguer les pâturages des moutons à flanc de colline. Le restant de l'eau provenant de la soupape d'échappement du bélier hydraulique permettait d'irriguer les prés au pied de la colline, et tout l'excédent était envoyé vers le village voisin.

Le Château de Bonnetable possède encore un bélier en plus d'une Éolienne Bollée de type pylône, cependant, on sait peu de choses à propos de ce site. On trouve aussi un bélier dans le parc du Château de la Ménardière, près de la commune de Mazières en Gâtine (installé en 1877) ; dans le parc du Tapis Vert, un manoir de la fin du dix-neuvième siècle dans les Alpes Mancelles ; et dans le parc du Château de la Fontaine.

Ci-dessus: un petit bélier hydraulique Bollée, au remarquable musée de Saint-Jean-de-Braye. Photographie prise par le Dr Jonathan Minns en Avril 2001 ; avec la courtoisie du British Engineerium, Hove, England.
Ci-dessus à droite: une offre commerciale d'Ernest Bollée fils, faite en 1894 à M. Léon Boudet du Mans. La machine devait être installée dans un manoir construit à Pruillé-le-Chétif, et garantissait la capacité d'élever 8640 litres d'eau quotidiennement à une hauteur d'environ 27 mètres. Avec la courtoisie de J. Kenneth Major.

Les pompes

En complément des béliers hydrauliques, Ernest-Sylvain et Auguste-Sylvain Bollée installaient des pompes conventionnelles sur les quelques sites où d'autres sources d'énergie étaient déjà disponibles. On suppose que celles-ci comprenaient des moulins à vent, des éoliennes et peut-être des roues à eau, mais peu de détails sont connus. Les catalogues produits par Auguste-Sylvain Bollée avant Février 1894 désignaient celles-ci par " élévation d'eau par roues hydrauliques ou autres moteurs avec pompes (Système Bollée) " :

Barbée (Château de La), Sarthe ; 1877.
Bonneterie (Château de), Indre-et-Loire, " près de Neuillé " ; 1885.
Broglie (Château de), Eure ; pompes installées, 1880.
Château-du-Loir, Sarthe ; 1878.
Château-la-Vallière, Sarthe ; pompes destinées à alimenter en eau la commune locale, 1871.
Claignes (Château de) Oise, Crépy-en-Valois ; 1883.
Combourg (Château de), Ille-Et-Villaine ; 1879.
Couture (Château de), Sarthe, " à Saint-Michel-de-Chavaignes " ; 1889.
Dampont (Château de) Seine-et-Oise, " à Ws-Marines " [sic] ; 1883.
Mesnil-Glaise (Château de) Orne, " par Écouché " ; 1882.
Montifray (Château de), Indre-et-Loire, Beaumont-la-Ronce ; 1886.
Orbec-en-Auge, Calvados ; six pompes pour l'alimentation en eau publique, 1883.
Perrais (Château de[s]), Sarthe, " à Parigné-le-Pôlin " ; 1885.
Reignac (Château de), Indre-et-Loire, Reignac[-sur-Indre] ; 1887.
Saint-Calais, Sarthe ; pompes pour l'abattoir et la commune locale, 1885.
Saint-Quentin-des-Isles (Château de), Eure, Saint-Quentin ; 1882.
Theil (Château du), Vienne, " par Chauvigny " ; 1889.