Manuel de Reconstruction

Fabriquer une pompe à eau

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Fabriquer une pompe à eau

En une sentence

Remonter l’eau d’un puits, d’un cours d’eau ou d’un réservoir sans descendre au bassin — la pompe mécanique élève l’eau par la force de l’aspiration et de la pression.

Comment ça marche

Qu’est-ce que c’est ?

Une pompe à eau est un dispositif mécanique qui déplace l’eau d’un point bas vers un point haut en utilisant un mouvement alternatif ou rotatif. C’est l’une des machines les plus utiles de la reconstruction : elle permet d’alimenter un village en eau potable, d’irriguer des cultures, d’alimenter un four en eau de refroidissement, et de drainer des zones inondées.

Le principe est simple : un piston crée un vide partiel dans un cylindre, l’eau est poussée par la pression atmosphérique dans ce vide, puis le piston repousse l’eau vers le haut. Deux clapets (soupapes) empêchent l’eau de redescendre.

Les types de pompes accessibles en reconstruction

  1. La pompe aspirante (pompe à main) : la plus simple. Un piston monte et descend dans un cylindre vertical. L’eau est aspirée du bas puis refoulée vers le haut. Hauteur maximale d’aspiration : 7 à 8 mètres (limite physique de la pression atmosphérique).
  2. La pompe foulante (pompe de refoulement) : le piston pousse l’eau vers le haut au lieu de l’aspirer. Pas de limite de hauteur théorique. Plus complexes à construire.
  3. La pompe à chaîne (norias améliorée) : une chaîne avec des godets descend dans le puits et remonte l’eau par rotation continue. Actionnée par un moulin à eau, un animal ou la force humaine. Simplicité mécanique maximale.
  4. La vis d’Archimède : une vis hélicoïdale dans un tuyau incliné tourne et élève l’eau progressivement. Très fiable, peu de pièces mobiles. Voir la section dédiée.

Où l’utiliser ?

Étapes détaillées

Méthode 1 : La pompe aspirante à main (recommandée)

C’est la pompe la plus fiable et la plus construite depuis l’Antiquité. Elle fonctionne comme une pompe de puits de village.

Étape 1 : Fabriquer le cylindre

  1. Matière : le cylindre est le cœur de la pompe. Il doit être lisse à l’intérieur et étanche. Trois options :
    • Tube de bronze coulé (meilleur) : fondre du bronze et le couler dans un moule en sable autour d’un noyau d’argile du diamètre intérieur souhaité. Après refroidissement, retirer le noyau. Voir Fondre le bronze et Fabriquer un moule en sable.
    • Tronc d’arbre creusé (acceptable) : un tronc de frêne ou de chêne de 15 cm de diamètre, creusé au milieu avec un foret en fer et une râpe pour obtenir un cylindre intérieur lisse de 8 cm de diamètre. Carboniser l’intérieur au feu pour durcir et lisser.
    • Pierre creusée (lourd mais durable) : un bloc de grès tendre percé au foret et poli à l’intérieur.
  2. Dimensions : longueur 60-80 cm, diamètre intérieur 6-10 cm. Plus le diamètre est grand, plus le débit est important mais plus l’effort est grand.
  3. Finition : l’intérieur doit être parfaitement lisse. Passez du papier de verre (sable fin collé sur du tissu) ou de la ponce naturelle.

Étape 2 : Fabriquer le piston

  1. Le disque : un disque de bois dur (chêne, hêtre) du diamètre du cylindre intérieur, moins 1 mm. Le piston doit glisser librement mais presque sans jeu.
  2. Le joint : clouez une couronne de cuir souple sur la face inférieure du piston. Le cuir forme un joint qui se retourne à la descente (l’eau passe) et s’étale à la montée (l’eau est poussée).
  3. La tige : une tige en fer forgé de 12-15 mm de diamètre, longue de 1 m à 1,5 m, fixée au centre du piston par un trou borgne et une goupille.
  4. Les trous : percez 4 à 6 trous de 10 mm dans le piston pour laisser l’eau passer à la descente. Le cuir se retourne et laisse passer, puis se dresse à la montée.

Étape 3 : Fabriquer les clapets

La pompe a deux clapets (soupapes unidirectionnelles) :

  1. Le clapet de pied (en bas du cylindre) : un disque de cuir ou de bois dur qui couvre un trou dans le fond du cylindre. L’eau du puits soulève le clapet quand le piston monte (aspiration). Le clapet retombe et ferme quand le piston descend. Un trou dans le fond du cylindre, un clapet en cuir qui couvre ce trou, maintenu par une charnière en cuir.
  2. Le clapet de refoulement (en haut du cylindre) : facultatif dans la pompe la plus simple. L’eau sort par un orifice latéral en haut du cylindre. Dans les modèles avancés, un clapet empêche l’eau de redescendre du tuyau de refoulement.

Étape 4 : Assembler la pompe

  1. Le corps : le cylindre est fixé verticalement au-dessus du puits ou du réservoir. Le bas du cylindre est relié à un tuyau d’aspiration qui descend dans l’eau.
  2. Le tuyau d’aspiration : un tuyau de bronze, de cuivre ou de bois creux, du même diamètre que le cylindre. Il descend dans l’eau d’au moins 30 cm sous la surface. Voir Construire des tuyaux et canalisations.
  3. La bavure : au bas du tuyau d’aspiration, placez une grille (claie de vannerie ou treillis de fer forgé) pour empêcher les galets et les poissons d’entrer.
  4. Le bras de levier : la tige du piston sort par le haut du cylindre. Fixez-la à un bras de levier en bois de 80 cm, articulé sur un pivot en fer forgé. Le levier amplifie l’effort.
  5. Le tuyau de refoulement : un tuyau ou un canal en bois qui amène l’eau du haut du cylindre vers le réservoir ou le lieu d’utilisation.

Étape 5 : Amorçage et fonctionnement

  1. Amorcer : une pompe aspirante ne peut pas pomper de l’air. Avant la première utilisation, versez de l’eau dans le cylindre par le haut pour remplir le corps de la pompe et le tuyau d’aspiration. Cela s’appelle l’amorçage.
  2. Premiers coups : actionnez le levier doucement. L’eau doit apparaître après 5 à 10 coups de piston. Si rien ne sort après 20 coups, le clapet de pied fuit ou le tuyau d’aspiration n’est pas étanche.
  3. Rythme : un coup de levier toutes les 2 secondes, régulier, pas trop rapide. Trop rapide = l’eau n’a pas le temps de monter. Trop lent = l’eau redescend entre les coups.

Méthode 2 : La vis d’Archimède

Une pompe rotative extrêmement simple et fiable, actionnée par un moulin à eau ou à la main.

  1. Le tuyau : un cylindre de bois creux de 15-20 cm de diamètre, long de 1 à 3 mètres.
  2. La vis : à l’intérieur du cylindre, des aubes hélicoïdales en bois ou en métal, comme les Filets d’une vis géante. L’eau est prisonnière entre les Filets et poussée vers le haut quand la vis tourne.
  3. L’axe : un arbre de fer forgé traverse la vis et la relie au système d’entraînement.
  4. Fonctionnement : inclinez le tuyau à 30 degrés, la basse extrémité dans l’eau. Tournez la vis. L’eau monte tour après tour.
  5. Fabrication : la vis se fabrique en enroulant des planches minces de bois (2 cm d’épaisseur) en spirale à l’intérieur du cylindre, fixées par des chevilles de bois. C’est un travail de précision mais accessible.

Méthode 3 : La pompe à chaîne et godets

  1. La chaîne : une chaîne en fer forgé (voir Fabriquer des clous et rivets pour les maillons), longue d’au moins 2 mètres de plus que la profondeur du puits.
  2. Les godets : des cylindres de bois ou des poteries de 10 cm de diamètre, fixés à la chaîne tous les 30 cm.
  3. La roue : une roue en bois en haut du puits, avec des taquets qui entraînent la chaîne.
  4. Le tuyau de montée : un tuyau vertical du diamètre des godets, descendant dans l’eau. Les godets montent dans le tuyau et entraînent l’eau vers le haut.
  5. Entraînement : la roue est actionnée par un moulin à eau, un animal de trait, ou un système de manivelle humain.

Variations par climat

  • Climat froid : en hiver, l’eau dans la pompe gèle et bloque le piston. Videz la pompe après chaque utilisation en hiver. Installez un robinet de vidange en bas du cylindre. Isolation : entourez le tuyau d’aspiration de paille et de terre.
  • Climat tropical humide : le bois pourrit vite. Utilisez des tuyaux de bronze ou de bambou traité. Remplacez les joints en cuir tous les 6 mois.
  • Climat désertique : l’eau est rare mais la pompe est essentielle. Le problème n’est pas le gel mais le sable — placez un filtre à sable en tissu à l’entrée du tuyau d’aspiration.
  • Puits profond : au-delà de 7-8 m de profondeur, la pompe aspirante ne fonctionne plus (limite de la pression atmosphérique). Utilisez la pompe à chaîne et godets ou la vis d’Archimède, qui n’ont pas cette limite.

Pièges et erreurs courantes

  • Pompe non amorcée : si le corps de la pompe est plein d’air, l’aspiration ne fonctionne pas. Versez toujours de l’eau dans le cylindre avant la première utilisation ou après une période d’inactivité.
  • Fuite au clapet de pied : le clapet du bas doit être parfaitement étanche. Testez : versez de l’eau dans le cylindre par le haut — l’eau ne doit pas s’écouler par le bas. Si elle coule, ajustez le clapet.
  • Cylindre rugueux : si l’intérieur du cylindre n’est pas lisse, le piston coince et les joints en cuir s’usent en quelques jours. Poncez méticuleusement.
  • Tuyau d’aspiration percé : un seul trou dans le tuyau d’aspiration fait échouer la pompe — elle aspire de l’air au lieu d’eau. Vérifiez l’étanchéité en remplissant le tuyau d’eau et en regardant les fuites.
  • Course trop longue ou trop courte : la course du piston (la distance montée-descente) doit être d’environ 15-20 cm. Trop courte = pas de volume d’eau. Trop longue = l’eau ne suit pas.
  • Jeu entre piston et cylindre : trop de jeu = l’eau passe autour du piston. Pas assez de jeu = le piston bloque. Visez 0,5 mm de jeu.

Une fois que vous savez faire ça, vous pouvez débloquer

Notes

  • La limite théorique d’aspiration d’une pompe aspirante est de 10,33 m au niveau de la mer (pression atmosphérique). En pratique, les fuites et la vapeur d’eau réduisent cette limite à 7-8 m. Au-delà, il faut une pompe foulante ou une pompe à chaîne.
  • Un bon joint en cuir dure de 6 mois à 2 ans selon la fréquence d’utilisation. Gardez toujours des pièces de rechange.
  • La vis d’Archimède a été inventée il y a plus de 2000 ans et est encore utilisée de nos jours dans les stations d’épuration. Sa simplicité est son plus grand atout.
  • Un débit de 10 à 20 litres par minute est réaliste pour une pompe à main actionnée par une personne. La pompe à chaîne actionnée par un moulin à eau peut monter à 100 litres par minute.
  • Le problème numéro un des pompes est toujours l’étanchéité. Si l’eau fuit quelque part, la pompe perd en efficacité. Testez l’étanchéité avant de mettre en service.

Vue Graphique

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