FR2630783A1 - Systeme hydraulique de refoulement de liquide en hauteur par utilisation de la poussee hydrostatique, dit exhausseur - Google Patents

Abstract

Dispositif concernant l'exhaussement de liquide, destiné principalement à l'élévation économique des eaux pour l'irrigation. Le dispositif est caractérisé en l'application rationnelle du principe d'Archimède. Il est constitué d'une bouée compartimentée en deux parties laquelle est guidée en immersion dans un réservoir inférieur pour se remplir de liquide, puis guidée en émersion pour exhausser le contenu d'en haut vers un réservoir supérieur par évacuation du contenu d'en bas. Cette évacuation étant cause de la poussée hydrostatique d'allégement de la bouée dont l'effet produit un volume plus grand en liquide exhaussé et récupéré. L'élévation en altitude se réalisant par une succession de réservoirs disposés en gradins.

Description

La présente invention concerne un dispositif qui permet la levée d'un corps lourd, l'exhaussement d'un liquide, par la mise en application rationnelle du principe d'Archimède.

le dispositif est principalement destiné à permettre l'alimentation économique de château d'eau, de réservoir servant à l'irrigation, ainsi qu'a' tout besoin d'exhaussement de liquides à moindre coût d'exploitation.

L'appelation "exhausseur", en titre de l'invention, est synonyme du mot "élever" (plus haut), terme qui se différencie du mot "exhausteur', qui désigne un appareil agissant par aspiration au sens "d'épuiser". le dispositif, selon l'invention, conformément au sens d'exhausser, se caractérise en effet par le fait qu'après une élévation en première phase d'un cycle hydrodynamique, celle-ci se poursuit au cours d'une seconde phase et d'une manière distincte.

l'invention concerne un système ki2 hydraulique qui contrecarre le cours naturel d'amont en aval, de haut en bas, en asservissant les pressions physiques - atmosphérique, hydrostatique, de gravité - dans le but de rendre ce cours réversible.

L'invention concerne un procédé hydrodynamique à mouvement automatique et permanent, ne nécessitant dans un cas d'usage aucun courant électrique ou autre force d'appoint. Son fonctionnement pouvant être sans coût en énergie artificielle, sans dépense non plus en énergie naturelle, c'est-à-dire hors consommation-d'entropie. Lorsqu'une pompe est asservie au dispositif, elle accroit le débit d'exhaussement d'un-tiers coûtant pour deux tiers de liquide débité qui ne coûtent rien.

le dispositif, selon l'invention, se caractérise en général comme permettant la conversion et/ou la transmission de la poussée d'Archimède en mouvement mécanique à caractère séquentiel, oscillant, linéaire et rotatif. La puissance de cette poussée est d'une tonne au mètre cube immergé près, considérant la légèreté des matériaux d'aujourd'hui apte à former corps creux de faible densité solide plongeant dans un corps plein de forte densité liquide. Caractéristique qui concerne ainsi toute bouée et flotteur immergés en surface d'un liquide par ce liquide, renfermant une pompé, et dont la poussée de bas en haut sous l'effet de l'allégement après vidage est exploitée. Ce qui est notamment le cas pour la "Bouée hydrodynamique d'épuration" (Brevet français NO 86 00830).

les solides moins pesants qu'un fluide, qui y sont introduits, sont renvoyés vers le haut avec une force égale à celle du poids dont le volume du fluide, égal à celui du solide, excède le poids de ce dernier
De cette formulation d'Archimède l'on retiens que la poussée verticale d'un fluide 6levm d'autant plus haut un solide que son poids ou que sa densité diminuent. C'est l'exemple que montre un flotteur creux immergé rempli d'eau et qui émerge lorsqu'on lui en retire : l'eau extérieure tend à le faire monter, l'eau intérieure à l'enfoncer.Contrairement à la pression hydrostatique de bas en haut, la pesanteur exerce une pression de haut en bas. L'on peut se figurer la présence de niveaux de gravité comme il existe des niveaux de pression superposés, les couches lourdes en bas, les plus légères en haut. En renversant le flotteur de façon que l'eau qu'il contient en bas puisse rester suspendue par le haut, l'on retourne donc aussi le rapport naturel des niveaux de gravité, afin que le plus léger supporte le plus lourd.

En se représentant ainsi la force hydrostatique poussant sur la base fermée d'un cylindre flottant constitué en deux compartiments superposés, un volume d'eau en lieu haut émergé par rapport à un volume d'air indépendant en lieu bas immergé, l'on dispose d'un exhaussement de cette eau au-dessus d'une ligne de flottaison; et l'on peut observer que l'exhaussement se poursuit même pour. la partie de l'eau qui se trouve en-dessous du niveau de flottaison et par-dessus celui-ci, en épuisant son volume, en remplaçant son contenu d'eau par de l'air.Si ces deux volumes séparés sont d'espace symétrique, l'on constate que celui du fluide émergé est proportionnellement de volume et de hauteur exhaussé équivalent à celui du gaz immergé; ce qui apparait inversement proportionnel concernant l'immersion du fluide par rapport à l'émersion du gaz, quand ces volumes de xxmpxxitixx con ten! différents sont inversés, c'est-à-dire normalisés.

Ceci montre pratiquement la relation spécifique existant entre la pression d'Archimède d'un fluide et son contraire qui est la pesanteur d'un solide, ou le lien existant entre passes de propriété et de force différentes, concernant dans ce cas la force hydrostatique et la force de gravité. Or cette pondération appa rait exploitable.

La division d'un corps en deux états et volumes superposés dans un ordre inverse de l'ordre pondéral fait que le plus lourd prend une forme légère par exhaussement, significativement, il s'élève plus haut - s'exhausse. Ce principe représente la caractéristique essentielle du dispositif, selon l'invention, avec le principe d'Archimède, appliqués à faire fonction d'exhaussement de liquide (procédé dissemblable du principe d'aspiration et de refoulement en fonction dans une pompe).

L'hydrodynamique du dispositif implique d'ailleurs, seillon l'invention, que tous les éléments constitutifs, internes et externes, forment un système unique obéissant aux mêmes et seuls principes. les éléments extrinsèques réalisant une association de bouées et de réservoirs avec l'état hydrographique d'un lieu; les éléments intrinsèques réalisant des organes de commande plongeants et flottants : autant de corps dépendants de l'eau et de l'air qui les mettent en mouvement comme réciproquement ils font circuler l'eau et l'air verticalement par évacuation et exhaussement en sens opposé. Tous se réduisent à des corps pesants agissant par leur-variation pondérale, faisant que les plus légers ne sont plus écrasés par les plus lourds mais qu'ils les soulèvent.

La figure 1 schématise le cycle fonctionnel de l'exhausseur, selon l'invention, qui se divise en plusieurs stades (de 1 à 7) et en deux phases (de 1 à 5 et de 5 à 7); la figure 2 indique le changement de phase (stade 5).

Une bouée compartimentée se remplit de liquide en pesant sur.

la surface (a) d'un réservoir inférieur pour immerger naturellement (de 1 à 4). A son plein (en 4) le compartiment du bas évacue son contenu de liquide et la bouée émerge en exhaussant le liquide du compartiment haut (en 5) qui reste rempli et dont le niveau au sommet dépasse quelque peu la surface (b) d'un réservoir supérieur. Ces réservoirs se situent l'un à c8té de l'autre et sont à niveaux constants (a et b) décalés d'une hauteur (H) déterminée. A ce stade (en 5) le compartiment du haut commence à se vider dans le réservoir supérieur, selon le principe des vases communiquants. La bouée, à mesure qu'elle s'allège encore, continue de s'élever en se vidant (de 6 à 7). Lorsque le-compartiment haut est entièrement vide (en 7), le cycle recommence.

La hauteur (H) représente l'exhaussement efficace du liquide entre les deux réservoirs qui dépend du partage en volumes différentiels des compartiments de la bouée. La figure 4 schématise trois types d'exhausseur (tel, t2, t3) caractérisés par des exhaussements (HI, H2, H3) définis par le volume de liquide exhaussé du compartiment haut par rapport au volume de liquide é vacufbau compartiment bas. La hauteur H détermine le niveau cons tanydu liquide de réservoir supérieur par rapport au niveau (c) communiquant du type d'exhausseur.

Un premier type d'exhausseur (tel) est constitué en un compartiment du haut d'une contenance inférieure à celle du compartims ment du bas. Dans ce cas de figure l'on obtient un exhaussement de hauteur maximale (H1) pour une quantité de liquide et un taux d'économie minime: puisque l'on en évacue plus que l'on en exhausse. Ce type peut cependant rester économique si l'hydrographie permet l'évacuation du liquide par gravité.

le second type d'exhausseur (t2) est constitué d'un compartiment haut ayant une contenance equivalente à celle du compartiment du bas (tel qu'en la figure 2). Dans ce cas de figure l'on obtient un exhaussement de hauteur moyenne (H2) pour une quantité également moyenne en liquide. le volume de liquide exhaussé est égal au volume de liquide évacué. le bilan économique devient intéressant, surtout Si l'évacuation peut se réaliser librement,
le troisième type d'exhausseur (t3) est constitué d'un compartiment haut d'une contenance supérieur à celle du compartiment bas. Dans ce cas de figure l'on obtient un exhaussement de hauteur certes minimale (H3) mais pour une quantité plus grande de liquide par rapport à la- quantité de liquide évacué.Dans ces conditions, même si ce liquide s'évacue par pompe, la quantité exhaussée de liquide se traduit par une économie importante puisque son volume est du double. Et cette économie devient évidemment totale avec une évacuation naturelle du compartiment d'en bas. Difficile cependant de la rendre absolue, si l'on vise un exhaussement de hauteur graduelle, comme le montre la figure 3 et qui sera expliquée plus loin.

la figure 2 représente le mécanisme hydrodynamique interne du dispositif appelé exhausseur, selon l'invention, dont le fons- tionnement est automatique en continu.

le dispositif est caractérisé par une bouée en matière synthétique ouverte au sommet, de forme cylindrique et de hauteur du double au triple de son diamètre, constituée en deux compar piments interdépendants partagés en contenance ou volume égal ou différentiel. Ces compartiments sont de fabrication séparée et sont assemblés parvis (28) avec une interface étanche formée par le fond du compartiment haut (4). le compartiment du bas (3) comporte un couvercle latéral (29) d'accès à l'intérieur, vissé au pourtour.

les deux compartiments communiquent entre eux par l'ouverture d'une soupape d'admission (18) librement traversée d'une tringle coulissante (21) de manoeuvre. La fermeture est assurée par poussée de haut en bas d'un ressort d'appui contre un disque solidaire de la tringle.

le compartiment du bas (3) communique avec un réservoir inférieur (2) par l'ouverture d'une soupape d'admission (17) solidaire de la même tringle (21) dont te dépassement n extrémité de la soupape est guidé par la traversée d'un support de filtre (23). Le compartiment communique également avec un milieu extérieur dans l'état où la sortie (16) peut encore communiquer par gravité libre lorsque l'exhausseur est entièrement immergé en égalisant son sommet avec la surface (a) du liquide dans lequel il baigne, c'est-à-dire avec un niveau de liquide libre en contre bas du réservoir (2). Communication assurée par l'ouverture d'une soupape d'évacuation (16) et par un raccordement de tuyau très souple (24).La fermeture de cette soupape est assurée conjointement à l'ouverture de la soupape d'admission (17), et inversement, étant solidairement réunies par une tige (5) soudée perpendiculairement à la tringle (21) de manoeuvre commune. le compartiment communique aussi avec l'atmosphère-au moyen d'un tube (14) en dégagement haut de la bouée.

Ces trois soupapes sont commandés par un unique basculeur supérieur (20) à flotteur sphérique ou cylindrique (11) articulant au sommet du compartiment haut (4) partiellement ouvert.

Le flotteur est complété d'un lest (13) pendant d'attache par fil de nylon; ce poids est constitué d'un récipient fermé de forme plate, comportant des percements hauts et bas calibrés en vue d'un remplissage rapide et d'un vidage lent en liquide. Il pose au fond du compartiment haut iS (4) en réalisant l'ouver- ture desxzxx soupapes (17, 18), la fermeture de la soupape (16).

L'ouverture d'une soupape de vidage (19) fait se communiquer le compartiment du haut (4) avec un réservoir supérieur (1). Un basculeur (22) de commande articule dans le fond du comparti ment bas (3) au moyen d'une tringle (27) et d'un flotteur (12) de forme plate qui repose lorsque la soupape (19) dégage l'accès du liquide au siphon (15). La soupape est guidé par une tige centrale en dépassement au-dessus dans un support solidaire du compartiment haut (4); elle est actionnée latéralement par la tringle qui traverse le fond de ce compartiment par glissement doux dans une garniture d'étanchéité. Le liquide passe par le siphon et conduit par un tube coudé (25) au réservoir supérieur (1) à travers un tuyau (10) très flexible raccordant un tube d'entrée (26) en lieu haut de la paroi (9) de séparation avec le réservoir inférieur (2).

Ces réservoirs (1 et 2) sont mitoyens et leurs niveaux respectivement en (a) et en (b) sont constants par nécessité fonctionnelle, mais avec tolérance. La longueur du tuyau de raccordement (10) correspond au minimum à la hauteur de la bouée. le niveau (b) du réservoir supérieur (1) est déterminé pour conserver une marge foulante naturellement constante par rapport au niveau (c) de liquide compartiment haut (4) lors de 1 'émer- sion de la bouée.

L'exhausseur flotte librement à la surface (a) de liquide du réservoir inférieur (2). L'immersion et l'émersion de la bouée sont guidées dans un puits (7) de service adapté, de forme cylindrique à paroi lisse interne, avec un jeu approprié a eviter qu'elle coince ou accroche lors de son mouvement vertical. Mais considérant la bande que prend de force la bouée, la réalisation préférentielle de ce guidage peut se concevoir par des coulisses situées de part et d'autre, avec des billes de roulement en intervalle. le puits (7) comporte une boutonnière (8) dans le sens de la hauteur, en relation avec le réservoir supérieur (1) et servant de guide axial au mouvement vertical de la bouée avec le passage libre du tube de sortie (25). La boutonnière est ou- verte au sommet du puits qui dépasse d'une demie mesure la hauteur du compartiment haut (4) lors d l'émersion moyenne de la bouée. La boutonnière se limite en bas du puits à la hauteur de l'immersion moyenne de la bouée. le liquide du réservoir inferieur (2) circule en l'intérieur du puits par de larges ouvertures (6) en pourtour, depuis la base jusqu'an surface (a) du liquide. Le puits est réalisé en matière inoxydable quelconque; il repose solidement fixé au fond du réservoir inférieur (2) à une distance suffisante de la paroi (9) du réservoir supérieur de manière à ne pas freiner la bouée au déploiement du tuyau de raccordement.

Tous les sens de circulation du liquide en dedans et hors de l'exhausseur sont uniques (selon le fléchage).

le dispositif, selon l'invention, fonctionne dans l'ordre suivant, en regard de la figure 1 qui schématise de 1 à 7 un cycle hydrodynamique de l'exhausseur représenté en figure 2.:
Au départ la bouée complètement émergée en surface (a) du réservoir inférieur (2) commence à immerger, le liquide traversant le filtre (23) avant d'etre admis dans le compartiment bas (3) par l'entrée (17) ouverte. La sortie (en'16) restant fermée, le liquide monte et le flotteur inférieur (12) lève pour fermer la sortie (en 19) de vidage du compartiment haut (4). L'air du compartiment bas (3) est chassé par le tube central (14). Le liquide est admis dans le compartiment haut par l'entrée (en 18) ouverte. La bouée continue d'immerger, le récipient (13) se remplit et sa densité prend celle du liquide.La bouée immerge jus qu'à ce que son sommet atteint la surface (a) du liquide extérieur, à ce moment le flotteur supérieur (11) lève et le basculeur ferme simultanément les deux soupapes d'admission (17 et 18) et rms ouvre la soupape d'évacuation (16). le volume du liquide du compartiment bas (3) s'évacue librement par sa pesanteur - ou par pompe 2spirante extérieure - dans le tuyau (24) de sortie indépendante du réservoir (2). A mesure la bouée émerge en exhaussant le volume de liquide du compartiment haut (4).

lorsque la dernière couche de liquide du compartiment bas (3) s'évacue, le flotteur inférieur (12) tombe au fond et le basculeur (22) ouvre la soupape de vidage (19). La bouée se trouve alors à demie émergée, avec le compartiment haut (4) resté plein (comme le représente la figure). Fin de la première phase du cycle.

La seconde phase du cycle concerne le captage de l'exhaussement du liquide, le vidage du compartiment haut (4) dans le réservoir supérieur (1). Considérant l'absence de pression atmosphérique dans le tuyau de raccordement (10), le liquide se transporte naturellement de l'exhausseur au réservoir, en conséquence fi < Bodêé e, émerge encore et à mesure la différence des niveaux ( c > b ) se maintient en permettant le vidage entier. Quand le flotteur supérieur (11) est libéré, le basculeur (20) ne réagit pas immédiatement, vue la pression du liquide restant dans le compartiment sur le disque (50), l'état d'équilibre du basculeur (20), l'adhérence en fermeture des soupapes (17 et 18), et surtout l'inaction du récipient (13) encore en état-de non pesanteur.C'est seulement lorsque le niveau dans le compartiment baisse jusqu'au bas de ce récipient qui devient pesant, formant lest, que se déclanche le basculement du flotteur supérieur (11).

L'action amorce seulement l'ouverture d'entrée inférieure (17), car il n' existe qu'une faible pression du liquide extérieur. a' ce stade d'émersion de la bouée. le liquide pénétrant est ainsi relativement lent au départ, retenant l'enfoncement de la bouée.

L'ouverture d'entrée supérieure ( en 18) étant également temporisée par le ressort situé entre le disque (30) et la soupape, ce qui laisse au liquide résiduel du récipient (13) le temps de s'écouler en sortie (19). Ce sont les conditions qui permettent le captage complet du liquide exhaussé. le cycle de l'exhausseur est terminé, an autre recommence, identique.

Cette régulation parfaite de la circulation du liquide dans l'exhausseur implique la mise en oeuvre des nouveaux matériaux de la technique, afin de permettre un mode de réalisation de fermeture hermétique des soupapes en douceur, d'éviter le moins de Dar liquide residuel, la corrosion, l'èlectrolyse,

la substitution des matières de composition synthétique, tel le carbone, aux métaux. En prévision d'un fonctionnement en continu, jour et nuit sans interruption, une grande fiabilité mécanique apparat impérative.

En raison de la pression exercée sur des matériaux et une structure de bouée allégée au maximum, le besoin de transport du produit manufacturé, de coût de fabrication, et s'agissant d'exhausseur destiné à l'eau, il faut prévoir des dimensions limitées en diamètre allant de 0,6 m à 1,4 m et en hauteur compris entre le double au triple du diamètre de bouée. Ce qui donne déjà en moyenne une tonne d'veau ou I000 litres exhaussés par cycle.

Même exigence concernant le réservoir compatible. La structure est en polyester armé de fibres, comme pour l'exhausseur.

Le réservoir est constitué par éléments assemblables avec jointure et boulonnage. Sa taille et son volume sont suffisants pour ne pas réduire le niveau d'eau lors d'un cycle d'exhausseur.

Un mode de construction en beton est souhaitable pour celui réservé a' l'exhausseur de gros volume. Il comporte un puits (7), une bouche de sortie basse, une bouche d'entrée haute (26), un goulot d'écoulement de trop-plein; il ne possède que trois côtés de hauteur égale et un côté réduit à l'assemblage en gradin d'un réservoir identique. La profondeur dépasse la hauteur de l'exhausseur de convenance, aire qui peut être limitée à l'emplacement du puits (7) et correspondre à la largeur.

La figure 3 représente le schéma de l'édification d'un dispositif hydraulique à réservoirs (r), selon l'invention.

le dispositif est caractérisé en ce qu'il est implanté sur une pente naturelle du terrain bordant un plan d'eau, élevant celui-ci par des réservoirs relais jusqu'a' un réservoir d'altitude (r7) - château d'eau ou plan d'eau servant à l'irrigation;
il y a trois facteurs à considérer : la hauteur de l'exhaussement total, le gain effectif de liquide exhaussé, l'énergie d'appoint nécessaire.

L'exhaussement apparaît non limitatif. Le gain réel est limité à un double exhaussement, de même que le fonctionnement absolument gratuit ou sans recours à une quelconque énergie acces soiresoit depuis le plan d'eau jusqu'a' r2 compris,sur la figure). Ce double exhaussement sans dépense d'énergie s'obtient de la manière suivante
L'on part d'un plan d'eau à niveau généralement variable situé entre les trois types d'exhausseur (de HI à H3). Un aménagement, réservoir de base immergé ou installation en ixr maçonnerie, est destiné à recevoir ces trois types d'exhausseur côte à c6te et/ou en nombre multiple du type.Le réservoir directement au-dessus (rl) est ainsi toujours approvisionné en eau dans les limites d'une baisse et d'une hausse de niveau du plan d'eau.

L'évacuation des eaux admises dans le compartiment bas des exhausseurs est canalisée soit jusqu'à un niveau d'eau libre se trouvant en aval, soit jusqu'à une surface piézométrique d'eau inférieure atteinte au moyen d'un tubage depuis la surface du sol. le réservoir suivant (r2) peut alors être alimenté par deux exhausseurs placés dans le premier réservoir (r I), puisque celui -ci a un niveau garanti constant, pour compenser le volume (de t3) évacué; sinon le second réservoir (r2) récupère l'évacuation d'un exhausseur de réservoir supérieur (r5).

Monter en gradirgsignifie qu'il faut se contenter d'un gain limité à un tiers de capacité ou simplement à un apport d'eau exhaussée suffisant au seul entretien de l'exhaussement. Les réservoirs a' partir de (r3) font office de relais sans augmenter le volume du réservoir final (r7). Ceci dans le modèle de la figure 3 dont le fléchage à angle ouvert représente la direction des possibilités de circulation des eaux servant à la régulation sans utilisation de pompe - a l'exception de; évacuations de(t3) partant de (r4) à (r5), la seule qui ne peut pas être compensée naturellement, par gravité, ou si elle l'était mettrait à sec les réservoirs en partant de leur sommet. le fléchage en gras indique la récupération possible des eaux d'évacuation pour irrigation.

La constance de niveau de chaque réservoir implique, en effet, qu'il reçoit autant d'eau qu'il en cède, lors de l'exhaussement échelonné et gradueltw. Chaque réser Eir recevant deux parties
cede prises au réservoir inférieur qu'il /en parties égales au réser- voir supérieur, mais il en perd également une partie. Ce qui constitue un déficit qu'il faut combler par rétrocession d'eau d'évacuation d'exhausseurs situés à des niveaux de gravité audessus de niveau de gravité en cause (exemple : de (r5)à (r2), de (r6)à (r3), ou par rétrocession d'eau directement de- réser- voir à réservoir en-dessous (exemple : de (r7)à(r6) et suivant).

le modèle de la figure 3 est le moins performant choisi et, aans son cas, son coût d'exploitation apparaît néanmoins très bas. le cas de figure où l'on prévoit une consommation d'énergie électrique plus importante reste tout à fait rentable, car llon réussit alors un exhaussement avec gain de liquide caractérisé par trois parties, dont deux parties hors consommatio-n d'énergie.

La caractéristique - comparativement au précédent dispositif hors coût mais sans gain d'eau - réside dans le fait que l'on évacue en refoulement les compartiments bas des exhausseurs par pompe, successivement, disposée entre réservoirs auxquels sont assujettis ces exhausseurs. Toute l'eau utilisée à l'exhaussement est ainsi intégralement exhaussée. Les exhausseurs du départ, celui de la prise d'eau et le suivant, peuvent faire l'économie de ce pompape si l'évacuation par gravité apparaît possible.

L'épuisement du réservoir (r7) de sommet ne dérange pas le bon fonctionnement du réservoir précédent (r6). le remplissage successif des réservoirs s'effectue de bas en haut, avec mise en fonction dans cet ordre des exhausseurs; le vidage successif des réservoirs s'effectue de haut en bas, avec mise hors fonction dans cet ordre inverse des exhausseurs.

Chaque exhausseur monte ainsi à une hauteur égale à un peu moins du tiers de sa hauteur (dans le cas de la figure 3) une quantité d'eau égale au deux tiers de son volume. il s'agit de liquide exhaussé qui n'a donc point le caractère d'un liquide pompé ou élevé par un autre moyen que fondé sur la principe d'Archimède. Si l'exhausseur contient, à titre d'exemple, 1500 litres d'eau, il en exhausse environ 1000 litres. Sa dimension est alors de 6,8 m en diamètre pour une hauteur de 3 m, compar timenté de type t3 (et c'est une dimension moyenne). Ce sont 1000 litres qui montent d'environ 0,9 m de gradin en gradin, au même moment, pendant què 500 autres litres -sont évacués en déscente.

En calculant, à titre indicatif, la durée d'un cycle d'exhausseur à une demie heure, l'on dispose ainsi d'un exhaussement économique de 2 m3 heure répartis en 1 m3 effectivement produit amené au plus haut (r7) et 1 m3 rétrocédé, soit en 24 heures ré trospectivement 48 m3 et 24 m3 de production réelle.

Si l'opération consiste à pomper le tiers à évacuer ddu contenu d'un exhausseur sur- les deux autres tiers naturellement exhaussés, c'est le contenu entier d'un exhausseur qui arrive au sommet à chaque cycle, soit 1500 litres d'eau et donc 3000 litres à l'heure et 72 stres en 24 heures sur-lesquels 48 m3 seront effectivement gratuits.

Si l'on fait abstraction des pertes de liquide dues à l'éva- poration, etc.., l'on observe que le cycle des eaux apparaît bien réversible au moyen des forces qui le rendent irréversible, en obligeant techniquement la force hydrostatique à conduire en sens contraire les eaux animées par la force de gravité.

Tout réservoir inférieur ne fait que transférer un volume d'eau déterminé par sa pesanteur à un réservoir supérieur, comme toute dénivellation vers l'aval permet l'écoulement d'un cours d'eau déterminé par sa pesanteur vers la mer : la dénivellation joue le même rôle que l'évacuation réalisée dans le fond de l'exhausseur. C'est également la raison pour laquelle la hauteur totale d'exhaussement est indépendante du volume en liquide circu lant de bas en haut. Le calcule ci-dessus reste valable aussi bien pour une hauteur de 6,3 m,qui représente l'élévation correspondant à 7 réservoirs (à l'image de la figure 3), que si l'on exhausse à 100 mètres ou davantage. Ce rôle qui est de déplacer la pression pondarale vers le bas ou vers le haut.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS

   1) Dispositif destiné à élever et à capter du liquide, à l'appui du principe d'Archimède, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement un corps creux constitué en deux parties indépendantes, qui se remplissent de liquide par immersion en surface dans un volume de liquide, dont la partie du bas évacue son contenu en faisant émerger le corps par allégement avec sa partie haute remplie et dont le contenu se vide à mesure de l'ex- haussement du liquide qui est recueilli à un niveau plus élevé que la ligne de flottaison du corps et d'une quantité plus grande que la quantité évacuée.
2. 2) Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps creux est une bouée de forme cylindrique partagée en deux compartiments équivalents superposés ou de volumes différents, celui d'évacuation inférieur ou supérieur par rapport à celui d'exhaussement, dont le compartiment du bas (3) communique en sortie (16) avec un niveau de liquide inférieur à l'état libre et en entrée (17) avec un volume (2) de liquide à niveau constant (a) dans lequel la bouée immerge, dont le compartiment du haut (4) communique en entrée (18) avec le compartiment du bas (3) et en sortie (19) avec un volume t1) de liquide à niveau constant (b) qui reste en-dessous d'un niveau (c) d'un volume de liquide exhaussé du compartiment haut (4) et en-dessus du niveau (a) du volume (2) de liquide de flottaison lorsque la bouée émerge.
3. 3) Dispositif, selon la revendication 2, caractérisé en ce que toutes les communications intérieures et extérieures de la bouée sont à sens unique, constituées d'une soupape d'évacuation (16) solidaire par tige (5) d'une soupape d'admission (17) au fond du compartiment bas (3), d'une soupape d'admission (18) au fond du compartiment haut (4), lesquelles sont actionnées par une tringle (21) traversant la bouée verticalement en reliant un basculeur (20) à flotteur (11) articulant dans un sens au sommet dégagé sous l'effet de la montée finale du niveau (c) en liquide dans le compartiment haut (4) puis dans l'autre sens sous l'ef- fet de la baisse finale de ce niveau en-dessous d'un récipient (13) qui devient pesant en formant lest en suspension sous le flotteur (11): commande alternative de fermeture et d'ouverture des soupapes d'admissions (17 et 18) avec la soupape d'évacuation (16) en opposition.
4. 4) Dispositif, selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'une communication du compartiment haut (4) avec un réservoir (1) de niveau supérieur (b) à un réservoir (2) de niveau inférieur (a) par un tuyau flexible (10) et l'intermédiaire d'un siphon (15) de sortie se réalise en l'ouverture d'une soupape de vidage (19) actionnée par une tringle (27) traversant l'interface des deux compartiments en reliant un basculeur (22) à flotteur plat (12) d'articulation au fond du compartiment bas (3) lorsque celui-ci finit d'évacuer son liquide et en ce que cette communication s'interrompt-par la fermeture de la soupape qui est synchronisée avec la commande d'entrée de liquide dans le compartiment bas (3) dont la montée dans le fond lève le flotteur plat (12).
5. 5) Dispositif, selon la revendication 2, caractérisé par une mise en communication de l'air du compartiment bas (3) au moyen d'un tube (14) en dégagement par le dessus de la bouée et une mise en communication du liquide par le dessous au moyen d'un raccordement (24) flexible d'évacuation par gravité ou par pompe.
6. 6) Dispositif, selon la revendication 2, caractérisé par un puits (7) de service fixé au fond d'un réservoir (2) de flottaison pour la bouée qui glisse verticalement dans ce puits avec jeu ou billes d'intervalle, de forme cylindrique, ouvert au sommet et dont la hauteur est adaptée à l'immersion et à l'émersion ainsi guidées de la bouée par rapport au niveau de flottaison (a) du liquide de réserve qui circule par des ouvertures (6) en pourtour bas du puits et au travers d'une boutonnière verticale (8) servant de guide axial au passage d'un coude raccord (25) solidaire du compartiment haut (4) de la bouée.
7. 7) Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dispose d'une série de réservoirs en gradins dont chacun soutient un exhausseur ayant pour fonction de réguler le niveau constant du réservoir supérieur suivant et/ou des réservoirs précédents inferieurs, par exhaussement et écacuation hydrodynamiques des eaux, en vue d'irrigation ou autre usage.
8. 8) Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé par uné structure constituée de réservoirs disposés en gradins pour monter les eaux avec gain volumétrique, comportant des exhausseurs qui élèvent intégralement leur contenu jusqu a un réser voir utilitaire d'altitude dans le rapport d'un tiers de volume d'évacuation par pompe de chaque compartiment bas (3) et de deux tiers de volume d'exhaussement par la poussée d'Archimède de chaque compartiment haut (4), depuis une nappe d'eau basse et les deux premiers gradins d'exhaussement pouvant fonctionner sans coût selon les conditions hydrographiques de départ.