Les vérins hydrauliques ou pompes à impulsion convertissent la différence d'altitude entre la prise d’eau du tuyau d'alimentation (par exemple, une rivière à proximité ou le débit d'un réservoir surélevé) et la pompe elle-même en énergie cinétique qui déplace l'eau dans le tuyau de refoulement. Les pompes à impulsion nécessitent peu ou pas d'apport d'énergie autre qu'une source d'eau courante et peuvent fournir de manière fiable de l'eau sous pression à partir de cette source existante (y compris l'eau de source). Cette technologie est principalement applicable pendant les phases de stabilisation et de relèvement d'une situation d'urgence.

Une pompe à vérin hydraulique utilise une série de valves unidirectionnelles et une poche d'air compressible pour exploiter l'énergie (ou l'impulsion) d'un ruisseau, d'une rivière ou d'un réservoir situé à une altitude plus élevée que la pompe elle-même. L'eau qui s'écoule comprime la poche d'air, qui à son tour force une petite quantité d'eau à traverser la pompe à une pression plus élevée. La majeure partie de l'énergie de la vitesse du flux d'admission est transférée à la poche d'air comprimé, avec seulement une petite fraction du flux d'admission pompée vers l'avant, ce qui entraîne sa propulsion à une pression plus élevée.

Considérations sur la conception

Une pompe à vérin hydraulique n'a pas besoin d'électricité ni de carburant pour fonctionner, mais dépend plutôt d'un débit naturel et d'une différence d'altitude. L'eau peut être pompée à une hauteur 20 à 40 fois plus élevée que la dénivellation disponible entraînant la pompe. Ceci signifie qu'une dénivellation d’un mètre dans le tuyau d'alimentation peut pomper de l'eau à plus de 30 mètres de hauteur dans le tuyau de refoulement. Cependant, moins de 10 % du volume d'eau circulant dans le tuyau d'alimentation peut être acheminé vers la sortie, car l'énergie nécessaire pour amener l'eau à la sortie, y compris les pertes, est prélevée sur l'eau s'échappant de la pompe par la vanne principale. Le débit d'eau minimum requis est de 7 à 10 litres par minute pour les petites pompes, et la dénivellation de travail minimum est d’un mètre.

Matériaux

La disponibilité des pompes à vérin hydraulique prêtes à l'emploi dépend de la région (des pompes plus légères sont disponibles en Asie avec une durée de vie raisonnable). Bien que la conception soit suffisamment simple pour permettre un assemblage maison à l'aide de vannes, de tuyaux et de raccords thermoplastiques disponibles localement, les versions maison ont tendance à ne pas être fiables. Les pompes à vérin peuvent être fabriquées à partir de HDPE (polyéthylène haute densité) ou d'autres composants thermoplastiques et pièces de raccordement (le PVC et d'autres matériaux cassants doivent être évités).

Applicabilité

Une pompe à vérin hydraulique est la plus appropriée pour les zones vallonnées ou montagneuses où les sources d'eau sont situées plus bas que le point d'utilisation. Généralement, les ruisseaux, les rivières ou les sources peuvent être utilisés comme source pour faire fonctionner ces pompes, mais un débit/une capacité suffisante est nécessaire pour les faire fonctionner, car une grande partie de l'eau sert de source d'énergie qui sort ensuite sous la pompe et retourne à la source d'eau. Les pompes commerciales sont fiables mais ne sont disponibles que dans des tailles capables de produire de l'eau à faible débit. Il n'y a pas de produits commerciaux largement disponibles à l'échelle du quartier ou à plus grande échelle. La meilleure application des pompes à vérin hydraulique peut être pour les besoins agricoles ou d'élevage près d'une rivière. L'inconvénient majeur est le faible rendement et le gaspillage de ces pompes, ainsi que leur débit relativement faible. La pompe peut fournir une alternative simple pour pomper de l'eau à des fins agricoles à partir d'un ruisseau ou d'une rivière à proximité sans besoin d'énergie supplémentaire.

Fonctionnement et entretien

Une pompe à vérin hydraulique fonctionnera 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 pendant de nombreuses années sans besoin d'alimentation externe. Un entretien régulier de la vanne principale et du clapet anti-retour est nécessaire pour assurer la longévité, et l'air dans le réservoir d'air doit être régulièrement vérifié et rempli. En dehors de cela, un minimum d'entretien est nécessaire. Bien qu'elle ne nécessite aucune source d'alimentation externe, elle a besoin d'un afflux continu d'eau de la source. Il est recommandé de vérifier les performances de la pompe à vérin une fois par mois. Les filtres d'entrée sur le tuyau d'alimentation peuvent nécessiter des vérifications et un nettoyage quotidiens ou hebdomadaires, selon la qualité de l'eau disponible.

Santé et sécurité

l y a relativement peu de risques associés aux pompes à vérin hydraulique. Le PVC et autres matériaux cassants doivent être évités lorsqu'ils sont utilisés avec des fluides compressibles. Comme le système fonctionne à l'énergie renouvelable, les impacts environnementaux sont considérés comme négligeables. Lorsque la pompe à vérin hydraulique utilise de l'eau de surface (par exemple, d'une rivière), il faut veiller à un traitement approprié de l'eau.

Coûts

Les pompes hydrauliques faites maison sont relativement bon marché et comparables à la tuyauterie et aux raccords HDPE disponibles requis pour les installer. Les pompes commerciales, en particulier avec des composants métalliques, seront plus chères, bien qu'elles soient plus robustes et offrent un cycle de vie plus long que les options fabriquées localement. Les coûts réels diffèrent en raison de facteurs tels que la taille et la géographie. Un prix indicatif se situe entre 150 et 400 USD.

Considérations sociales et environnementales

Une certaine capacité technique est nécessaire pour fabriquer et dépanner une pompe à vérin hydraulique. Comme la fermeture périodique de la vanne principale crée un cliquetis, les pompes à vérin hydraulique peuvent être entendues sur une certaine distance. Il est donc recommandé de les situer loin des maisons et des bâtiments publics tels que les écoles et les centres de santé. La pompe à vérin hydraulique est une technologie de pompage d'eau à énergie renouvelable, qui exploite l'énergie contenue dans l'eau qui coule pour pomper une partie de cette eau à une altitude plus élevée. Aucune autre énergie n'est requise tant qu'il y a un débit d'eau continu, ce qui en fait une application de pompage respectueuse de l'environnement.