Une Pompe d'aspiration à piston plongeur est une pompe à déplacement positif qui déplace une quantité fixe d'eau par cycle. Toutes les pièces de travail se trouvent généralement au-dessus du sol. Ce type de pompe peut être assez courant dans certaines régions et peut être réhabilité en situation d'urgence pour sa remise en service, bien qu'il ait tendance à ne pas convenir dans les situations d'urgence aiguës où des infrastructures doivent être construites. Il est davantage approprié pour l'approvisionnement en eau à long terme dans les zones rurales (ou à des fins d'irrigation). Les pompes à piston pour puits profonds sans aspiration sont décrites en A.4 .

Les pompes d'aspiration à piston plongeur peuvent être à la fois actionnées manuellement (à la main ou au pied) ou mécaniquement. Elles fonctionnent grâce à un joint coulissant à l'intérieur d'un cylindre, qui se déplace de haut en bas (action alternative) pour forcer l'eau à travers l'un des deux clapets anti-retour, généralement situés dans la tête de pompe elle-même. Cette action crée un vide dans le tuyau d'aspiration qui pousse l'eau dans le tuyau à travers la pression atmosphérique.

Considérations sur la conception

La hauteur maximale à laquelle l'eau dans le tuyau d'aspiration peut monter est limitée et déterminée par la pression atmosphérique. Théoriquement, c'est le point auquel la pression atmosphérique poussant l'eau dans le tuyau est égale au poids de la colonne d'eau dans le tuyau (c'est-à-dire 10,34 mètres). Cependant, en réalité, des conditions d'aspiration imparfaites et des pertes par frottement dans le tuyau font qu'au niveau de la mer, ce maximum est plutôt d'environ 7 mètres. À des altitudes plus élevées, ce sera encore plus bas (par exemple, environ 4,5 mètres à une altitude de 2 400 mètres) car il y a moins de pression atmosphérique qui peut pousser l'eau. Un avantage de ce type de pompe est qu'un débit plus élevé est possible (entre 3 000 et 4 500 L/heure à partir de 5 mètres de profondeur) par rapport aux types sans aspiration (2 500 à 3 000 L/heure à la même profondeur), ce qui la rend bien adaptée pour l'irrigation à petite échelle nécessitant de plus grands volumes d'eau.

Il existe différentes variétés de pompes disponibles à la fois pour l'irrigation ou l'approvisionnement en eau potable. Les pompes utilisées pour l'irrigation répondent généralement à une demande plus importante et sont ensuite conçues pour être actionnées à l'aide de parties du corps plus résistantes telles que les jambes ou le dos). Par exemple, les pompes rameur peuvent être actionnées en position assise ou debout, en effectuant un mouvement de rame avec les bras et le dos, tandis que les pompes à pédales sont actionnées en effectuant un mouvement de pas avec les jambes pour activer des pistons sous chaque pied. Les pompes d'aspiration ont généralement besoin d'être amorcées pour créer un vide, ce qui implique de verser de l'eau dans le cylindre pour créer un joint étanche à l'air entre les joints de piston et le cylindre. De plus, il est essentiel que le tuyau d'admission soit étanche à l'air pour faciliter l'amorçage et le fonctionnement efficace de la pompe. Le fait d'avoir un clapet de pied anti-retour à l'autre extrémité du tuyau d'aspiration aide à retenir l'eau dans le tuyau une fois qu'elle est entrée. Dans ce cas, même s'il peut y avoir une fuite dans le puits au fil du temps, moins d'efforts sont nécessaires pour ramener l'eau entre les intervalles de pompage.

Matériaux

Les matériaux nécessaires comprennent le mécanisme de la pompe, un tuyau d'aspiration jusqu'à la source d'eau, potentiellement un clapet anti-retour à l'extrémité du tuyau et, pour certaines pompes, un tuyau de refoulement pour acheminer l'eau à une altitude plus élevée que la pompe. Dans de nombreux cas, ce type de pompe est produit localement. La disponibilité dépend du contexte du pays.

Applicabilité

Les Pompes d'aspiration à piston plongeur à commande manuelle sont plus viables en situations d'urgence lorsqu'elles sont utilisées au niveau domestique. Si elles existent déjà dans les communautés nécessitant une intervention d'urgence, elles peuvent être révisées pour être pleinement opérationnelles plutôt que d'être nouvellement installées. Selon la conception, elles peuvent être utilisées soit pour l'alimentation en eau potable (par exemple, une pompe d'aspiration en fonte) soit pour l'irrigation à petite échelle (par exemple, une pompe à pédale ou à rameur). Comme ces pompes fonctionnent avec une hauteur d'aspiration, elles ne conviennent qu'aux aquifères peu profonds. Cependant, dans ce contexte, elles peuvent être utiles dans les situations où une pompe déportée est nécessaire (par exemple, extraction de l'eau d'un puits de lit de rivière avec la pompe déportée sur la berge), ou lorsque des volumes d'eau plus importants sont nécessaires (par exemple, l'irrigation pour les petits jardins).

Fonctionnement et entretien

L'entretien requis pour les Pompes d'aspiration à piston plongeur est moins onéreux que pour la plupart des autres pompes à main, car il y a moins de pièces de travail et toutes les pièces de travail se trouvent au-dessus du sol, ce qui signifie que l'entretien est plus facile à réaliser. Les pièces qui doivent être remplacées sont les joints de piston et les soupapes. Ces pompes peuvent utiliser du plastique ou du métal pour le cylindre et le tuyau d'aspiration. D'après l'expérience, si des composants métalliques sont utilisés en conjonction avec des eaux souterraines avec un pH inférieur à 6,5, la corrosion est plus susceptible d'exiger un remplacement fréquent des pièces affectées, en particulier les tiges de pompe et les tuyaux. Les pompes utilisées pour l'irrigation ont tendance à avoir une structure de propriété différente, et sont souvent détenues par des individus ou des groupes pour un usage productif (c'est-à-dire l'irrigation des cultures), et en raison de cet intérêt direct, elles peuvent être mieux entretenues que les pompes utilisées à des fins non productives (c'est-à-dire de l'eau potable) qui peut avoir été donnée plutôt qu'achetée.

Santé et sécurité

Le principal problème de santé et de sécurité est que la qualité microbiologique de l'eau peut être compromise si de l'eau contaminée est utilisée pour amorcer la pompe. De plus, ces pompes prélèvent l'eau des aquifères peu profonds, qui sont par nature plus sujets à la contamination, en particulier dans les zones urbaines ou lorsqu'il existe une source de pollution à proximité. La qualité chimique de l'eau peut être un problème dans certaines pompes métalliques si l'eau souterraine a un pH de 6,5 ou moins, car la solubilité du fer des tuyaux est de plus en plus probable. Si du plomb est utilisé pour le clapet anti-retour lesté dans le cadre de la soudure ou s'il est intégré dans des raccords en laiton, il peut s'infiltrer dans l'eau à des valeurs de pH de 7 et moins. La contamination par le plomb pose un risque direct pour la santé, tandis que l’infiltration du fer des tuyaux est un risque plus indirect où elle peut provoquer ou aggraver l'effet des bactéries liées au fer, affectant le goût et la couleur au point où les gens peuvent choisir une source alternative et dangereuse.

Coûts

Les coûts sont généralement compris entre 100 et 200 USD. Les coûts permanents sont faibles, car il y a moins de pièces mobiles. Pour certaines pompes, les pièces peuvent être fabriquées localement.

Considérations sociales et environnementales

Généralement, ces pompes sont bien acceptées. Comme cette pompe est principalement actionnée manuellement, elle représente un moyen écologique d'extraire l'eau, avec un risque limité de surexploitation de la source d'eau utilisée pour le pompage.