Ne pompez pas, siphonnez

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Comment siphonner

Lorsque l’on doit vider une cuve, un bassin, une piscine on peut bien sûr utiliser une pompe, mais il y a une solution plus écologique non bruyante et somme toute plus simple, le siphonnage.

When you need to empty a tank, a basin, a swimming pool, you can of course use a pump, but there is a more ecological solution that is not noisy and is, after all, simpler: siphoning.

Le siphonnage demande un matériel minimum, un simple tuyau un entonnoir et éventuellement deux bouchons. Toutefois, une condition à remplir (oups ! Pour vider, il faut remplir !.. ;-) ) est que le niveau de l’extrémité extérieure du tuyau (celle qui n’est pas immergée) soit plus bas que le niveau minimum que l’on désire obtenir dans le récipient.

A-Un peu de physique

Sur internet, on trouve peu d’explications sur le principe du siphonnage (du moins en français). Expliquons donc.

La figure ci-dessous va nous aider à comprendre.

principe1

Au départ, le tuyau est plein d’eau et fermé à ses deux extrémités. Il n’y a pas du tout d’air donc pas de pression atmosphérique.

Une colonne d’eau de hauteur H produit une pression p proportionnelle à H. Si on donne les pressions en Kg/cm², c’est le poids d’une colonne de 1cm2 de section et de hauteur H. Pour que cette colonne pèse 1kg il faut que son volume soit de 1000 cm³ donc qu’elle fasse 10m de haut.

On convient de considérer comme positive les pressions qui poussent vers le bas. P1 est la pression d’une colonne d’eau de hauteur H1, P2 pour une hauteur H2 et P3 … devinez.

En bas du tube côté a, la pression Pa est donnée par le poids de la colonne de hauteur H1 + H2 soit Pa = P1 + P2. Elle pousse vers le bas, donc elle est positive.

En bas du tube côté b, la pression est donnée par le poids de la colonne de hauteur H3 + H2 soit Pb = P3 + P2.

Comme H3 > H1 on a Pb > Pa.

Si on retire le bouchon coté b, la pression Pb devient P3 + P1 – P0 (P0 est la pression atmosphérique qui s’exerce vers le haut). L’eau tendrait à remonter dans le tuyau coté b, mais elle ne peut le faire car l’autre extrémité est fermée.

Avant de retirer le bouchon coté a, posons nous la question de la pression au niveau N1 dans la cuve. Pc1 = P0 + P1. Cette pression s’exerce dans toutes les directions donc en particulier vers le haut du tube. C’est la poussée d’Archimède, celle qui fait flotter les bateaux. Elle s’exerce vers le haut, pour nous elle est négative donc Pc1 = -P0 - P1.

Retirons le bouchon. Le bilan des pressions est le suivant :

Côté a : Pa + Pc1 = P1 + P2 – P0 – P1 = P2 – P0. Comme en valeurs absolues P0 > P2 on a une poussée vers le haut qui tends à chasser l’eau de la cuve.

Coté b : Pb – P0 = P3 + P2 – P0 On a une poussée vers le haut qui tend à refouler l’eau du tuyau dans la cuve

Les 2 pressions sont antagonistes, il faut retirer l’une de l’autre pour trouver la pression résultante Pr

Pr = P3 + P2 – P0 -( P2 – P0)

Pr = P3 + P2 -P0 – P2 + P0 = P3

P3 correspond au poids de la colonne H3, elle s’exerce vers le bas coté b donc au final l’eau sort du tube et d’autant plus vite que H3 est importante.

B-Comment pratiquer

La figure ci contre montre comment procéder pour amorcer le siphon. C’est plus facile à deux.

tuyau siphon

Vous tenez le tuyau plié en U. Les deux extrémités doivent être au même niveau. L’une des extrémités est munie d’un entonnoir. Votre aide verse de l’eau dans l’entonnoir jusqu’à ce que l’eau déborde à l’autre extrémité. Vous bouchez le tuyau à l’extrémité libre avec votre pouce et l’aide fait de même après avoir retiré l’entonnoir. Vous vous dirigez vers l’endroit où l’eau doit s’écouler sans déboucher. Votre aide introduit son extrémité dans l’eau. Maintenant chacun peut retirer son pouce. L’eau se met à couler. La profondeur d’introduction dans l’eau n’a pas d’importance, mais le siphon se désamorcera quand le niveau d’eau atteindra l’entrée du tuyau.

Si vous êtes seul, il faudra utiliser un bouchon du côté bas. Vous introduisez le côté avec votre pouce dans l’eau avant de retirer le bouchon.

Vous devrez de toute façon utiliser des bouchons si le diamètre du tuyau est plus grand que votre pouce.

Si le tuyau est court, comme dans le dessin, vous ne devriez pas avoir de problème, mais s’il est très long, genre tuyau d’arrosage, et qu’il fait des boucles, il risque d’y avoir des bulles d’air le long du tuyau et l’amorçage ne se fera pas. Une solution est alors de le dérouler à plat et de le brancher sur un robinet. Faire couler l’eau suffisamment longtemps pour chasser toutes les bulles d’air. Les 2 extrémités doivent être au même niveau.

B.1-Amorcer avec un aspirateur

Un bon aspirateur ménager produit une dépression à débit nul, de 30 à 40 kPa. La pression atmosphérique est d’environ 100 kPa et correspond à une hauteur de 10 m d’eau. 40 kPa correspondent donc à 4m d’eau. Cela signifie que si votre tuyau qui trempe dans l’eau était vertical, l’eau pourrait monter jusqu’à 3 à 4 m de hauteur si vous faîtes un joint étanche entre votre tuyau et celui de l’aspirateur.

Si vous avez un tuyau transparent, vous pourriez être tenté de faire un joint à géométrie variable avec vos doigts. Au départ le joint est très ouvert, le débit important et la dépression relativement faible (tout de même de l’ordre de la moitié je pense). Puis en refermant progressivement votre main, vous augmentez la pression jusqu’à ce que l’eau arrive.

Cependant je crains que ce soit une très mauvaise idée. Les choses risquent d’aller beaucoup plus vite que prévu et vous allez faire entrer de l’eau dans l’aspirateur. Vous voila prévenu. Toutefois certains aspirateurs sont prévus pour ça.

Voici une autre façon de faire : Votre tuyau est en deux parties. Celle qui trempe dans la cuve a une longueur suffisante pour siphonner normalement, son extrémité repose au futur point de sortie. L’autre fait environ 10m de long. Elle est reliée à la première par un tube rigide rentrant légèrement à force. Le grand tuyau est plié en U renversé et pendu par exemple au sommet d’une échelle faisant un coude à 5m au-dessus du sol. L’extrémité libre est reliée au tuyau de l’aspirateur avec un joint relativement correct. Ainsi, l’eau va être aspirée et va monter de quelques mètres dans le grand tuyau mais sans atteindre le sommet du . Attention, si vous désolidarisez vos deux tuyaux sans arrêter l’aspirateur, celui-ci va aspirer l’eau du grand tuyau.

En coupant l’aspirateur, l’eau va redescendre dans le grand tuyau jusqu’à la hauteur du niveau dans la cuve (N0 sur la figure 1). Vous pouvez alors désolidariser les 2 tuyaux.

C-Siphonner de l’essence

Le siphonnage de l’essence présente des particularités. Le tuyau sera court ce qui est plutôt favorable. Le liquide ne doit être ni bu ni inhalé et il est hautement inflammable et explosif ce qui complique les choses.

C.1-Avec un peu d’essence

Si vous disposez quelque part de quelques décilitres d’essence, vous pouvez remplir votre tuyau comme vu ci-dessus. Vous ne pouvez boucher qu’une extrémité, mais cela devrait suffire la pression atmosphérique empêchant l’essence de couler du coté à introduire dans le réservoir.

C.2-Avec un aspirateur

Vous pourriez reprendre la méthode de l’aspirateur présentée plus haut. Mais n’oubliez pas que vous manipulez un liquide très inflammable et que votre aspirateur génère des étincelles au niveau des balais. Même si vous éloigniez l’aspirateur vous amèneriez des vapeurs inflammables à proximité du moteur. DONC À PROSCRIRE !

C.3-Avec deux tuyaux

J’ai lu ça sur internet. On introduit deux tuyaux dans le réservoir. L’un constituera le siphon, l’autre a son extrémité intérieure dans la partie vide du réservoir, l’autre extrémité sera placée dans votre bouche. Un chiffon bien serré assure l’étanchéité au niveau du bouchon du réservoir. Si vous soufflez, vous créez une surpression dans le réservoir et l’essence est poussée dans le tube, le siphon s’amorce. Si ça glougloute, c’est que le tuyau souffleur trempe dans l’essence mais ça n’a pas vraiment d’importance.

Ça devrait marcher à condition d’assurer une étanchéité suffisante avec le chiffon. On conseille de le mouiller légèrement pour boucher les interstices entre les fils. Moi, je dirais plutôt avec de l’huile moteur qu’avec de l’eau.

Il y a tout de même une restriction à mon avis (mais je n’ai pas essayé) : il faut que le réservoir soit assez bien rempli, sinon il faudra avoir une capacité pulmonaire hors du commun ! Toutefois, si le tuyau est de petit diamètre, vous pourrez souffler en plusieurs fois en le bouchant pendant que vous reprenez votre souffle.

C.4- Avec une pompe à vélo

Dans les années 1950, l’essence était beaucoup moins chère en Suisse qu’en France. Comme nous habitions à deux pas de la frontière, il nous arrivait de siphonner le réservoir de la 203 avant d’aller refaire le plein en Suisse. Mon père avait démonté une pompe à vélo pour retourner la pièce en cuir en forme de cloche, qui faisait piston et soupape. Ainsi la pompe devenait aspirante et en 2 ou 3 coups de pompe énergiques le siphon s’amorçait.

Je ne sais pas si cela fonctionne toujours avec les pompes actuelles…

****** © M Guignard ******

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