Qu'est-ce qu'un château d'eau et comment ça marche

On trouve des châteaux d'eau partout : dans les agglomérations suburbaines, les villages, dans les fermes, dans les serres, sur les territoires des petites entreprises. Quelles sont ces structures, à quoi servent-elles et comment fonctionnent-elles ?

Qu'est-ce qu'un château d'eau

Le château d'eau est un ouvrage hydraulique dont la fonction principale est le stockage et l'approvisionnement en eau. Structurellement, c'est un réservoir (généralement de forme cylindrique), qui est installé à une certaine hauteur de la surface de la terre; équipement de pompe; canalisations. Le volume du réservoir est calculé en fonction de la taille de l'approvisionnement en eau et de la consommation d'eau.

Les premiers châteaux d'eau ont été construits il y a plusieurs siècles. En Russie, presque le seul client pour la construction de châteaux d'eau pendant longtemps était le chemin de fer, qui avait besoin de réservoirs volumineux, où il serait possible d'accumuler des réserves d'eau pour "faire le plein" de locomotives à vapeur. Jusqu'à présent, dans de nombreuses gares, on peut voir d'anciennes tours en briques conservées depuis le XIXe siècle.

Le tableau a changé depuis 1951, lorsque la construction massive de châteaux d'eau a commencé dans les campagnes, où, en fait, la plupart de ces structures sont situées à ce jour. Nous parlons des tours dites Rozhnovsky, dont la conception a été développée par l'ingénieur A.A. Rozhnovsky en 1936.

C'était une solution technique révolutionnaire. Les tours métalliques économiques unifiées, qui sont assemblées en seulement 2 à 4 jours, remplissent leurs fonctions sans avoir besoin de chauffer l'eau en hiver. Sur la base des solutions de conception de Rozhnovsky, la plupart des châteaux d'eau ont été construits sur le territoire de notre pays. Il faut ajouter que l'ingénieur P.I. Zemskov.

Les châteaux d'eau sont situés partout dans le monde. Bien qu'ils diffèrent par leur conception, leur taille et leurs performances, ils sont néanmoins très similaires dans leur conception et ont les mêmes fonctions. À propos de cela - plus loin

Appareil et objectif

Les principales fonctions du château d'eau

Le château d'eau est conçu pour réguler le débit et la pression de l'eau dans le réseau d'approvisionnement en eau en mode autonome. Un principe de fonctionnement physique assez simple a déterminé le développement et la généralisation de ce type d'ouvrages hydrauliques.

Le château d'eau remplit les fonctions suivantes :

• assurer l'approvisionnement en eau des consommateurs;
• distribution uniforme de l'approvisionnement en eau avec mise en marche simultanée d'un grand nombre de consommateurs d'eau ; remplir la fonction d'une source d'approvisionnement en eau de réserve.

Variétés de châteaux d'eau

• Tours de maçonnerie (méthode de l'héritage).
• Béton armé.
• Réservoirs sur supports hyperboloïdes.
• Réservoir sur châssis cadres en acier.
• Réservoirs en acier de section variable (tours Rozhnovsky).
• Réservoirs individuels.

Tous les ouvrages hydrauliques ont le même ensemble d'éléments de base, qui peuvent varier en fonction du moment de la construction, des performances requises, du niveau de la nappe phréatique, de l'eau et du relief de la zone environnante. Néanmoins, il existe un certain nombre d'éléments structurels obligatoires qui unissent tous les types de ces ouvrages d'art uniques :

• Réservoir (réservoir) d'un volume de dizaines à milliers de mètres cubes. Il est fait d'acier, de béton, de plastique et d'autres matériaux anti-corrosion.Il est fixé à une hauteur basée sur l'élévation du fond du réservoir à la hauteur du point de consommation le plus élevé.
• Le support du réservoir, qui constitue le "corps" principal de la tour jusqu'à 25 - 30 mètres de haut. Il s'agit d'une structure monolithique ou à ossature constituée de poutres en acier, de béton armé ou de briques.
• Canalisation verticale (conduites d'entrée et de sortie). La conduite d'alimentation alimentant le réservoir en eau est montée à partir des pompes sous le couvercle supérieur extérieur du réservoir. La conduite de sortie (conduite d'un diamètre de 200 mm) est connectée au système d'alimentation en eau.
• Trappe d'aération. Situé en haut du réservoir et conçu pour maintenir la pression lorsque l'alimentation en eau est coupée.
• Équipement de pompage. Placé dans une structure autonome construite sur une source d'approvisionnement en eau. Équipé d'un système de contrôle qui allume périodiquement les pompes pour pomper l'eau en cas de baisse du niveau d'eau.
• Système de filtration.

Principe d'opération

Le principe de fonctionnement d'un château d'eau repose sur la loi des vases communicants. Sous son propre poids, l'eau est déplacée du réservoir dans le tuyau de sortie jusqu'à ce que la pression dans le réservoir et la pression dans les canalisations du réseau d'approvisionnement en eau des consommateurs s'égalisent. Ainsi, la tour fonctionne comme suit :

• l'eau provenant d'une source d'approvisionnement en eau est pompée par un pipeline dans un réservoir de stockage ;
• du réservoir, l'eau sous la pression créée par la différence de hauteur de l'emplacement du réservoir et le niveau du système d'alimentation en eau pénètre dans le réseau d'alimentation en eau;
• à faible débit, le réservoir est rempli d'eau entrante pendant un certain temps et, après avoir atteint un certain niveau, les pompes sont désactivées par un signal provenant d'un capteur spécial. De plus, au fur et à mesure que les consommateurs consomment le niveau d'eau en raison de la pression hydrostatique, et, lorsqu'il atteint une certaine valeur, le capteur se déclenche, les pompes se mettent en marche et le cycle se répète.

En cas de panne de pompe ou de coupure de courant brutale, l'eau restante dans le réservoir continue de s'écouler sans interruption vers les points de consommation dans un volume qui dépend de la taille du réservoir de stockage et de son niveau de remplissage minimum.

Champ d'application

Les tours hydrauliques sont généralement installées dans les systèmes locaux d'approvisionnement en eau, le plus souvent dans les petites villes et les installations agricoles. Ces structures sont économiques, elles sont spécialement conçues pour fonctionner dans des conditions de ressources énergétiques limitées et sont irremplaçables dans leur domaine d'application.

Le château d'eau, dont la création est entrée dans l'histoire comme un exemple assez frappant de solutions d'ingénierie élégantes dans sa simplicité, reste aujourd'hui tout à fait pertinent, de plus, un élément nécessaire de l'infrastructure d'approvisionnement en eau.