Quand utiliser des ventouses, quels sont leurs avantages et quels types existent-ils ?

Quels sont les avantages et la fonction d’une ventouse ?

Le contrôle de l’air dans les systèmes hydrauliques est aussi essentiel que le contrôle de l’eau. Les principaux avantages de l’utilisation des ventouses sont une meilleure efficacité du système et une réduction du temps de remplissage, une économie d’énergie ainsi qu’une protection contre les conditions de vide et l’effondrement des canalisations. Les ventouses contrôlent l’air à chacune des étapes suivantes :

Remplissage de la canalisation

Pour permettre un remplissage efficace, l’air doit être évacué. Si l’air n’est pas évacué efficacement, le temps de remplissage de la canalisation augmentera considérablement. Un grand volume d’air non évacué pendant le remplissage de la canalisation peut entraîner des coups de bélier.

Fonctionnement sous pression (régime permanent)

Les bulles d’air s’accumulent aux points hauts du système et réduisent progressivement la section effective de la canalisation. Il en résulte une réduction du débit et une augmentation des coûts énergétiques (pour maintenir le débit de conception). Dans les cas extrêmes, la pompe est incapable de fournir la pression supplémentaire nécessaire pour vaincre les poches d’air, et le débit dans le système peut s’arrêter complètement.

De plus, l’air perturbe les composants opérationnels tels que les pompes, les vannes de régulation et les filtres. Les compteurs d’eau mécaniques, dont les mesures reposent sur la vitesse du liquide, fourniront des relevés inexacts en raison de la présence d’air dans le compteur. La présence d’air en grand volume dans le système contribue également à accélérer la corrosion des canalisations métalliques.

Vidange de la canalisation

Pendant la vidange du système, que ce soit à la suite d’une rupture ou d’une opération de maintenance, des pressions négatives (conditions de vide) se créent. Ces pressions négatives peuvent endommager différents composants et, dans des conditions sévères, entraîner l’effondrement de la canalisation. Permettre l’admission d’air élimine les pressions négatives et protège le système.

Coup de pression (coup de bélier)

Les coups de pression peuvent résulter d’un arrêt de pompe, d’une fermeture rapide de vanne, et bien d’autres causes. Il est probable que la pression chute avec la même ampleur qu’elle a augmenté. Dans certains cas, la pression devient négative (conditions de vide) et, dans les pires cas, une séparation de la colonne d’eau peut se produire, accompagnée d’une formation de cavités.

Sans un contrôle adéquat du coup de pression, le système peut subir des dommages importants. Neutraliser les conditions de vide nécessite une admission d’air aux points critiques, déterminée sur la base d’une analyse des coups de bélier (Surge Analysis).

Quels sont les types de ventouses ?

Il existe 3 types fondamentaux de ventouses :

1. Ventouse automatique (dégazage)
   • La vanne libère les poches d’air emprisonnées pendant le fonctionnement sous pression. Elle possède un seul petit orifice, appelé orifice automatique, d’un diamètre de 0,04 à 0,2 pouce ; 1 à 5 mm.
2. Ventouse cinétique (évacuation/admission d’air)
   • La vanne évacue l’air pendant le remplissage de la canalisation et permet l’admission d’air en cas de vidange du système ou de conditions de vide. Elle possède un seul grand orifice, appelé orifice cinétique, d’un diamètre de 1 à 10 pouces ; 25 à 250 mm. Une ventouse cinétique limitée à la seule admission d’air est également appelée disconnecteur à vide (Vacuum Breaker).
3. Ventouse combinée
   • La vanne combine les fonctions des ventouses automatique et cinétique. Elle évacue l’air pendant le remplissage de la canalisation, permet le dégazage efficace des poches d’air des canalisations sous pression, et permet l’admission d’air en cas de vidange du réseau ou de conditions de vide. Elle possède deux orifices : automatique et cinétique.

Les ventouses sont également classées selon le type d’eau :

1. Ventouses pour eau propre :
   • À utiliser avec l’eau potable, l’eau d’irrigation, l’eau réutilisée ou recyclée.
2. Ventouses pour eau non propre :
   • À utiliser avec des eaux non propres, par exemple les eaux usées municipales, les systèmes industriels et miniers. Leur fonction est identique à celle des ventouses pour eau propre ; toutefois, la principale différence réside dans leur corps allongé et leurs pièces internes conçues pour maintenir l’eau à l’écart du mécanisme de la vanne.

Quelles sont les fonctionnalités supplémentaires des ventouses ?

1. Protection anti-coup de bélier – SP (Non-slam)
   • Conçue pour fermer partiellement l’orifice cinétique pendant l’évacuation de l’air. Elle empêche le claquement/choc résultant d’une fermeture rapide de l’orifice cinétique pendant le remplissage de la canalisation ou la séparation de la colonne d’eau. Cette fonctionnalité assure un fonctionnement plus doux et évite d’endommager la ventouse ou le système.
2. Fermeture assistée – AC
   • Cette fonctionnalité est semblable à la SP, mais dans ce cas, le disque SP est maintenu relevé à l’aide d’un ressort. Cela signifie que, quelle que soit la pression en ligne, le débit sortant ne passe que par le disque SP (valeur de commutation = 0).
3. Prévention d’admission – IP
   • Empêche l’admission d’air atmosphérique dans les cas où cela pourrait endommager les pompes, nécessiter un réamorçage ou perturber les siphons. Elle empêche également l’entrée d’eau d’inondation ou polluée dans les réseaux d’eau potable.