Pompe à eau par Ballast

L'objectif est de remplir le bassin haut à partir du bassin bas dans le but d'une conservation d'énergie "propre".

Fonctionnement: (voir schéma Fonctionnement.jpg)

1 - Alimentation des électro-vannes A1 et A2 -> Ouverture des électro-vannes A1 et A2

2 - Le Ballast A coule. L'air circule vers le Ballast B

3 - Une fois le niveau de coupure atteint. Coupure Alimentation des électro-vannes A1 et A2 -> Fermeture des électro-vannes A1 et A2. Le Ballast B remonte.

4 - Le Ballast A coule, le Ballast B remonte.

5 - Attendre le Ballast B à son état haut et le Ballast A à son état bas.

6 - Alimentation des électro-vannes B1 et B2 -> Ouverture des électro-vannes B1 et B2

7 - Le Ballast B coule. L'air circule vers le Ballast A

8 - Une fois le niveau de coupure atteint. Coupure Alimentation des électro-vannes B1 et B2 -> Fermeture des électro-vannes B1 et B2. Le Ballast A remonte.

9 - Le Ballast B coule, le Ballast A remonte.

10 - Attendre le Ballast A à son état haut et le Ballast B à son état bas.

Pompage: (voir schéma Pompage.jpg)

Remplacement électro-vannes A2 et B2: (voir schéma EV-A2_B2.jpg)

Addendum:

Si la pression est trop importante pour que les Ballasts coulent, il pourrait être nécessaire d'ajouter une pompe à air aux Ballasts A et B.

Bonjour,

L'entourloupe du fonctionnement que tu décris est que la pression de l'air dans tes ballast est toujours égale à la pression hydrostatique (P=rho*g*profondeur), elle-même dépendant de la profondeur du ballast, car je comprends sur ton dessin que le fond est toujours ouvert pour l'eau. Lorsque tu ouvres les vannes A1 et A2 tu imposes l'égalité des pressions entre les 2 ballasts. Donc c'est l'air du ballast du bas (B sur ton schéma) qui va pousser de l'air vers le ballast A (l'inverse de ce que tu décris en 2), qui est déjà en position haute. Donc le volume d'air de B diminue, donc son volume d'eau augmente, donc B coule encore plus, et A ne peut plus monter.

Maintenant si tu veux utiliser le mouvement des ballast pour relever de l'eau c'est toujours possible conceptuellement si tu pompes de l'air, mais ça tu peux le faire avec un seul ballast ; c'est plus simple. Et le travail mécanique de ta pompe sera égal au travail mécanique nécessaire pour relever de l'eau de la hauteur qui convient, au rendement près ... Autant pomper de l'eau directement quoi.

Il y a 2 heures, Totologik a dit :

Autant pomper de l'eau directement quoi

Ceci ce résoudrait simplement en décalant le temps d'ouverture des deux éléctro-vannes A1 et A2 afin que la pression dans le tuyau soit plus élevée que celle du bas.

Je vais étudier cette formule, merci à toi.

Bonjour Totologik,

Est-ce que cela veut dire que la pression en bas et en haut du tuyau n'est pas la même ?

Est-ce que si un objet exerçait une force sur le ballast en position haute pour le forcer à couler cela pourrait fonctionner ?

Et si j'empêchais le ballast en position haute de remonter à la surface pour le forcer à "rester la tête sous l'eau", aurais-je le même problème de pression ?

Comment je peux calculer la pression exercée par l'air ? Je n'ai pas trouvé la formule.

Bonjour,

Il y a 20 heures, tiwi a dit :

Bonjour Totologik,

Est-ce que cela veut dire que la pression en bas et en haut du tuyau n'est pas la même ?

Lorsque les vannes sont fermées oui. La pression est égale à Patm + rho*g*profondeur = Patm + 0.1*profondeur_m (pressions en bars).

Si on dit que le ballast du bas est à 10m de profondeur alors sa pression est de 2 bars (environ). Alors que celui du haut est à pression atmosphérique (~1 bar)

Au moment où tu ouvres les vannes, tu imposes l'égalité des pressions dans les 2 compartiments. Donc la pression d'air du ballast bas doit baisser donc le volume d'air doit baisser donc le volume d'eau doit augmenter, donc le ballast coule.

Il y a 19 heures, tiwi a dit :

Et si j'empêchais le ballast en position haute de remonter à la surface pour le forcer à "rester la tête sous l'eau", aurais-je le même problème de pression ?

Comment je peux calculer la pression exercée par l'air ? Je n'ai pas trouvé la formule.

Ça ne changerait rien. On ne pourra que faire monter le ballast du haut et couler le ballast du bas. On peut imaginer l'expérience entièrement sous l'eau, le résultat serait le même.

La pression de l'air est égale à la pression hydrostatique (formule que je donne ci-dessus).

Il y a 20 heures, tiwi a dit :

Est-ce que si un objet exerçait une force sur le ballast en position haute pour le forcer à couler cela pourrait fonctionner ?

Oui forcément si on le leste il va couler. Mais je ne vois pas ce que cela apporterait car une fois en bas il faudrait se débarrasser du leste. 

Je ne suis pas d'accord avec toi, j'aimerais pouvoir faire une expérimentation avec une bouteille et un tuyau pour voir ce qui se passe réellement.

Concernant le leste, c'était une idée pour le forcer aussi à avoir la tête sous l'eau mais l'empêcher de remonter à la surface c'est mieux car cela ne nécessite aucune énergie.

Je pense que cela peut dépendre du diamètre du tuyau et de la profondeur.

Dans les faits, il faudrait obtenir un nombre de bars en pression d'air supérieur au nombre de bars de l'eau en profondeur. Et donc, définir à quelle profondeur l'eau du ballast du haut comprimera suffisamment  l'air. En sachant que si mon ballast du haut est coulé, l'eau cherchera normalement à atteindre le niveau ambiant.

Autre chose, sur le dessin EV-A2_B2, le capuchon d'air est éloigné du tuyau mais si il était assez proche, l'air étant moins dense que l'eau, serait-il possible de faire un sens unique ? Empêcher l'eau de passer mais pas l'air.

Je te remercie de tes réponses et tu peux lâcher l'affaire quand tu veux si cela te gonfle.