Mes beaux-parents possèdent un récupérateur d’eau enterré, alimenté par les descentes d’eaux pluviales de la maison. Pendant longtemps, ils ont utilisé une pompe électrique de surface pour puiser dedans et arroser le jardin. Outre l’esthétique médiocre de la pompe, du tuyau et de la rallonge électrique qui va avec, elle se désamorçait souvent et était capricieuse à réamorcer :
Il est temps de résoudre tous ces problèmes avec une installation un peu plus sérieuse :
- Une pompe immergée la rendra invisible tout en résolvant les problèmes d’amorçage,
- Le tuyau qui traîne sera remplacé par un enrouleur fixé au mur de la maison,
- L’alimentation électrique sera installée à demeure, avec un interrupteur mural à proximité du dérouleur pour l’allumer ou l’éteindre,
- Une jauge pour avoir une idée du niveau d’eau restant dans la cuve sera un plus,
- Pour finir, il faudrait pouvoir choisir assez facilement si l’enrouleur délivre l’eau du récupérateur (pour l’arrosage) ou de l’eau potable du réseau.
L’idée est de d’obtenir la configuration suivante :
Le nouveau dérouleur est fixé à un mur de la maison. Il peut fournir soit de l’eau potable (apportée depuis le robinet de l’abri en bas à gauche), soit l’eau du récupérateur.
L’alimentation électrique de la pompe provient d’une prise présente sur le mur de l’abri, et un interrupteur sera fixé à côté du dérouleur, associé à un indicateur de niveau.
Dans la haie, les tuyaux/câbles seront simplement posés au sol, mais pour rejoindre le dérouleur et le récupérateur d’eau, il sera nécessaire de creuser des tranchées dans la pelouse.
Pour finir, on utilisera au maximum du matériel de récupération ou d’occasion. C’est chouette de réutiliser l’eau de pluie, mais s’il faut consommer beaucoup de ressources pour fabriquer le matériel nécessaire, le bénéfice se discute.
Dimensionnement de la pompe
Les longueurs de tuyau sont assez importantes : 25m entre la pompe et le dérouleur, puis 35m dans le dérouleur lui-même. Pour s’assurer qu’on disposera au bout d’un débit et d’une pression permettant un arrosage confortable, on va faire un peu de théorie.
Petit rappel de mécanique des fluides : lorsque le débit est nul (et qu’il n’y a pas de différence significative de hauteur), la pression est la même dans tout le circuit. Par contre, quand l’eau circule, les frottements contre les parois des tuyaux (pertes de charge) entraînent une diminution progressive de la pression au cours du chemin. Pour les estimer, on liste les longueurs et sections de tuyaux parcourues :
- 3m pour remonter du fond du récupérateur jusqu’à la surface, avec un tuyau d’arrosage standard diamètre 19mm,
- 22m pour rejoindre le dérouleur, avec le même tuyau,
- Et enfin, les 35m du dérouleur en diamètre 13mm.
Comme je n’étais pas familier avec les ordres de grandeur des pressions et débits permettant un arrosage confortable, j’ai commencé en mesurant les performances actuelles. Pour cela, j’ai temporairement installé un manomètre juste avant le pistolet d’arrosage :
Lorsque le jet est fermé, le manomètre indique la pression statique. Lorsqu’on active le jet, la pression chute d’autant plus que les pertes de charge sont importantes. J’obtiens les résultats suivants :
- Initialement (avec la pompe de surface et le tuyau d’origine) :
- Pression statique : 2,2-2,5 bar (d’après la fiche technique de la pompe : 3 bars)
- Pression restante avant le pistolet d’arrosage ouvert : 1,2 bars
- Débit : 10L/minute, c’est correct.
- En rajoutant le nouveau dérouleur et ses 35m de tuyau, on obtient :
- Pression statique identique (normal : à débit nul, elle est indépendante de la longueur du circuit)
- Pression restante avant le pistolet d’arrosage ouvert : 0,6 bars
- Débit : 7,5L/minute. C’est un peu faible.
Ensuite, j’ai utilisé ce calculateur en ligne qui est plutôt bien fait : http://piscine.loisirs.free.fr/Calc_hydro2.htm. Les objectifs sont donc d’obtenir des performances identiques ou meilleures, à savoir 10L/min et 1,2 bars de pression disponible au bout du circuit :
Le calculateur nous indique qu’il faut une pompe capable de donner 3,66 bars pour 10L/min. On voit que 90% des pertes proviennent du dérouleur lui-même (tronçon L2). Augmenter le diamètre des autres tuyaux ne permettra pas de gagner grand-chose. Par contre, il ne faut pas moins : si j’avais utilisé du 15mm, la contribution de ces tronçons aux pertes serait passée de 10% à 25%.
À partir de ces données, je choisis une pompe Trotec TDP 370 E. Elle donne une pression maximale de 4 bars et le constructeur fournit la courbe de débit en fonction de la pression (exprimée en tant qu’hauteur de refoulement, pour rappel 10 m correspond à 1 bar) :
Pour 10L/min, on voit que la pression disponible est d’environ 3,7 bar. C’est une belle bête (70cm de hauteur, 12,5cm de diamètre). Les 23m de câble en 3x 1,5mm² sont bienvenus.
Réalisation pratique
On commence par fixer le dérouleur au mur de la maison, à l’emplacement prévu (sous la fenêtre). Rien de particulier, c’est l’affaire de 4 vis. Pour traverser la pelouse et rejoindre la haie, on utilisera une gaine de Ø100mm récupérée dans la benne d’un chantier à proximité.
Pour creuser facilement la tranchée, on utilise une tarière faite maison avec une perceuse entraînant un réducteur à vis sans fin. En creusant plein de « petits trous » successifs, on obtient sans trop d’effort une tranchée assez propre :
Elle fait pile-poil la largeur de la gaine.
Au niveau du dérouleur, on fait partir deux couples tuyau+câble électrique. Le premier tuyau+câble va jusqu’à l’abri, pour récupérer l’alimentation électrique et l’eau potable. Le second tuyau+câble va jusqu’à la pompe.
Pour choisir quelle eau fournit le dérouleur, il suffit de le brancher sur le bon tuyau.
Un interrupteur mural permet d’allumer ou d’éteindre la pompe et un indicateur de niveau sera installé plus tard à proximité.
Côté abri, rien de spécial : on retrouve l’arrivée du tuyau d’eau potable, branchée au robinet, et la prise de courant. Le tuyau passe dans la haie sans protection particulière, le câble électrique est protégé par une gaine ICTA de 20mm.
On continue en creusant la tranchée qui va de la haie au récupérateur d’eau. On y fait passer le câble électrique, toujours protégé par sa gaine ICTA, ainsi que le tuyau, entouré d’une autre gaine encore récupérée dans la benne. Cette fois, c’est une gaine verte de Ø40mm.
Plus qu’à attendre que l’herbe repousse. Nous sommes au printemps, ça ne devrait pas être très long :
Sonde de niveau
Le petit « plus » serait de connaître la quantité d’eau restante dans le récupérateur. Pour mesurer cela, on a l’embarras du choix :
- Mesure optique ou acoustique de la hauteur d’eau (avec télémètre infra-rouge ou ultra-son),
- Non retenue car tôt ou tard, des débris/saletés/toiles d’araignée vont masquer le capteur
- Mesure capacitive https://forums.futura-sciences.com/projets-electroniques/441019-une-jauge-de-niveau-universelle.html,
- Non retenue car flemme de réaliser un conditionnement analogique compliqué
- Plusieurs flotteurs installés à des hauteurs différentes,
- Cette fois, c’est la réalisation mécanique qui est plutôt fastidieuse
- Mesure de pression au fond du réservoir.
- VENDU !
J’ai acheté sur Aliexpress un capteur de pression qui délivre en sortie un signal 4/20mA. Seuls deux fils sont nécessaires et l’information en courant donne une bonne immunité au bruit même sur une grande distance.
Le câble tiré entre l’interrupteur et la pompe est un 5G1.5, car j’avais réservé deux conducteurs à cet usage. Dans le puits, il suffit donc d’immerger le capteur au fond de le raccorder aux deux fils disponibles dans le câble d’alimentation de la pompe.
Côté dérouleur, je voudrais un afficheur lisible, qui donne directement le pourcentage d’eau restante. Pour ne pas réinventer la roue, j’achète pour quelques euros un module voltmètre tout fait :
Il est conçu pour mesurer sa propre tension d’alimentation, proche de 12V, sur 3 digits (dizaines, unités et dixièmes de Volts). Il n’est pas trop difficile de supprimer l’affichage du point décimal en coupant une piste, et de lui faire mesurer une tension indépendante de son alim en se repiquant au bon endroit.
Après modification, une tension variable entre 0 et 10V engendre donc un affichage entre 0 et 100 : parfait. Il reste « juste » à fabriquer un circuit de conversion du signal 4-20mA en 0-10V :
Plutôt compact ! On y trouve une alim 230/24VDC, un relais pour couper l’alimentation de la pompe pour l’empêcher de tourner sans eau, un AOP double et deux potentiomètres pour régler le zéro et la pleine échelle.
Le courant 4-20mA est converti en tension grâce à une résistance. Ensuite, un soustracteur vient faire le zéro et un pont diviseur ajustable règle le gain. Un transistor bipolaire fait coller le relais et autorise le fonctionnement de la pompe dès que la sortie dépasse 0,6V, soit 6% du niveau d’eau. Le tout est alimenté par un petit module 230/24V :
La taille du montage est minimale, afin qu’il puisse tout juste rentrer au fond de la boîte de l’interrupteur :
L’afficheur est ensuite collé à l’extérieur, voici le résultat :
C’est la fin.