Principe de fonctionnement du château d'eau

 Château d'eau - à quoi sert-il ?

Un château d'eau ( Water tower / Wasserturm ), également appelé château d'eau, est une structure de bâtiment. Il est conçu pour réguler la pression et contrôler le débit de l'eau dans un système hydraulique couvrant une petite surface sur laquelle il est érigé. Un château d'eau est un objet qui fonde son fonctionnement sur des lois physiques simples. Il présente de nombreuses caractéristiques fonctionnelles sur lesquelles reposent les bases du module d'infrastructure hydraulique prévu pour les secteurs industriel, urbain et ferroviaire.

Principe de fonctionnement du château d'eau /@ Hons084

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La fonction première des châteaux d'eau est d'augmenter la pression de l'eau pour la distribution.

Principe de fonctionnement d'un château d'eau

La priorité lors de la conception d'un château d'eau est de trouver un site approprié pour les futures fondations de la structure. Pour être pleinement fonctionnelle, la structure doit être construite sur l'élévation locale la plus élevée. Parce que l'eau accumulée dans le réservoir du château d'eau doit être située plus haut que les systèmes d'eau situés chez les consommateurs. Le schéma de fonctionnement de l'ensemble du système hydraulique, basé sur le château d'eau, est le suivant : une pompe aspire l'eau d'un réservoir profond et pompe le liquide vers le haut, directement dans le réservoir d'eau, qui se trouve au sommet du château d'eau. Puis, sous l'influence de sa gravité et grâce à la loi de la pesanteur, il pousse l'eau hors des tuyaux jusqu'à ce que la pression dans le réservoir de la tour devienne égale à la pression dans l'ensemble du système hydraulique de la canalisation ( loi de Pascal ). Ainsi, l'ensemble du processus de fonctionnement de la tour de pression est basé sur le phénomène de l'équilibre hydrostatique, agissant sur le principe de l'écoulement des fluides dans des "vaisseaux connectés".

But et objectif du château d'eau

En plus de stabiliser de manière autonome le débit d'eau, le château d'eau présente plusieurs autres caractéristiques pratiques. Lorsque les pompes à vapeur ont été remplacées par des pompes électriques. Le rôle du château d'eau a été désigné pour servir de réserve d'eau pour le système hydraulique. La circulation de l'eau commence dans la station de pompage et atteint les consommateurs à travers des filtres. Entre-temps, le réservoir de la tour est réapprovisionné en eau jusqu'à ce que le niveau d'eau du réservoir atteigne une norme appropriée. 

Au pic de la prise d'eau des consommateurs, le système hydraulique fonctionnant dans la zone est surchargé et la station de pompage ne peut pas faire face au débit d'eau. Une vanne d'arrêt est ouverte dans le réservoir et l'eau de la tour alimente en plus le système de tuyauterie. Si les performances de la station de pompage s'améliorent, la vanne ferme à nouveau le débit d'eau du réservoir et les pompes reprennent leur fonctionnement. La circulation de l'eau dans le système hydraulique est cyclique.

Fonctionnement du château d'eau

Autrefois, l'érection d'un château d'eau était un événement très important. Ces merveilles d'ingénierie hydraulique ont permis de soulager les habitants des tâches ménagères de base. Imaginez transporter des seaux d'eau jusqu'au quatrième étage d'un immeuble ! - quelque chose d'affreux. Le château d'eau a pu soulager les gens et acheminer l'eau aux étages supérieurs par lui-même. Mais qu'en est-il de l'eau chaude ? De nombreux châteaux d'eau étaient reliés à la chaufferie et à la cheminée. L'eau était chauffée et distribuée aux robinets. C'est merveilleux d'avoir de l'eau chaude au robinet et sans quitter la maison.

Histoire du château d'eau

Le château d'eau n'est pas une invention de notre époque. Depuis l'époque romaine, des aqueducs ont été construits pour alimenter les villes en eau douce à partir de ruisseaux de montagne, selon le principe de la gravité. Les montagnes sont une excellente analogie pour le projet de château d'eau. L'apogée de la construction de châteaux d'eau a eu lieu au début du 20e siècle. À cette époque, les châteaux d'eau étaient utilisés pour stocker l'eau dans les zones urbaines et industrielles. Ils jouaient également un rôle important dans l'infrastructure ferroviaire, en alimentant en eau les locomotives et les propriétés.

Schéma de construction d'un château d'eau

Un château d'eau se compose de plusieurs éléments : structurels et mécaniques.

Plinthe

La structure peut être faite de bois, de briques rouges, de béton armé, de plaques d'acier rivetées ou soudées. Le château d'eau a une fondation solide, délimitée par des formes circulaires, carrées ou autres formes géométriques. Les fondations de la tour consistent généralement en une base solide, faite de pierres taillées, de briques en céramique ou d'un bloc de béton armé.

Core (support)

L'élément important suivant dans la structure du château d'eau est l'arbre, également appelé support, qui est placé verticalement entre la base et la tête. Au centre de l'élément se trouvent les escaliers qui mènent au réservoir et le réseau de canalisations chargé de pomper et d'acheminer l'eau. L'élévation de la tige ne diffère généralement pas, sur le plan architectural, du reste de la structure. Il prend généralement une forme cylindrique étroite avec une disposition verticale et est donc facile à reconnaître. Le puits du château d'eau comporte également des fenêtres qui permettent d'éclairer correctement l'intérieur du bâtiment.

Traduit avec 

Tête

Cette partie de la tour abrite le réservoir d'eau, qui a ses propres variétés, types, capacités et formes. Une distinction est faite entre les types de base de réservoir d'eau :

• Réservoir rectangulaire

• Réservoir avec base arrondie

• Réservoir de type Intze

• Réservoir Intze avec cylindre intérieur

• Réservoir de type Intze 2

• Réservoir de type Barkhausen

• Réservoir de type Klönne

• Les réservoirs sont fabriqués en acier riveté, en béton armé ou en plastique. La capacité des réservoirs peut aller de quelques dizaines à plusieurs milliers de mètres cubes.

Les têtes des châteaux d'eau prennent des formes différentes selon le style architectural, l'imagination de l'architecte ou la fonctionnalité. Le plus souvent, ils prennent la forme d'une sphère, d'un cuboïde, d'un champignon, etc. La façade d'une tête de château d'eau est un champ pour souligner l'esprit de l'époque à laquelle elle a été conçue, un lieu pour la combinaison de divers détails et éléments architecturaux. Il peut également être utilisé pour faire la publicité d'un commerce local, qui brille la nuit sous la forme d'une enseigne au néon, etc.

Un élément important de la tête est constitué par les évents, qui maintiennent le volume d'air nécessaire dans le réservoir et empêchent l'eau de stagner.

Filtres

Système de filtration et de purification de l'eau

Station de pompage 

Une installation généralement située à proximité du château d'eau. La station de pompage est chargée de contrôler, via des vannes, le fluide dans tout le système hydraulique.

Pipelines

Un système de tuyaux distribués dans tout le système hydraulique ; le début des tuyaux est associé à la source ; l'endroit d'où la pompe aspire l'eau à travers un système de tuyaux verticaux situés dans le puits de la tour jusqu'au réservoir.

Architecture du château d'eau

Style néo-gothique -Les plus courants en Pologne et en Europe sont les châteaux d'eau en brique rouge, faisant référence au style néogothique ou, plus généralement, à la tendance historicisante, très populaire au tournant des XIXe et XXe siècles en Europe centrale. Ces types de structures de bâtiments imitent les châteaux médiévaux ou les tours défensives. En plus de la brique susmentionnée, de la pierre des champs a été utilisée pour la construction de la partie de la fondation du château d'eau - la plinthe. Les châteaux d'eau néo-gothiques ont des fenêtres pointues et élancées. 

Les frises décoratives sont faites de briques rouges et disposées selon diverses combinaisons et gradients - tête, chariot et base. La frise la plus courante est la frise à arcades ; elle est constituée de petites galeries pointues. Le détail accentue généralement la corniche intermédiaire entre la tête et le fût ; ce qui donne au bâtiment un caractère défensif sous forme de mâchicoulis.

Château d'eau naturel

On peut imaginer que les plus grands châteaux d'eau n'ont pas été construits par des humains, mais par la nature. Je pense aux sommets des montagnes, à travers lesquels les courants d'eau douce s'écoulent selon les lois de la gravité vers les vallées et les plaines. 

Les calottes glaciaires situées au sommet des montagnes recueillent d'énormes quantités d'eau la plupart des jours de l'année, pour fondre sous l'effet du soleil lors des chaudes journées d'été et alimenter l'ensemble du cycle de l'eau dans la nature. La nature est puissante, l'homme apprend ses lois pour ensuite appliquer ses connaissances dans des constructions sublimes et fonctionnelles. 

L'eau du réservoir du château d'eau gèle-t-elle en hiver ?

Bien sûr que oui. L'eau contenue dans le réservoir à l'intérieur de la tour est soumise aux mêmes conditions climatiques qu'à l'extérieur de la structure. Dans les régions les plus froides du globe, les châteaux d'eau sont en outre équipés de systèmes de chauffage et les tuyaux sont enveloppés d'une isolation et d'une enveloppe en aluminium avec de la ouate. Les châteaux d'eau disposent également d'un système de chauffage, où un réchauffeur introduit de l'eau chauffée ou de la vapeur dans la base de la colonne montante. Dans les deux cas, la chaleur monte dans le réservoir pour retarder la congélation. 

De la glace se forme à la surface de l'eau dans le réservoir, souvent sur plusieurs centimètres d'épaisseur. Habituellement, cette couche de glace remonte à la surface lorsque le niveau de l'eau monte et descend. Souvent, la glace gèle sur le toit ou les parois supérieures du réservoir et y reste lorsque le niveau change en dessous pendant l'utilisation quotidienne.

Dans les climats plus tempérés, des échelles en acier sont installées à l'intérieur du réservoir et des sondes sont suspendues au toit pour contrôler la colonne montante et le niveau d'eau. Dans les climats plus froids, tous les raccords internes doivent être omis car la couche de glace a tendance à les arracher.