Le débit se calcule par la relation :

Q = S * racine {2 * g * H / (1 + K)}

Dans cette relation Q est le débit (m3/s), S est la section du tuyau (m²), g = 10 m/s², H est la dénivellation (différence entre surface libre et sortie du tuyau), K est le coefficient de perte de charge du tuyau. Tu peux adopter l'expression K = lambda * L / D avec lambda coefficient de perte de charge (par exemple 0,01), L longueur du tuyau (en m) et D son diamètre (en m).

En faisant une expérience en vidant un seau dans un autre avec le tuyau choisi, tu peux déterminer expérimentalement le coefficient K de celui-ci.

Effectivement, ç'est proche au coef Kvs utilisé par les chauffagistes pour le pertes de charges singulières. Pour le Kvs : Q= Kvs x Racine carrée (pertes de charges)

Remarques complémentaires : diamètre 32 pour 5l/s (soit 18 m3/h !) c'est un peut court ! Un robinet en 32 avec 1 bar, ça va te donner environ 1 à 2 m3/h (ordre d'idée) De par le travail par gravité (tuyau en dépression), le gradient de (dé)pression disponible n'est que de 1 bar maxi. Il faut aussi impérativenemt utiliser du rigide qui résiste à la dépression ! À vue d'oeil, le diamètre pour vider ton siphon (donc pour transiter plus de 5l/s) devrait plutôt se trouver dans les 100 mm.

En pratique pour un siphonnage gravitaire ton Delta h ne doit pas dépasser 6 ou 7 m car après, la dépression au point haut du tuyau est telle que le tuyau s'écrase ou qu'il se désamorce (la limite théorique étant environ 10,33 m de mémoire).

Si diam + gros > ça désamorce au bout d'un moment.
Si diam + petit > le siphon reste plein et tu bois la tasse !

Rem : calculs théoriques bien sûr, ça peut varier sensiblement si la flotte est chargée, si le tuyau est rugueux ou annelé etc.

Sinon le plus simple c'est de faire un "U" aux extrémités de ton (tes) tuyau(x) de façon à ce que l'air ne puisse pas rentrer dedans pour le désamorcer.

Dès que le niveau d’eau est supérieur à l’altitude des ouvertures des récipients « A » et « B » , l’eau s’écoule naturellement du récipient « B ». La mise en place peut s’avérer fastidieuse mais ça fonctionne !!!

Je reviens sur l'idée du bélier.

En haut du siphon, la pression est négative. C'est une sorte de vide créé par le poids de la colonne d'eau du dessous. On peut donc y placer une un clapet anti-retour; c'est-à-dire une sorte de membrane qui ferme le trou par l'extérieur et qui est collée au siège par la dépression. Sur certain clapet anti-retour on peut diminuer la pression exercée par la membrane sur le siège par un ressort et un filetage qui appuie, dans le bon sens. Si on visse trop, la membrane va s'ouvrir et le siphon se désamorcera bêtement. Supposons qu'on règle le machin pour que la soupape soit juste fermée de façon sûre; il suffira que la pression de vide diminue un peu pour que la membrane s'ouvre et que de l'eau s'écoule. Dans notre cas c'est surtout les bulles d'air qu'on veut évacuer.

Si à la sortie du siphon on installe un clapet de bélier (qui se réglait, dans le temps, avec un contrepoids oscillant) :

1. L'eau coule du siphon parce que le contrepoids écarte une membrane du siège.
2. Mais le courant pousse la membrane dans l'autre sens et la pousse vers la fermeture.
3. La membrane se colle sur le siège et un coup de bélier se répercute dans l'eau emprisonnée dans le siphon.
4. On peut espérer que la pression (du coup de bélier) permet alors à la soupe supérieure de s'ouvrir et de laisser évacuer un peu d'eau avec le peu d'air qui s'est accumulé.
5. La pression statique sur la membrane du bélier diminue et le contrepoids rouvre cette membrane. Si ce contrepoids forme une sorte de pendule, comme dans les béliers historiques, l'ouverture est large et cette membrane ne pourra se refermer qu'après le passage de beaucoup d'eau. Au retour de balancier le phénomène se reproduit.

Déjà, est-ce vrai ? Est-ce que la soupape du haut va bien évacuer de l'eau sur le coup de bélier ?
Et il faut trouver le bon clapet anti-retour pour le haut du siphon :

· Il n'a pas besoin de laisser passer beaucoup d'eau.
· Il faut qu'il ait une très faible perte en charge dans le sens passant.
· Il faut qu'il soit bien étanche dans le sens bloqué car, quand le siphon n'est plus utile (lac vide), il ne faut pas qu'une fuite désamorce le siphon).

Il en existe des "à boule" un peu dans ce genre :

Pour le bélier… c'est plus compliqué; il faut le construire. Ici une idée pour la réalisation du pendule : https://www.youtube.com/watch?v=U7JOtEwmepg Dans notre cas, l'objectif n'est pas de faire monter de l'eau et je crois que c'est plus simple car on ne cherche pas du tout à avoir un bon rendement; au contraire, car le but c'est de vider le lac (sens direct). Néanmoins, on est très loin du "yapuka" mais c'est une piste...

La solution la plus simple à mon avis c’est de piéger l’air au point haut et de le purger manuellement à chaque visite annuelle en ayant au préalable fermé les vannes des extrémités du tuyau pour éviter d’avoir à réamorcer.

La formule bien calculée donne un résultat fiable qu'il faut préciser avec un essai expérimental de calcul de coefficient de perte. Pour qu'il soit négligeable, il vaut mieux utiliser du tuyau rigide et lisse. Si on ne peut augmenter le diamètre du tube (pour cause de transport trop difficile) on peut mettre plusieurs tubes en parallèle.

ATTENTION : au désamorçage éventuel et aux crues possibles qui risqueraient de tout arracher dans certains cas.

Additifs techniques au thème :

• un abaque pour faciliter le choix
• un fichier tableur
• un excellent dossier de nos amis du Jura : http://www.spelehautjura.com/dossier/siphon.htm ou là si ce lien ne fonctionne plus.
• pour les curieux, un drôle de système de pompe : http://www.onpeutlefaire.com/fichestechniques/ft-pompe-belier.php ou là si ce lien ne fonctionne plus.
• La Cosmopompe du spéléodrome par les Spéléos de l'interclubs Chuats et le code source qui va avec : https://github.com/GillesPalue/Cosmopompe