Étanchéité flotteur cylindre

Quand le niveau d’eau dans le circuit hydraulique est plus haut que le débouché haut du puits contenant le flotteur, il faut assurer une étanchéité entre le flotteur et les parois du puits, sinon l’eau du circuit se vide par le haut du puits.

Assurer l’étanchéité du flotteur dans le puits revient à transformer le flotteur en piston car seule la tête du flotteur peut être en contact avec l’eau, le reste du flotteur est en contact avec l’air, il n’a plus besoin d’être étanche.

Cependant le puits fait entre 20 et 30 m de long, il est fait en maçonnerie, qui peut être très fine comme on peut le constater à la fois sur le parement et dans la chambre haute de Chéops, mais de là à assurer un état de surface de contact entre deux pièces en mouvement suffisamment plan sur une telle longueur pour empêcher l’eau de s’infiltrer il y a encore une marge importante.

La seule solution répondant aux cinq critères de la pyramide: audace + simplicité+efficacité+fiabilité+faible coût qui me vienne à l’esprit est de fermer le cylindre par une membrane fixée dans la paroi du puits de façon étanche à mi hauteur,  suffisamment grande pour contenir le piston et taillée de façon a pouvoir rester plaquée à la fois sur la paroi du puits et le piston dans son mouvement de va et viens.

DRAP

 

Membrane faite dans un tissu qui ressemble à celui dont on fait les outres, qui n’est pas totalement étanche, mais qui ne laisse passer l’eau qu’en très faible quantité, ce qui est suffisant comme niveau d’étanchéité.

En laissant un jeu suffisant entre le piston et le puits, par quelques centimètres  de chaque côté, la membrane sous l’effet de la pression de l’eau enveloppe le piston et se plaque contre la paroi du puits, ce qui a pour résultat que sur ces surfaces de contact elle n’est soumise à aucune contrainte.

La seule partie de la membrane soumise à une contrainte de pression est la partie située dans l’interstice piston/puits qui peut faire par exemple 2 cm de large donc une surface de 2 CM² par cm de longueur de tissus.

Avec un point haut du niveau d’eau à + 22 m et la demi hauteur du cylindre autour de – 15 m, la pression maximum sur la membrane est celle d’une colonne d’eau de 37 m de hauteur, entraînant une pression de 37 N/ CM² ce qui entraîne une force de traction sur le tissu à l’endroit ou il est en contact libre avec l’air de l’ordre de 74 N par cm de longueur, force qui se divise entre les deux laies, celle plaquée contre le cylindre et celle plaquée contre le piston, soit 37 N par cm de longueur ce qui est très peu. Le tissu n’est pas soumis à une grande contrainte et peut résister longtemps.

Etancheite

 

De plus ce tissu est mouillé, donc lubrifié dans sa déformation au cours du lent déplacement du piston ce qui accroît sa longévité.

Il est cependant certain qu’il faudra dans le temps le remplacer régulièrement comme pièce d’usure.

Par ce procédé l’étanchéité piston / puits est assurée, SANS FROTTEMENT, entre leurs deux surfaces, il suffit alors que ces surfaces aient une planéité de bonne qualité, mais un état de surface qui peut rester rugueux donc facile à obtenir en maçonnerie fine.

Dans cette configuration, les oscillations du piston n’entraînent qu’une consommation d’énergie très faible.

Il faut comprendre cependant que le flotteur de l’étage de la grotte fait environ 4 000 va et viens par jour, 20 millions sur la durée du projet, aucune membrane ne peut tenir aussi longtemps.

Cette solution a été réservée pour l’élévation des mégalithes dans l’ascenseur de la grotte pour booster la performance de l’élévateur, c’est à dire sur une hauteur d’assise à construire de 13 m, le reste du temps pour des millions de pierre, tous les flotteurs de la pyramide ont fonctionné sans étanchéité du flotteur dans le puits.

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