Une pompe à eau alimentée par la rivière est créée au Mexique

Un groupe d’étudiants de l’Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de l’Instituto Politécnico Nacional de México a créé une pompe à eau qui ne nécessite pas d’énergie électrique mais utilise la force hydraulique, dans le but de transférer l’eau aux cultures des petits agriculteurs.

L’Instituto Politécnico Nacional (IPN) est connu pour sa contribution au développement du Mexique, grâce à l’innovation technologique issue de la recherche scientifique. C’est pourquoi il n’est pas surprenant que son Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de Culhuacán (ESIME) soit le créateur de cette nouvelle pompe à eau, qui devrait avoir un impact très positif sur les communautés agricoles de la région, ce qui est l’un des objectifs fondamentaux de cet établissement d’enseignement.

L’objectif est de fournir une option durable aux besoins en irrigation des secteurs agricoles qui ne disposent pas de systèmes de pompage suffisamment puissants pour acheminer correctement l’eau à leurs cultures, puisqu’ils ont dû transporter le liquide des rivières aux cultures dans des seaux et des barils. Dans ce cas, les connaissances en ingénierie et en conception ont permis aux jeunes Erick Mendiola Reyes, Azucena Zamora Salgado, Raymundo López Tirado, Jazmín Rodríguez Pérez et Antonio Cortés Reyes de tester leur invention dans la rivière Tula, qui entoure la communauté de Panuaya, dans l’État d’Hidalgo, dont la population se consacre à 70 % à l’agriculture.

Erick Mendiola a expliqué que la nouvelle pompe peut soulever l’eau jusqu’à une hauteur de 12 mètres, produisant un débit de 1 000 m par jour. D’autre part, Azucena Zamora, qui est sur le point de terminer son diplôme d’ingénieur en mécanique, a assuré que la loi de Boyle relative au volume et à la pression a été utilisée pour calculer le tuyau qui a été ajouté à la pompe, car la pression d’un gaz est inversement proportionnelle au volume du récipient lorsqu’il est fermé. En outre, l’étudiant a indiqué qu’ils prenaient en considération les caractéristiques de compressibilité de l’air.

En d’autres termes, la pression de l’air exerce la force nécessaire sur l’eau pour alimenter la pompe, tout en entraînant le système de sortie. En outre, la pompe disposera plus tard d’une base flottante pour qu’elle puisse flotter sur le courant du fleuve, ainsi que d’une roue à eau à 12 pales. Comme nous pouvons le voir, il s’agit d’un dispositif relativement simple qui peut néanmoins avoir de grandes implications pour faciliter le processus d’irrigation.

Les clés pour comprendre le fonctionnement de la nouvelle pompe à eau

Les étudiants de l’école polytechnique ont expliqué que le dispositif possède deux serpentins aux extrémités qui fonctionnent comme une prise d’eau, car lorsque la pompe est installée dans le courant d’une rivière, le courant d’eau impacte les pales en faisant tourner la roue, de cette façon la zone immergée absorbe l’eau tandis que la partie externe capte l’air.

L’air et l’eau sont tous deux combinés à l’intérieur du tuyau ; d’une part, l’eau comprime l’air et fournit ainsi la pression nécessaire à l’eau à déplacer. La pompe intègre une clé pour contrôler le débit d’eau uniquement au moment de l’irrigation, puis elle peut être fermée sans qu’il soit nécessaire de la désinstaller constamment, mais elle peut rester dans le débit de la rivière.

Les débuts du projet

Les jeunes voulaient aider à résoudre un problème social en utilisant leurs connaissances en ingénierie. La première étape a donc consisté à identifier les désavantages que certains agriculteurs ont dans l’irrigation des cultures, en particulier les entrepreneurs des communautés rurales, de sorte que les étudiants ont commencé à réfléchir à des solutions possibles.

Ángel López, un autre futur ingénieur en mécanique, a souligné l’importance de la recherche documentaire dans le processus d’identification des solutions possibles existantes. Ils ont ainsi découvert la pompe Barsha et la pompe à piston, mais la première n’offre pas une pression suffisante pour l’utiliser dans l’irrigation des cultures et a également un coût élevé qui est impossible à payer par les petits entrepreneurs. D’autre part, la deuxième option nécessite une chute d’eau pour fonctionner et toutes les rivières ne possèdent pas cette caractéristique, donc elle n’était pas fonctionnelle.

Ils ont donc entrepris de concevoir une pompe qui ne présenterait pas les inconvénients des deux systèmes existants et qui serait en même temps accessible à tout producteur agricole. Comme l’explique Erick Mendiola, le prototype issu de ces recherches fournit les valeurs de pression et de débit nécessaires, car l’équation de Darcy-Weisbach sur la perte de pression a été utilisée, ainsi que le principe de Bernoulli, sur le comportement des liquides le long d’une ligne de courant.

Est-il possible de mettre en œuvre cette pompe à eau dans la réalité ?

Bien que ce prototype puisse résulter les meilleures pompes à eau pour l’irrigation en termes de fonctionnalité et d’efficacité, les ingénieurs professionnels qui ont conseillé les étudiants sur le projet admettent qu’il y a beaucoup de travail à faire avant la mise en œuvre, car il s’agit encore d’une invention au stade de la recherche et il est important de disposer de la documentation juridique nécessaire pour savoir s’il est possible d’utiliser correctement les eaux de la rivière.

C’est l’un des aspects fondamentaux dans ce cas, il est donc nécessaire de quantifier en termes plus objectifs le rapport coûts-avantages de l’utilisation de cette pompe à des fins agricoles. Il est important de rappeler que le besoin social des agriculteurs ne doit pas être au-dessus de la protection de l’environnement et de l’écosystème. Les conseillers des étudiants travaillent donc main dans la main avec le département juridique de l’Institut national polytechnique, car l’idée est de créer des solutions aux problèmes sociaux, mais aussi de contribuer à la réduction de l’impact environnemental.