Qu'est-ce qu'un Tuyau?
Tuyau veut dire pipe ou conduit. Littéralement, un tuyau est presque n'importe quel type de tuyau rigide ou flexible. Plus généralement, toutefois, un tuyau fait référence à un mécanisme de pression hydrostatique spécifique impliquant des conduites sous-marines et à un plénum pour fournir de l'air comprimé afin de faire fonctionner des machines. Le mécanisme a été utilisé par les Romains en tant que premier appareil de forge et a considérablement modifié la façon dont le fer était traité dans les temps anciens. La compression à partir d'un tuyau fonctionnait beaucoup comme un soufflet dans des forges plus modernes.
Les forges romaines travaillant le fer ont perfectionné le dispositif au fil des siècles, certaines forges comportant des tuyaux avec des marteaux à eau qui permettent de travailler le minerai de fer en fusion. Étant donné que l’appareil ne comportait pas de véritables pièces mobiles ni de sceaux portables, il était facile à installer près des cours d’eau et d’autres étendues d’eau. L'eau profonde a permis au tuyau de produire une compression plus élevée et donc plus de puissance. L'air comprimé provenant d'un système d'eau exclusivement composé de tuyaux est froid et étonnamment sec, bien qu'il soit dérivé de l'eau.
En ce qui concerne la construction spécifique, les tuyaux anciens et modernes comportent un tuyau avec des buses internes, placé avec une extrémité tournée vers l’amont. L'eau coule dans le tuyau tandis que les buses aident à créer plus de bulles d'air dans l'eau entrante. L'augmentation de la quantité d'eau dans la conduite a pour résultat que la conduite s'enfonce plus profondément dans l'eau, augmentant ainsi la pression hydrostatique. La gravité, la profondeur de l'eau et la température de l'eau ont toutes été prises en compte dans la quantité de pression produite au cours de ce processus.
À l'extrémité opposée du tuyau, un petit plénum attire les bulles d'air et force l'écoulement de l'eau sur le côté. Une pression hydrostatique plus élevée augmente le nombre de bulles d'air poussées dans le plénum. Des bulles d'air à l'intérieur du plénum se forment à la suite de pressions changeantes, fournissant de l'air comprimé pouvant être alimenté par un autre tuyau afin d'alimenter les forges, les coups de bélier et d'autres mécanismes. Lorsque les bulles d'air apparaissent, la pression hydrostatique dans le tuyau diminue, le tuyau augmente et le processus se répète.
La diminution de la pression hydrostatique combinée à la libération d'air comprimé alimente l'évacuation d'eau nécessaire pendant la phase de traitement final d'un système de tuyau. Les tuyaux sortent de l'eau au fur et à mesure que la pression baisse, afin de pomper de l'eau dans le cours d'eau. Chaque étape du processus se répète et se chevauche, fournissant ainsi un apport constant d'air comprimé. Bien que cohérente en termes d'approvisionnement, la force ou la pression de la distribution d'air comprimé ne l'est pas toujours.
L'utilisation d'un système de tuyau a permis de changer l'emplacement des opérations de travail du fer à l'époque romaine. Plutôt que de se concentrer sur l’approvisionnement en feu et de localiser ainsi les forges près des forêts ou du charbon, les opérations pourraient plutôt se concentrer sur la production d’électricité. Naturellement, les forges ont ainsi été rapprochées des ruisseaux et autres masses d’eau bien alimentées afin de tirer parti des systèmes de chutes d’eau comme un tuyau. Au fil des siècles, de nombreuses améliorations ont été apportées par la modification des systèmes hydrauliques utilisés dans les usines et autres industries.