Quatre tuyaux à nourrir depuis un seul robinet d'extérieur : le répartiteur à quatre voies les branche au même point d'eau, chaque sortie sous sa propre poignée. La pièce ne se juge pourtant pas sur son nombre de départs, mais sur ce qu'elle fait au débit quand plusieurs voies s'ouvrent ensemble. Comparée aux autres façons de multiplier une sortie, elle a un coût précis et deux avantages nets, qui tiennent au fait que la commande se trouve à la source.
Le débit du robinet ne se multiplie pas par quatre
Un répartiteur partage, il n'ajoute rien. L'eau qui le traverse est celle que le réseau amène au robinet, et elle se divise entre les voies ouvertes. La règle qui gouverne ce partage est ancienne et simple. À une jonction, le débit qui entre ressort par les branches ouvertes. Et entre deux points du montage, la même perte de charge s'applique à chaque chemin. Autrement dit, la voie la plus résistante reçoit la plus petite part.
Ce détail explique des situations que l'on met souvent sur le compte du laiton. Une longueur de tuyau plus longue que les autres, un diamètre plus fin, un arroseur dont les buses sont entartrées, et cette voie-là arrive au bout du terrain avec un filet d'eau quand sa voisine crache encore. Sur une ligne de goutte-à-goutte, c'est la cause la plus fréquente d'un arrosage inégal après une dérivation, et le remède se cherche dans le tuyau, pas dans le raccord.
Second point, moins intuitif : le débit total ne grimpe pas à mesure que vous ouvrez. Quatre voies ouvertes ne donnent pas quatre fois l'eau d'une seule, elles se partagent celle qui passe déjà. Un robinet de jardin qui remplit un arrosoir de dix litres en une minute ne le remplira pas en une minute à chacune des quatre sorties.
Ce que chaque robinet de commande coûte en pression
Les robinets du répartiteur ne sont pas des passages neutres. Chaque mécanisme traversé par l'eau consomme une part de la pression disponible, et les ingénieurs d'irrigation mesurent cette perte d'une façon parlante : en longueur équivalente de tuyau. La perte de charge d'un raccord s'exprime par la longueur de conduite droite qui produirait le même frottement.
L'écart entre deux mécanismes de même fonction est large. Les tables de la Pacific Northwest Extension le chiffrent en pieds de tuyau par pouce de diamètre. Une vanne à passage direct grand ouverte y équivaut à 1,1 pied, un coude à 90 degrés à 2,5 pieds. Un robinet à soupape, dont le flux doit contourner un obstacle avant de ressortir, monte à 28 pieds. Vingt-cinq fois le frottement d'une vanne à passage direct, pour la même fonction de commande. Ce n'est pas le nombre de pièces qui coûte, c'est leur géométrie intérieure.
Ces valeurs sont établies sur des conduites d'irrigation en acier, pas sur un raccord de jardin en 3/4 de pouce, et personne ne les recopiera telles quelles pour votre robinet. Elles donnent l'ordre de grandeur et le rapport entre deux mécanismes, ce qui suffit à comprendre l'arbitrage : quatre robinets de commande sur un même bloc sont quatre mécanismes traversés, là où un Té monté en ligne n'en ajoute aucun. Vous payez la possibilité de fermer chaque voie depuis le point d'eau, en pression à chaque bout.
Ces quatre mécanismes ne s'additionnent pas pour autant en série sur un même chemin : un tuyau ne traverse que sa propre poignée. Ce qui s'additionne, c'est le corps commun du bloc, parcouru par la somme des débits à l'instant où l'eau se sépare, et le nombre de poignées ouvertes qui réclament chacune leur part. La conséquence est rassurante à l'usage : fermer une voie ne rallonge pas le chemin des trois autres, elle leur rend simplement ce qu'elle leur prenait.
Une pression qui tombe de moitié ne divise pas les débits par deux
Reste à savoir ce que devient le débit d'une ligne quand la pression baisse, et c'est là que le partage réserve une surprise. Une sortie du type arroseur, lance ou buse n'absorbe pas un débit proportionnel à la pression : elle le fait selon la racine carrée. Un document de vulgarisation du Kansas State University l'énonce sans détour : doubler la pression augmente le débit d'environ 40 pour cent, et non de 100 pour cent.
Retournez la règle et vous obtenez l'effet qui compte au jardin. Quand vous ouvrez une deuxième puis une troisième voie, la pression au départ baisse, et le débit à chaque bout diminue moins vite qu'elle. Une pression réduite de moitié ne retire pas la moitié de son débit à un arroseur : il en reste plus des deux tiers. Le partage est donc moins punitif qu'il n'y paraît pour les accessoires à buse.
Ce qui souffre, en revanche, ce sont les lignes qui ont besoin d'une pression minimale pour faire leur travail. Une lance qui doit porter loin, un arroseur dont le jet s'aplatit sous ses propres buses. Et ce qui s'en accommode le mieux, ce sont les petits débits, ceux d'un goutte-à-goutte ou d'un remplissage d'arrosoir. C'est une observation d'usage, pas une mesure de laboratoire. Elle a pourtant une conséquence pratique : commencez par la voie qui a le plus besoin de pression, pendant qu'elle est seule ouverte et qu'elle reçoit tout ce que le robinet donne.
Le comparatif des quatre montages
| Montage | Où l'on ferme une ligne | Ce que la commande ajoute au passage | Ce qu'il demande au quotidien |
|---|---|---|---|
| Répartiteur 4 voies à robinets | à la poignée, au point d'eau | quatre robinets sur un même bloc | quatre longueurs laissées en place, ouvertes une à une |
| Répartiteur 2 voies et raccords d'arrêt d'eau | au bout du tuyau, sans revenir au robinet | deux robinets à la source, un raccord par ligne | des accessoires qui changent souvent, au bout |
| Tés montés en ligne, au plus près des plantes | au robinet, ou par un raccord d'arrêt d'eau | les Tés s'additionnent en frottement, sans robinet | un réseau fixe, à demeure, goutte-à-goutte compris |
| Bloc de quatre sorties sans robinets | au robinet, pour les quatre à la fois | presque rien, aucun mécanisme | ouvrir en entier, jamais une ligne seule |
Le tableau ne désigne pas de gagnant, parce que le critère qui tranche n'est pas technique. Comptez le nombre de fois par semaine où vous voulez fermer une seule ligne. Si la réponse est « presque jamais », un bloc de sorties libres suffit et coûte le moins de pression au passage. Si la réponse est « chaque jour », les quatre robinets à la source vous épargnent les allers-retours, et c'est ce confort que vous achetez avec la perte de charge. Entre les deux, le montage qui combine deux robinets au point d'eau et un raccord à arrêt d'eau au bout de chaque tuyau ferme la ligne là où vous vous tenez, au prix d'un mécanisme de plus par tuyau.
Reste le cas des réseaux fixes. Un répartiteur quatre voies se visse par un écrou tournant femelle en 3/4 de pouce, dit 20x27, sur la sortie du robinet, et ses quatre sorties mâles reçoivent les tuyaux du même format. Quatre joints anti-fuite sont fournis, un par sortie, et un suintement vient presque toujours d'un joint pincé ou décentré. Ce montage convient quand les quatre lignes existent et changent peu : il se démonte en fin de saison d'un seul geste, ce qui n'est pas le cas d'un réseau de Tés bâti tuyau après tuyau.
Mesurer chez vous ce que le partage vous coûte
Aucune table de brochure ne remplacera la mesure de votre point d'eau, et celle-ci ne demande qu'un seau et un chronomètre. Remplissez-le d'abord au bout d'une seule voie ouverte, et notez le temps. Refermez, ouvrez les quatre voies, puis remplissez le même seau au bout de la même ligne, en notant à nouveau le temps.
Deux temps, une comparaison. Si le second est identique au premier, votre robinet a de la réserve et les quatre voies peuvent couler ensemble sans que rien ne faiblisse. Si le second double, le débit de cette voie a été divisé par deux, et comme ce débit suit la racine carrée de la pression, cela signifie que la pression au départ a été divisée par quatre. Entre ces deux extrêmes, le rapport vous dit lequel de vos accessoires peut partager son eau et lequel doit rester prioritaire.
Refaites la mesure à une autre heure de la journée. La pression qui arrive chez vous dépend aussi de ce que le voisinage tire au même moment, et l'écart entre un matin de semaine et un dimanche après-midi de juillet vous en apprendra plus sur votre réseau que sur votre répartiteur. Une installation jugée confortable en semaine peut devenir juste un jour de forte demande, et c'est cette mesure-là, la plus défavorable, qui doit servir de référence pour décider si quatre voies peuvent couler ensemble.
Le répartiteur à quatre voies n'est donc pas un moyen d'avoir plus d'eau. C'est un moyen de garder quatre lignes en place, chacune sous sa poignée, dans l'ordre que vous choisissez. Sur un point d'eau modeste, cet ordre compte autant que la pièce.
Questions frequentes
Une voie fermée prend-elle du débit aux autres ?
Non, et fermer une voie aide même légèrement les autres. Une branche fermée cesse d'être un consommateur : les voies restées ouvertes se partagent un total qui n'a pas diminué, et la pression au départ remonte un peu. L'ampleur du gain dépend de la ligne que vous fermez. Couper la plus résistante, celle qui recevait le filet d'eau le plus maigre, ne rend presque rien aux autres ; couper une ligne courte et bien alimentée se remarque tout de suite au bout des tuyaux restants.
Deux répartiteurs deux voies en série ou un seul bloc de quatre ?
En série, il faut une pièce intermédiaire pour passer d'une sortie à l'entrée suivante, donc une jonction de plus et un mécanisme de plus sur le chemin de l'eau. Le bloc à quatre voies ne fait qu'une seule jonction avec le robinet, et ses quatre robinets restent au même endroit. Pour quatre lignes au même point d'eau, le bloc demande moins de pièces et laisse un montage plus court à démonter en fin de saison.
Mon robinet est en 1/2 pouce : faut-il un adaptateur ?
Oui, et il compte dans le calcul. Un adaptateur ajoute une jonction traversée de plus, avec son joint et son filetage : c'est une perte de charge de plus dans une installation qui en compte déjà quatre. Rien de rédhibitoire sur un robinet de jardin ordinaire, mais si vous cherchez à arroser quatre lignes ensemble sur un point d'eau modeste, la réduction est le premier endroit où regarder.
Les quatre poignées obligent-elles à ouvrir une seule voie à la fois ?
Non, rien ne l'interdit. La commande par voie sert justement à choisir : une seule ouverte, la ligne reçoit tout ce que le robinet donne ; les quatre ouvertes, chacune prend sa part. C'est l'usage en alternance qui justifie les quatre robinets, parce qu'il évite de revenir fermer le robinet général entre deux zones.
Sources
- Benjamin, M., 2012, Flow in Systems with Multiple Pipes, University of Washington, CEE 345.
- Trimmer, W., Hansen, H., 1997, Sizing Irrigation Mainlines and Fittings, Pacific Northwest Extension publication PNW 290, Washington State University.
- Rogers, D., Alam, M., Shaw, L. K., 2008, Considerations for Nozzle Package Selection for Center Pivots, Kansas State University Agricultural Experiment Station and Cooperative Extension Service, L908.