In francese, tuyau significa tubo o condotto. Letteralmente quindi, un tuyau è quasi qualsiasi tipo di tubo rigido o flessibile. Più comunemente, tuttavia, un tuyau fa riferimento a uno specifico meccanismo di pressione idrostatica che coinvolge tubi sottomarini e una camera plenum per fornire aria compressa per azionare macchinari. Il meccanismo è stato utilizzato come un primo dispositivo di fucina dai romani e ha notevolmente cambiato il modo in cui il ferro veniva lavorato nei tempi antichi. La compressione da un tuyau funzionava in modo molto simile ai mantici nelle fucine più moderne.
Le fucine romane per la lavorazione del ferro svilupparono ulteriormente il dispositivo nel corso dei secoli, con alcune fucine dotate di tuyaux con martelli ad acqua per lavorare il minerale di ferro fuso. Poiché il dispositivo non aveva parti mobili o guarnizioni indossabili, è stato facile installarlo vicino a corsi d’acqua e altri corpi idrici. L’acqua profonda ha permesso al tuyau di produrre una compressione più elevata e quindi più potenza. L’aria compressa proveniente da un sistema idrico basato solo su tubi è fresca e sorprendentemente secca, nonostante sia derivata dall’acqua.
Per quanto riguarda la costruzione specifica, sia i tuyaux antichi che quelli moderni sono dotati di un tubo con ugelli interni, posti con un’estremità rivolta a monte. L’acqua scorre nel tubo mentre gli ugelli aiutano a creare più bolle d’aria nell’acqua in ingresso. L’aumento dell’acqua all’interno del tubo fa sì che il tubo sprofondi più in profondità nell’acqua, aumentando così la pressione idrostatica. Gravità, profondità dell’acqua e temperatura dell’acqua sono tutti fattori che determinano la quantità di pressione prodotta durante questo processo.
All’estremità opposta del tubo, un piccolo plenum attira le bolle d’aria e costringe l’acqua a scorrere lateralmente. Una pressione idrostatica più elevata aumenta il numero di bolle d’aria spinte nella camera di riempimento. Le bolle d’aria all’interno del plenum scoppiano a causa delle variazioni di pressione, fornendo aria compressa che può essere alimentata attraverso un altro tubo per alimentare fucine, colpi d’ariete e altri meccanismi. Una volta che le bolle d’aria scoppiano, la pressione idrostatica nel tuyau diminuisce, il tubo si alza e il processo si ripete.
La diminuzione della pressione idrostatica combinata con il rilascio di aria compressa alimenta il necessario scarico dell’acqua durante la fase di lavorazione finale di un sistema tuyau. I tubi salgono fuori dall’acqua quando la pressione diminuisce, al fine di pompare l’acqua nel flusso. Ogni fase del processo si ripete e si sovrappone, fornendo una fornitura costante di aria compressa. Sebbene costante in termini di erogazione, la forza o la pressione di erogazione dell’aria compressa non è sempre così consistente.
L’uso di un sistema tuyau ha contribuito a cambiare la collocazione delle operazioni di lavorazione del ferro in epoca romana. Piuttosto che concentrarsi sulle forniture per gli incendi e quindi localizzare fucine vicino a foreste o forniture di carbone, le operazioni potrebbero invece concentrarsi sulla generazione di energia. Comprensibilmente, le fucine furono così avvicinate a ruscelli e altri corpi d’acqua con una buona corrente per sfruttare i sistemi d’acqua cadenti come un tuyau. Molti miglioramenti nel corso dei secoli sono venuti dalla modifica dei sistemi di alimentazione dell’acqua utilizzati nei mulini e in altre industrie.