En français, tuyau signifie tuyau ou conduit. Littéralement alors, un tuyau est presque n’importe quel type de tuyau rigide ou flexible. Plus communément, cependant, un tuyau fait référence à un mécanisme de pression hydrostatique spécifique impliquant des tuyaux sous-marins et une chambre de tranquillisation pour fournir de l’air comprimé pour faire fonctionner des machines. Le mécanisme a été utilisé comme un premier dispositif de forge par les Romains et a considérablement changé la façon dont le fer était traité dans les temps anciens. La compression d’un tuyau fonctionnait un peu comme un soufflet dans les forges plus modernes.
Les forges romaines de travail du fer ont développé le dispositif au fil des siècles, certaines forges comportant des tuyaux avec des marteaux hydrauliques pour travailler le minerai de fer en fusion. Étant donné que l’appareil ne comportait pas de véritables pièces mobiles ni de joints portables, il était facile de l’installer à proximité de ruisseaux et d’autres plans d’eau. L’eau profonde permettait au tuyau de produire une compression plus élevée et donc plus de puissance. L’air comprimé provenant d’un système d’eau uniquement à base de tuyaux est frais et étonnamment sec, bien qu’il soit dérivé de l’eau.
Quant à 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 s’écoule dans le tuyau tandis que les buses aident à créer plus de bulles d’air dans l’eau entrante. L’augmentation de l’eau à l’intérieur du tuyau fait que le tuyau 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 sont tous pris en compte dans la pression produite au cours de ce processus.
À l’extrémité opposée du tuyau, une petite chambre de tranquillisation attire les bulles d’air et force l’écoulement latéral de l’eau. Une pression hydrostatique plus élevée augmente le nombre de bulles d’air poussées dans la chambre de tranquillisation. Les bulles d’air à l’intérieur du plénum éclatent en raison des changements de pression, fournissant de l’air comprimé qui peut être alimenté par un autre tuyau pour alimenter les forges, les coups de bélier et d’autres mécanismes. Une fois que les bulles d’air éclatent, la pression hydrostatique dans le tuyau diminue, le tuyau monte et le processus se répète.
La diminution de la pression hydrostatique combinée à la libération d’air comprimé entraîne l’évacuation d’eau nécessaire pendant la phase de traitement final d’un système de tuyau. Des tuyaux sortent de l’eau lorsque la pression chute, afin de pomper l’eau dans le cours d’eau. Chaque étape du processus se répète et se chevauche, fournissant un approvisionnement constant en air comprimé. Bien qu’elles soient cohérentes en termes d’alimentation, la force ou la pression d’alimentation en air comprimé n’est pas toujours aussi cohérente.
L’utilisation d’un système de tuyau a contribué à changer l’emplacement des opérations de travail du fer à l’époque romaine. Plutôt que de se concentrer sur les approvisionnements pour les incendies et donc de localiser les forges à proximité des forêts ou des approvisionnements en charbon, les opérations pourraient plutôt se concentrer sur la production d’électricité. Naturellement, les forges ont ainsi été rapprochées des ruisseaux et autres plans d’eau avec un bon courant afin de profiter des systèmes de chute d’eau comme un tuyau. De nombreuses améliorations au cours des siècles sont venues de la modification des systèmes hydrauliques utilisés dans les moulins et autres industries.