La réponse au bouchage de pompes se traduit bien souvent par un recours aux pompes dilacératrices. Leur efficacité est indiscutable sur certaines applications. Mais la question du bouchage relève plus d'une question de situation de la pompe au sein d'un réseau que de la technologie de la pompe elle-même. La solution au bouchage est d'abord affaire de réflexion. Cela étant, les technologies capables de réduire, voire d'éliminer, ce risque progressent.
Réalisé par , Technoscope
La réponse au bouchage de pompes se traduit bien souvent par un recours aux pompes dilacératrices. Leur efficacité est indiscutable sur certaines applications. Mais la question du bouchage relève plus d’une question de situation de la pompe au sein d’un réseau que de la technologie de la pompe elle-même. La solution au bouchage est d’abord affaire de réflexion. Cela étant, les technologies capables de réduire, voire d’éliminer, ce risque progressent.
Tout à l’égout !
L’époque où cette expression s’est popularisée était bien différente de la nôtre : pas d’objets jetables, peu d’objets jetés car beaucoup de réutilisation et de recyclage, et surtout un nombre limité de matériaux comme les papiers et cartons, tissus, métaux, bois. Les non-tissés n’existaient pas, pas plus que les plastiques de toutes sortes que nous connaissons aujourd’hui.
En outre, le pompage jouait un rôle moins important qu’à notre époque.
Aujourd’hui, les produits jetables sont la règle, notamment pour tout ce qui touche à l’hygiène qui repose souvent sur des non-tissés fibreux réalisés en polymères, lesquels ne se délitent pas comme du papier : lingettes, couches, essuie-tout, serviettes, etc. De plus, les réseaux d’assainissement sont souvent considérés comme des poubelles, ce qu’ils ne sont pas, et l’on retrouve nombre de bouteilles, canettes et autres boîtes métalliques dans les canalisations d’eaux usées. Les photos d’objets retrouvés dans les réseaux d’eaux usées montrent l’incroyable diversité de ce qui s’y trouve. Résultat, les pompes sont sujettes à des bouchages. « Ce problème, relativement récent, est apparu il y a une quinzaine d’années et il est difficile à résoudre » affirme Frédéric Levallois de Grundfos. Un constat largement partagé par tous les constructeurs de pompes.
Le bouchage : un coût très élevé
Une matière est principalement responsable des bouchages : ce que l’on appelle les filasses, constituées de fibres qui se ré-agglomèrent, s’accrochent aux roues de pompes. Leur présence, de manière importante, réduit progressivement le passage libre donc la capacité de pompage, accroît la résistance à la rotation, jusqu’à la conséquence ultime : l’arrêt brutal, le dysfonctionnement de l’installation entraînant des stagnations, des odeurs, des débordements, et une intervention sur site. Ce sont alors des coûts de déplacement, d’intervention pour changer une pompe ou la réparer sur place. Pendant tout le temps où la pompe fonctionne en mode dégradé, la consommation d’énergie s’accroît, engendrant des coûts d’énergie supplémentaires. Claude Berthier, Responsable solutions clients chez Xylem explique : « un colmatage partiel fait chuter les caractéristiques dans le temps, entraînant de 10 à 25 % de perte sur le débit et jusqu’à 50 % sur le rendement et par la suite, une augmentation du temps de pompage. En outre, la recirculation des effluents dans le canal de la pompe provoque une attaque des matériaux de la roue comparable à de la cavitation ». Lui, tout comme les grands constructeurs de pompes, met l’accent sur le coût global de possession d’une pompe (Life Cycle Cost, LCC). Pour Jean-Michel Robin, Responsable Marché Eau France chez KSB, « Le coût d’achat représente de 10 à 15 %, la consommation énergétique de 40 à 60 % et la maintenance le reste. Pour les pompes en réseaux d’eaux usées, les arrêts liés aux bouchages représentent près de 10 % du coût global suite à diverses avaries ».
Dépasser la pompe pour raisonner à l’échelle du système de pompage
La question du bouchage des pompes dépasse largement la pompe elle-même. Il faut voir bien au-delà et raisonner système de pompage, c’est-à-dire depuis la génération initiale des eaux usées, jusqu’à la station de traitement elle-même, en considérant les matières à transporter, les volumes d’eau à déplacer, la topographie du réseau et sa nature (réseaux unitaire ou séparatif, voire mixte de fait). « Lorsque l’on crée un poste de relevage ou de refoulement, on ne sait pas s’il sera sensible ou pas à des phénomènes de bouchage. Chaque cas est un cas particulier. Dans les zones littorales, le sable est très présent ce qui rend l’eau très abrasive. Certains secteurs de réseau sont plus exposés que d’autres par la présence de certaines installations : hôpitaux, campings etc... » explique Jean-Michel Robin. Il faut aussi garder à l’esprit les aspects économiques du problème : la baisse du nombre des personnels d’intervention pour des raisons de coûts, la mise en balance d’une éventuelle surconsommation d’énergie annuelle acceptable dès lors que des interventions sur site sont évitées. Autre point, loin d’être anecdotique : la répartition des coûts au niveau du transport et du traitement des eaux usées influe directement sur le choix technique. Tout ce qui arrive en station d’épuration est à la charge de son exploitant. S’il existe des points de dégrillage sur le réseau, c’est l’exploitant de celui-ci qui supporte le coût des interventions de collecte de ces déchets et de leur élimination en centre spécialisé. Au coût direct d’intervention s’ajoutent les risques pour le personnel (voies de circulation, milieu confiné... etc).
La vitesse de circulation des eaux usées est un autre aspect important de l’exploitation d’un réseau. Insuffisante, elle génère des phénomènes de sédimentation qui posent des problèmes d’odeurs et des risques de formation d’H₂S. Un système de pompage séquentiel générera des vitesses importantes lors des vidanges. Il y a le relevage mais il y a aussi le refoulement, c’est-à-dire le relevage sur une grande distance qui entraîne des pertes de charges variables sur le linéaire. La performance de la pompe en termes de hauteur (HMT) doit être adaptée.
Déchiqueter ou pas ?
Au fil des ans, la réponse des fabricants de pompes aux problèmes de bouchages a consisté à développer de nouvelles hydrauliques : pompes à canal ouvert, monocanal, multicanal, pompes vortex, et l’addition de nouvelles fonctions à la pompe dilacératrice, broyeuse. Ces références répondent à des besoins précis ; les utiliser hors de leur domaine, c’est aller au-devant de problèmes.
Une solution pour éviter le bouchage consiste à diminuer la taille des objets grâce aux pompes dilacératrices. En plus du pompage, la roue découpe, déchiquette. Mais les couteaux s’usent, perdent peu à peu de leur efficacité et nécessitent un entretien régulier.
Autre inconvénient générique à cette solution : la réduction en petits morceaux qui traversent le procédé d’épuration et terminent dans les boues de la station. Leur utilisation agronomique risque de souffrir de ces multiples fragments ; ils sont inacceptables en lagunage.
La dilacération est assurée dans le corps de pompe ou en amont de celui-ci chez certains constructeurs comme le suisse Hany.
Xylem propose sa pompe F 3000, équipée d’une roue spéciale et d’un plateau dilacérateur qui déchiquettent les fibres et particules solides. Ces matières sont prises comme entre les lames d’un ciseau, entre la roue en forme de S à bords tranchants et le plateau à grande vitesse (la pompe tourne à 1 400 t/min). La plus grosse pompe de la série est équipée d’un limiteur de couple.
KSB, dans sa série Amarex KRT (DN 40 à 700), propose différents types de roues dont la roue S dilacératrice pour les eaux domestiques brutes contenant des matières filandreuses ; la gamme Amarex N couvre les DN 32 à 100 pour un débit maximum de 190 m³/h.
Grundfos propose ses pompes SEG équipées d’une roue dilacératrice avec un jeu ajustable à l’amont.
Landia (représenté par Atlantique Industrie) propose son modèle DG-I haute pression de pompe submersible dilacératrice pour refoulement sur de grandes distances et DGR-I moyenne pression ; la société propose la pompe Eradigator pour broyer en place par recirculation en poste de relevage.
Salmson a développé la Mini SDL submersible dilacératrice avec roue monocanal pour le relevage d’eaux chargées : DN 40 au refoulement, 15 m³/h.
Le broyeur-dilacérateur M-Ovas de Netzsch trouve lui aussi son utilité lorsque des particules solides peuvent remettre en cause la fiabilité du process. Les matières solides contenues dans le produit pompé sont broyées efficacement, évitant ainsi toute obstruction.
Tsurumi Pump et sa filiale française CE2A proposent leur gamme C et CR grande hauteur. Cette pompe hacheuse est munie d’une turbine spéciale à canal en fonte au chrome avec des lames de carbure de tungstène qui coupent tous les corps étrangers, fibreux ainsi que les objets durs tels que canettes ou bouteilles.
L’obstruction de la tuyauterie et des équipements placés en aval. Le débit peut atteindre jusqu’à 300 m³/h pour les eaux usées et boues contenant jusqu’à 7 % de matières solides. Deux tailles sont disponibles en fonction du débit requis.
Autre dispositif proposé par Netzsch, le dilacérateur à arbre double Taskmaster. En fonction de l’application, les débits s’échelonnent de 1 à 270 m³/h pour une teneur en matières solides jusqu'à 10 %. Ce dilacérateur est autonettoyant grâce aux différentes et très lentes rotations des arbres.
Les broyeurs à couteaux de type Muncher répondent à la fois aux problématiques de bouchage des pompes centrifuges en assurant des tailles de déchets inférieures à 20 mm tout en permettant la suppression des dégrilleurs impliquant une exploitation des déchets. L'ensemble de la gamme proposée par Axflow permet aux exploitants d'installer ces équipements en poste de relevage, en canal ou sur canalisation afin de s'adapter au mieux à leurs contraintes en supprimant les coûts de génie civil inhérents à certaines installations.
Le constructeur japonais Tsurumi Pump et sa filiale française CE2A proposent de leur côté leur gamme C et CR grande hauteur. Cette pompe hacheuse est munie d’une turbine spéciale à quatre canaux en fonte au chrome avec des lames de carbure de tungstène qui viennent couper tous les corps étrangers, fibreux ainsi que les objets durs tels que canettes ou bouteilles. Les matériaux employés limitent le problème d'usure prématurée de la turbine et donc la chute des performances.
Pour toutes ces pompes, les constructeurs ont développé des métallurgies pour accroître la résistance à l’abrasion, donc leur durabilité en service. « De telles pompes sont efficaces durablement si les matières à déchiqueter sont connues et s'il n'y a pas de sable, donc pour des réseaux bien séparatifs » précise Frédéric Levallois. Elles ont toutes leur place en amont de réseau, en sortie de maison ou d'immeuble directement sur l'effluent. Mais les matières broyées ne disparaissent pas, elles se retrouvent sous forme de fibres et de lambeaux qui pourront au fil du réseau se ré-agglomérer sous forme de filasses.
Panier broyeur, pompage en ligne, vortex : les alternatives à la dilacération
Une alternative à la pompe dilacératrice est le panier broyeur installé à l'arrivée d'eau brute dans la station de relevage à la place du panier dégrilleur classique. Il réduit en petits morceaux les objets nuisibles aux pompes submersibles situées en fond de station de relevage. C’est la solution proposée par Hydro Group avec son panier broyeur. La société propose aussi une plaque d'usure autonettoyante, disponible sur ses modèles Super T et Ultra V : la plaque concentre les solides et filasses au centre de la roue, les empêchant de s'enrouler sur les aubes. À noter qu’Hydro Group propose une large gamme de solutions de broyage et de séparation, en ligne ou en canal, protégeant les organes en aval, c’est-à-dire les pompes mais également les filtres-presse, centrifugeuses, etc. C’est une solution simple et efficace au remplacement des paniers dégrilleurs ou aux dégrilleurs automatiques.
Le Sludge Monster, commercialisé en France par HydroFluide, est un broyeur spécifiquement développé pour faire face aux filasses, déchets solides et autres graisses qui viennent boucher les installations. Il est équipé d’un moto-réducteur de 1,5 kW, entraînant deux arbres à une vitesse très faible, offrant ainsi un couple de broyage cinq fois plus important qu'un dilacérateur.
Le système BioCut de Vogelsang peut être utilisé aussi bien en traitement de l’eau que dans les unités biogaz, les abattoirs, l’industrie du papier, dans la chimie et dans bien d’autres domaines encore. Ces unités.
Roue Tube-S : sans compromis, tout en douceur.
Les ingénieurs de Grundfos auraient-ils trouvé la solution ultime contre le bouchage par les filasses ? Le lancement « en grandes pompes » à l’IFAT à Munich le 8 mai de la nouvelle Roue-Tube S a montré à quel point la société veut marquer les esprits. « Jusqu’à maintenant on corrélait diamètre de passage et probabilité de bouchage. En augmentant le diamètre, on pense éviter le bouchage, d'où les pompes de type vortex. Mais elles pêchent par leur faible rendement », explique Frédéric Levallois, directeur Grands Comptes. Les lingettes et non-tissés ont changé la problématique du bouchage et il faut se demander pourquoi ces objets se fixent sur les roues, donc remettre en cause certaines conceptions, éviter toute forme risquant d’accrocher ces fibres, sans sacrifier les performances hydrauliques.
« Avec la Roue-Tube S, il n'y a pas de compromis entre efficacité et libre passage. Les ingénieurs ont travaillé l'impulseur et cherché la forme la plus simple possible, la plus fiable. Un gros effort de simulation CFD (computational fluid dynamic) pour optimiser les écoulements, réaliser l’équilibrage dynamique de la roue en fonctionnement dans l’eau et pas dans l’air, et des essais de longue durée ont abouti à la solution présentée », poursuit Frédéric Levallois.
Selon Grundfos, le rendement de cette roue est l’un des meilleurs du marché. La roue ne présente pas d’angle, d’arête vive, de zone morte, donc un écoulement plus régulier avec moins d’abrasion potentielle. Très équilibrée, son niveau de bruit est très faible, ce qui sera apprécié pour des installations dans des immeubles. Avec un fonctionnement beaucoup plus doux, sans vibration, les roulements et joints sont moins sollicités et la durée de vie s’en trouvera allongée. La roue S-Tube, de passage 80 à 160 mm, sera montée sur les gammes de pompes SE et SL offrant une HMT de 70 mCE et des débits maximaux de 600 m³/h (puissance de 1 à 30 kW). Les moteurs de ces pompes sont de classe IE3, ce qui donnera des groupes de pompage avec une faible énergie spécifique (kWh/m³ pompé). Des installations opérationnelles ont déjà fait leurs preuves.
Tels « pompe & broyeur » par voie humide permettent d’éliminer les problèmes inhérents aux filasses, particules, agglomérats, déchets, graisses, etc. Les débits, couvrant une gamme de 3 à 600 m³/h, permettent de répondre à de très nombreuses demandes. Le résultat du broyage est calculé à la demande du client et peut atteindre des valeurs de quelques millimètres seulement. La plupart des réalisations reposent sur de la fonte ou de l'inox 316 L mais des alliages spéciaux peuvent être réalisés sur demande.
Hors broyage en ligne et dégrillage en réseau, les constructeurs ont imaginé des astuces au niveau des pompes et de la station pour faire passer tous les indésirables jusqu’en station. Un poste de relevage classique fonctionne en batchées : on laisse remplir et l'on vide de manière séquentielle. Une alternative à ce fonctionnement est le DIP Système de SIDE Industrie. Il assure le relevage direct des effluents en continu puisque le pompage s'adapte au flux arrivant grâce à un capteur et à la vitesse variable du groupe de pompage. Selon le constructeur, ce mode de fonctionnement favorise le passage des corps indésirables (pas d’accumulation). Le système autorise un montage en fosse sèche, ce qui est plus confortable et plus sûr pour l’entretien. Les pompes sont équipées de roues vortex ou de roues à canaux ouverts. Les systèmes DIP sont équipés de l'inversion de sens de rotation automatique sur augmentation de couple résistant, avant qu'un blocage ne survienne. Cette fonction incrémente un compteur de débourrages qui peut être consulté à l’exploitation. Cette fonction de débourrage peut aussi être activée par l’utilisateur en local, par un simple bouton-poussoir en façade de la commande. Au cas où une obstruction se formerait à l’entrée de la pompe, donc sans bloquer la rotation pour autant, le système est également équipé d’une fonction « anti-cavitation » qui modifie automatiquement les ordres de marche pour tenter d’exécuter des chasses répétées avec un niveau amont plus haut. Si, par contre, un objet encombre le refoulement du système de pompage ou bien l’admission d’effluent, la fonction de « sous-charge » modifie automatiquement les seuils de marche/arrêt pour tenter de le faire passer à l’aide d’un surplus de liquide. Un compteur en rend compte également à l’utilisateur. Enfin, depuis début 2012, toutes ces fonctions peuvent être activées suite à une analyse en ligne réalisée par un serveur web technique dédié aux stations DIP en service, et baptisé OmniDIP®, grâce à un boîtier optionnel sur la platine de commande.
« Parce que les bouchages, comme d’autres dysfonctionnements liés à la nature “incongrue” des eaux usées, peuvent être enrayés par des actions immédiates de fonctions choisies que le système DIP embarque déjà, nous proposons désormais cet outil inédit d’optimisations quasi instantanées, pour éviter des déplacements et des pannes coûteuses. »
teuses, ainsi que des dépenses énergétiques à nos clients, plus que jamais à la recherche d’économies », précise Stéphane Dumonceaux, PDG de Side Industrie. À noter que par le biais de l’OmniDIP®, des analyses de consommation W/m³ élevés sont également réalisées en continu et apportent la preuve chiffrée que le rendement moyen de la pompe elle-même n’est pas la clé en eaux usées, c’est la stabilité d'un système global à rendement maintenu et sans curages réguliers qui est source d’économies substantielles. L’économie électrique réalisée par une hydraulique fermée à haut rendement (+30 % par rapport à une hydraulique ouverte) peut s’évaporer au moindre bouchage, qui coûte en déplacement de véhicule, carburant et temps de main-d’œuvre (200 € HT en moyenne). D’autant que les pompes sujettes aux bouchages sont les petites sections de passage, donc nombreuses : les petites tailles, < 5,5 kW, donc de faibles puissances installées, qui consomment déjà peu (une pompe classique de 3 kW qui va tourner 5 h/j va consommer environ 45 €/mois d’électricité, et 31 €/mois si son rendement est amélioré de 30 %). Un seul bouchage dans l’année aura donc englouti de loin l’économie réalisée !
« Sur la base 0,10 € HT du kWh, et de 500 €/curage, le système DIP fait déjà économiser, de par l’absence de curage de fosse, l’équivalent de 15 MW/an, comparé à un poste avec rétention (immergé ou fosse sèche) qui devra être curé 3 fois par an en moyenne basse, indique Stéphane Dumonceaux. Selon nos clients, il est fréquent qu’une pompe à hydraulique fermée se bouche 3 fois dans l’année (sinon il faut lui adjoindre un dégrillage qui coûte encore plus cher à entretenir). Sur un poste comprenant 2 pompes de 3 kW chacune, ces bouchages vont donc coûter l’équivalent de 12 MW. Le pompage en ligne directe DIP + service OmniDIP ont donc toutes les chances de faire économiser en moyenne l’équivalent de 27 MW soit environ 2700 € HT/an et par poste de taille moyenne équipé. Alors que l’énergie économisée par une pompe immergée ou en fosse sèche classique à haut rendement risque, paradoxalement, de dégrader le bilan d'exploitation du poste équipé au premier bouchage. Sans parler du fait qu’elle a en moyenne 1,50 mètre de hauteur géométrique supplémentaire à élever par rapport au système DIP qui travaille dès le fil d’eau d’arrivée, ce qui équivaut déjà à une économie d’énergie élevatoire de 15 à 30 % pour tous les postes de relevage refoulant à une HMT < 10 mce, c’est-à-dire la majorité du parc des 90 000 stations recensées en France. »
Mais la solution la plus courante reste le poste de relevage séquentiel avec différents types de pompes, généralement en duo pour alterner et sécuriser le fonctionnement.
Les constructeurs ont tous des pompes vortex à leur catalogue. On leur reproche leur faible rendement, « inférieur à 50 %, plutôt de 30 à 40 % » selon Olivier Arnbruster, chef de produit de la division pompes submersibles chez Salmson. Mais ces pompes vortex ont l’avantage d’être quasi insensibles au bouchage par principe. Egger, avec son système Turo®, indique que la majeure partie (85 %) du fluide est transportée directement du tourbillon primaire au refoulement, seuls 15 % entrent en contact avec la roue. La roue étant en retrait du flux, le passage libre est large et les solides passent sans mal. Egger insiste sur la conception des carcasses à la géométrie spécialement adaptée à la roue vortex, ce qui offre un passage libre intégral tout en ayant des rendements et une hau-
Hauteurs de refoulement élevés. Ces pompes peuvent être installées en montage à sec ou immergé.
KSB propose de son côté des roues vortex avec un rendement supérieur à 60 %, sans bague d’usure, à grosse section de passage ne se bouchant quasiment pas. Jean-Michel Robin reconnaît que ce rendement, même bon, entraîne une certaine surconsommation. Mais sur de petites puissances, le surcoût à l’année ne dépasse pas quelques dizaines d’euros. Le surcoût doit être mis en regard de celui d'une ou de plusieurs interventions, et d’éventuels ennuis plus graves si la défaillance d'une pompe entraîne des débordements et un rejet au milieu naturel ! Or, la pompe vortex est très fiable. La vision globale du système est indispensable, la fiabilité passe avant la consommation.
La technique du Vortex dont Wemco a été l'initiateur dans les années 1950 est basée sur le principe du tourbillon creux. Le liquide est mis en rotation par la roue, aspiré puis refoulé en limitant au maximum le contact du fluide avec l'impulseur et le corps de pompe. Une conception simple utilisant peu de composants, des épaisseurs de fonderie plus importantes, un choix de matériaux adapté et un passage sphérique intégral lié à la technologie Vortex confèrent à ces hydrauliques robustesse et fiabilité.
Wemco a développé différents types de roue à effet Vortex. Les profils de roue bombée et à godets Wemco ont ainsi pour effet de détourner le produit du corps de pompe, de le canaliser vers le refoulement et ainsi de réduire l'usure. Cette conception exclusive, associée au refoulement tangentiel, est à l’origine de la résistance inégalée et du fonctionnement sans risque de bouchage.
La construction spéciale de la roue à vis centrifuge Hidrostal, commercialisée en France par Weir Minerals, permet de pomper les liquides chargés, en minimisant les risques de bouchage avec des rendements élevés approchant ceux des pompes à eau claire. Elle combine les avantages de la roue vortex, du pompage en douceur des pompes à vis et du rendement élevé des pompes centrifuges. La forme spécifique de la roue produit une action mécanique qui fonctionne comme une vis d’Archimède dans les liquides clairs. Dans les boues épaisses, slurries et liquides chargés, elle agit comme un tire-bouchon pour mettre en mouvement les solides et les contraindre à conserver leur vitesse de déplacement. L'action centrifuge engendre des courbes débit/hauteur descendantes se rapprochant de la verticale. Elle permet d’obtenir des courbes de puissance quasiment horizontales, ce qui élimine tout risque de surcharge des moteurs. Les actions vis et centrifuge combinées donnent à la roue Hidrostal un rendement élevé en minimisant les risques de bouchage. Le passage important et continu entre l'aspiration et le refoulement de la pompe permet de pomper des solides de grandes dimensions, même fragiles, avec un rendement élevé. Ces pompes peuvent être installées en montage à sec ou immergé.
De nouvelles hydrauliques pensées pour éviter les bouchages
Comment combiner un maximum d’avantages au niveau d’une pompe pour éviter le bouchage ? Les constructeurs répondent par des hydrauliques diverses. Chez Salmson, Olivier Armbruster cite la roue Solid « qui réduit fortement les prédispositions au bouchage par une géométrie optimisée et des coussins hydrostatiques à l’aspiration, sur lesquels les fibres glissent. Cette conception apporte un rendement élevé, de 72 à 81 % et un fonctionnement équilibré, qui divise par deux le niveau de vibrations. La conception bicanal apporte une large zone de bon rendement ce qui est utile si la pompe est munie d'un variateur de vitesse ». Cette roue s’installe à la place de roues existantes. Elle est disponible en design semi-ouvert sur des DN 80 et 100 (puissance 2,2 à 20 kW) et design fermé en DN 150 à 350 (puissance de 6,5 à 170 kW). À l'IFAT, Salmson a annoncé la disponibilité de la roue Solid sur toute sa gamme de pompes.
Sulzer Pumps Wastewater France propose de son côté un tout nou-
Un nouveau concept de roue nommé ContraBlock Plus. Cette roue semi-ouverte mono-canal se caractérise par une forte section de passage pour éviter les colmatages.
Le système ContraBlock Plus agit comme un dispositif anti-blocage composé d'une roue ouverte à une ou plusieurs aubes qui tournent au-dessus d'une plaque rainurée en spirale ; ce dispositif permet aux solides et aux fibres d'être transportés au travers de la pompe sans la bloquer. Les pompes submersibles XFP d'ABS, dotées de moteurs équivalents ou supérieurs au rendement premium IE3, disposent d'une hydraulique ContraBlock Plus assurant que le passage libre des solides ne soit jamais inférieur à 75 mm, de façon à procurer un niveau supplémentaire de protection contre le bouchage.
Sulzer Pumps Wastewater a investi plus de 5 000 heures-personnes en tests de blocage pour comprendre le contenu des eaux usées, repérer les conceptions disponibles et optimiser les roues utilisées dans la gamme ABS EffeX. En développant une gestion appropriée des filasses, Sulzer Pumps Wastewater garantit l'incidence de marché, une réduction du risque de pollution suite à des débordements, des risques d'interruption de fonctionnement chez le client et des coûts liés aux défaillances.
Claude Berthier vante les avantages de la roue N de Xylem (Flygt), lancée avant 2000 et qui en est à sa 5ᵉ génération, laquelle cumule des améliorations successives « avec pour souci constant de limiter la consommation d'énergie et les coûts liés d'exploitation ». En 2009, la société a lancé la roue Adaptive N qui améliore les caractéristiques autonettoyantes : la roue se déplace axialement de quelques millimètres pour évacuer des fibres et solides coincés. La roue est à deux canaux semi-ouverts avec bords d’attaque arrondis, une rainure de dégagement et différentes options (dents de requin, chopper, vis de gavage, couteaux).
95 % des besoins ; en option une fonte au chrome résistante à l’abrasion.
Une solution semble se dégager depuis quelques années : ne pas envoyer les objets indésirables dans la pompe et profiter de son refoulement pour les chasser plus avant dans le réseau.
Concrètement, au niveau du poste de relevage, un dispositif réalise le dégrillage de l'effluent ce qui protège la pompe ; le refoulement de celle-ci lors des phases de relevage (batchée) renvoie les solides retenus dans le dispositif dans la suite du réseau. Chez Salmson, c’est le système Emuport, lancé lors de Pollutec 2006 qui dispose d'un pot dégrilleur dont la maille est inférieure au passage de la pompe. « On utilise des pompes avec un rendement élevé (économies) donc plus de puissance pour chasser les matières du pot dégrilleur. Le montage est réalisé en fosse sèche » explique Olivier Armbruster.
KSB avec son AmaDS3 Dry Solid Separation System (6 à 120 m³/h) propose une solution comparable. « Avec une faible section de passage, le rendement est très élevé et la hauteur de refoulement atteint 90 m. À la différence des pompes dilacératrices, cette solution ne génère pas de petits morceaux indésirables en station d’épuration » précise Jean-Michel Robin. Les économies d’énergie sont importantes par rapport notamment à une pompe vortex. La forte hauteur convient pour le refoulement sur de longues distances. La redondance des principaux composants et l'installation à sec facilitent les interventions d’entretien.
Même principe chez Hydraustab avec son Splitbox qui peut rééquiper des stations existantes. Le flux arrivant passe par un séparateur qui retient les solides qui sont évacués pendant les périodes de pompage. Le système est entièrement mécanique, tout inox, sans électricité, sans automate, sans asservissement, et ne demande aucun entretien, aucun graissage, aucun réglage.
Le coût de cet appareil, surtout pour les petits débits, est à peine supérieur à la mise en place d'un panier de dégrillage traditionnel et est largement amorti en quelques mois. C’est d’ailleurs dans cette configuration avec des pompes à petites sections de passage, que le système amène une solution définitive au bouchage des pompes et donc à un allégement des coûts d’exploitation. Hydraustab commercialise le Splitbox depuis le début de l'année 2010 et compte à ce jour plus d'une centaine d’appareils installés dans des configurations très diverses.
Xylem met en avant sa vision système du pompage des eaux usées avec le concept innovant Flygt Experior™ qui assemble l'hydraulique N (de 9 à 200 kW) ou Adaptative N (puissances de 1,3 à 7,4 kW), un moteur rendement Premium (IE3) pour les puissances jusqu’à 70 kW, le tout commandé par le système de contrôle intelligent SmartRun™. La société annonce des économies d’énergie allant jusqu’à 50 % par rapport aux systèmes conventionnels marche/arrêt. « L'idée est d’optimiser l'efficacité spécifique du pompage, c’est-à-dire le ratio kWh/m³ pompé tout en prenant en compte l’efficacité du rendement sur le réseau de refoulement ce qui est essentiel avec des réseaux dissipatifs (grande longueur de refoulement) dont la perte de charge est variable. Le SmartRun™ se calera pour l’énergie spécifique la plus faible en conservant une vitesse de déplacement d’eau suffisante » explique Claude Berthier. D’autres fonctions existent comme des cycles de nettoyage si le système remarque une hausse du couple due à l’encrassement.
Grundfos, dans la commande de ses stations de pompage, intègre cette fonction de lavage et inversion ; l’inversion du sens de rotation décroche des filasses, les remet en suspension pour les évacuer. La société parie plus sur une hydraulique bien pensée évitant par nature ces problèmes.
