Le suivi sur site des performances énergétiques des groupes de pompage centrifuges

La consommation d’énergie et sa limitation est un des problèmes cruciaux actuels d’environnement. Parmi l’énergie consommée sur les installations de traitement, de distribution d'eau potable ou de collecte, les groupes de pompage centrifuges y participent pour une grande part (dans le monde entier, les pompes à elles seules consomment environ 20 % de l’énergie totale).

L'analyse globale des coûts du cycle de vie d'une pompe en milieu industriel (figure 1) permet d'identifier les postes importants sur lesquels l'utilisateur doit se focaliser avec en premier lieu l’énergie (pour 32 % environ) et la maintenance en seconde position (pour 20 %). On peut noter que le coût d’achat ne participe que pour 14 % de l'ensemble.

Rechercher à optimiser ces installations en limitant leur consommation énergétique et, par conséquence, dans un contexte de hausse tendancielle des coûts de l’électricité entraîne pour l’exploitant l’obligation de bien choisir ces équipements, de bien les entretenir et de bien les gérer.

Ces notions doivent être bien entendu étendues aux autres machines tournantes « énergivores » présentes sur les installations (compresseurs, surpresseurs, …).

Bien gérer ces équipements consiste, sur le plan hydraulique, à conserver, corriger ou améliorer le niveau optimal de consommation d’énergie car de nombreuses raisons expliquent que des groupes de pompage ne fonctionnent pas ou ne fonctionnent plus de façon optimale parmi lesquelles :

• La machine choisie n'est pas adaptée exactement aux installations dans laquelle elle fonctionne : correspondance entre la plage de fonctionnement Q-H de l’installation avec la plage Q-H de rendement optimal de la machine.
• Modification dans le temps des conditions de pompage (souvent suite à des modifications de réseaux).
• Maintenance insuffisante ou mal réalisée (lubrification, alignement, réparation, …).
• Choix technologique mal ou non adapté.
• Cavitation.
• Corrosion.
• Usure.
• Etc.

Ces mauvaises conditions de fonctionnement peuvent entraîner certaines anomalies comme des élévations du niveau vibratoire, d’échauffement, de bruit, d’usure,… et très souvent une baisse du débit de pompage.

À toutes ces conséquences vient s’ajouter de façon quasi systématique une baisse du rendement du groupe de pompage.

Un groupe de pompage doit donc être suivi de façon distincte :

• mécaniquement et
• hydrauliquement.

Différents outils sont disponibles pour réaliser le suivi mécanique (vibratoire, température, …) qui, associés aux bases de données (GMAO,…), permettent de tracer l’évolution mécanique de la machine durant sa vie ainsi que l’historique de sa maintenance. Il va de soi que l’on ne suivra pas de la même façon une « petite » et une « grosse » machine, celle possédant des secours ou une machine stratégique,…

On fera de même sur le plan hydraulique afin de détecter d’éventuelles baisses de performance qui engendreront inévitablement des surcoûts énergétiques (à volume pompé égal) qui peuvent se révéler importants.

Un contrôle régulier des performances des groupes de pompage permettra d’en observer les dérives et… de décider d’éventuelles interventions pouvant aller jusqu’au renouvellement de la machine.

L’importance moindre que revêt le rendement pour les petites et moyennes installations de pompage fera préconiser, lorsque cela est possible, une méthodologie de mesure simple, rapide et peu coûteuse.

Par contre, l’importance économique que peut présenter ce facteur sur les « grosses » installations pourra amener l’exploitant à choisir une méthode de suivi plus précise et plus fréquente.

Le présent article a pour but de présenter une méthodologie permettant d’analyser le niveau de performance des installations de pompage et leur évolution dans le temps ainsi que les pistes possibles d’économie d’énergie.

Rendement ou performance énergétique

Sur site, lorsque l’on parle de consommation énergétique d’un pompage, on ne peut faire la distinction entre la pompe et son moteur électrique. C’est donc le groupe de pompage que l’on devra contrôler et c’est de rendement groupe dont il faudra parler.

Rendement groupe (ηg) = Rendement pompe (ηp) × Rendement moteur (ηm)

Il est effectivement nécessaire de distinguer au minimum ces trois types de machines, les rendements des pompes ayant des moteurs associés étant sensiblement différents pour chacun d’entre eux pour un même débit pompé. Ils représentent d’autre part la grande majorité des machines rencontrées dans le métier de l’eau.

Le rendement est une notion qui devient alors un peu plus abstraite s’agissant d’un ensemble de deux machines accouplées. À cette notion de rendement, il est préférable de parler d’indice de performance énergétique ayant pour base des quantités familières et directement mesurables sur site par l’exploitant :

• la consommation d’énergie mesurée par le compteur d’énergie (kW) ;
• le volume pompé mesuré par le compteur d’eau ou le débitmètre (m³) ;
• la hauteur manométrique totale (Hmt) mesurée par des manomètres (mce : mètre de colonne d’eau, le bar étant lui-même égal à 10,2 mce).

Sur ce dernier point, il faut malheureusement signaler que cette mesure est souvent difficilement réalisable dans les petites installations de pompage assainissement (stations de refoulement) faute de piquages existants sur les canalisations permettant l’installation de manomètres.

Le rendement du groupe de pompage est alors traduit en indice de performance énergétique (Ipe) : W/m³/mce, qui correspond à l’énergie nécessaire au groupe de pompage pour élever 1 m³ de fluide à une hauteur de refoulement de 1 mce. Il existe bien sûr une relation directe entre cet indice et le rendement du groupe :

Rendement groupe = 2,725 / Ipe (avec 2,725 = 9,81 / 3,6)

Un rendement de 100 % (Rend = 1) correspond à un Ipe de 2,725 W/m³/mce, valeur minimale que pourra prendre cet indice.

Sur la base des informations techniques provenant des principaux constructeurs de pompes et de moteurs électriques européens, il a pu être établi plusieurs courbes « objectif » pour cet indice de performance en fonction du type de pompe et de leur débit. Plusieurs milliers de données ont ainsi été traitées pour les réaliser. On distinguera trois courbes « objectif » différentes :

• groupes de surface « eau claire » constitués de pompes de surface associées à des moteurs électriques de type standard ;
• groupes immergés type forage ;
• groupes submersibles assainissement.

Sur chaque graphique sont implantées les courbes « objectif » groupe neuf et groupe usagé « fin de vie » (calculées à partir d’une évaluation des pertes de performance dues à l’usure normale des machines).

Il va de soi que l’indice de performance obtenu pour un groupe ou une installation de pompage doit se situer dans le périmètre rapproché de ces courbes. On pourra apprécier également la position de l’indice obtenu en fonction de l’âge du matériel installé : des machines neuves devront normalement se trouver près de la courbe inférieure et, en fonction de leur âge, s’en écarter pour atteindre la courbe supérieure en « fin de vie ».

Il conviendra de surveiller la véracité des données avec la cohérence des résultats obtenus : un résultat trop bon (inférieur à 3,2 W/m³/mce pour des groupes de surface) montrera l’incohérence des données – a fortiori pour un petit groupe de pompage qui descendra difficilement au-dessous de 4 W/m³/mce.

De la même façon, des variations successives d’indice trop importantes sur une même installation pourront indiquer des données non fiables.

Lors d’un choix de matériel neuf, il est facile de contrôler les performances annoncées par un fournisseur en calculant l’indice de performance et en le comparant à ce que l’on devrait obtenir à l’aide des courbes objectif.

Suivi des performances : méthodologie

On distinguera deux types d’installations :

• Type I : les stations de pompage qui n’ont

quasiment que pour seul consommateur d'énergie les groupes de pompage qui y sont installés.

• - Type II : Les autres installations de pompage où il existe d’autres consommateurs d’énergie importants (c’est le cas généralement des usines de traitement d’eau) comme des surpresseurs d’air, des ozoneurs, etc., les installations de pompage importantes, les installations particulières...

a) Cas des stations de type I

Pour celles-ci, hors saison hivernale où la consommation des chauffages électriques peut « polluer » l’évaluation de la consommation d’énergie des groupes de pompage (dans ce cas, il suffira de ne choisir pour les bilans que les périodes annuelles où le chauffage électrique est arrêté), on peut considérer que la totalité de la consommation électrique de la station est affectée aux pompes (le reste étant négligeable : éclairage, éventuelle installation de dosage de désinfectant, télétransmission, armoires électriques, ...).

Il suffit alors sur une même période annuelle (le mois, le semestre, ...) de calculer l’indice de performance énergétique Ipe en divisant la consommation d’énergie relevée au compteur sur cette période par le volume pompé relevé sur cette même période et par la Hmt de l’installation (donnée connue de l’exploitant ; s'il existe quelques faibles variations, on évaluera la Hmt moyenne ; s'il existe des variations trop importantes, l'installation pourra être classée en type II).

En fonction du type, de l’âge et du débit des pompes installées (et non du débit de la station, en cas de pompes de débits différents on pourra déterminer un débit moyen calculé au prorata des heures de marche), on pourra alors comparer l’indice calculé avec l’indice objectif et en déduire rapidement l’état de performance énergétique de l’ensemble des groupes de pompage qui ont régulièrement fonctionné durant la période considérée.

Exemple 1 : une station de pompage d’eau potable (station de type I) a consommé 49 790 kWh sur une période d’un mois pour produire 251 360 m³ à une Hmt de l’ordre de 52 mce.

Elle est constituée de 3 groupes de pompage de surface neufs (P1, P2, P3) de 350 m³/h chacun dont seuls 2 groupes (P1 et P3) ont fonctionné régulièrement durant la période considérée à raison d’environ 11 h 30 par jour en moyenne. Le calcul de l’indice Ipe conduit à une valeur de 3,81 W/m³/mce.

Un point d’abscisse 350 m³/h et d’ordonnée 3,81 W/m³/mce a été reporté sur la figure 3. La position du point montre que la station obtient un assez bon indice de performance (objectif à 3,6 pour des machines neuves) et qu’en conséquence nous pouvons affirmer que les 2 groupes P1 et P3 qui ont contribué au calcul de cet indice ont également d’assez bonnes performances. Ce résultat devra être confirmé par plusieurs contrôles successifs.

On pourra sur d'autres mois contrôler de la même façon les groupements P2+P3 et P1+P2.

Exemple 2 : une station de pompage d’eau potable (station de type I) a consommé 100 064 kWh sur une période de 6 mois (avril à septembre) pour produire 415 825 m³ à une Hmt de l’ordre de 47 mce.

Elle est constituée de 2 groupes de pompage de surface en milieu de vie (P1, P2) de 210 m³/h chacun fonctionnant en alternance et en secours l’un de l'autre 11 heures/jour. Le calcul de l’indice Ipe conduit à une valeur de 5,12 W/m³/mce.

Un point d’abscisse 210 m³/h et d’ordonnée 5,12 W/m³/mce a été reporté sur la figure 4. La position du point montre que la station obtient un mauvais indice de performance (l’objectif étant d’environ 4 W/m³/mce) et qu’en conséquence nous pouvons affirmer (après confirmation sur plusieurs mesures) que la station a de mauvaises performances (il reste à montrer si c’est un seul des deux groupes ou les 2 groupes de pompage qui sont concernés par ce mauvais résultat en préconisant des mesures mensuelles sur la...

station avec seulement P1 ou P2 en fonctionnement).

Analyse des résultats

L'analyse des résultats avec ce type de suivi pourra permettre de conclure :

1er résultat possible :

Sur l'exemple 1, P1 et P2 obtiennent d'assez bonnes performances, cela signifie qu'hydrauliquement, ces deux machines sont assez bien adaptées aux conditions de pompage qu'on leur prescrit.

Malgré tout, s'agissant de groupes neufs, il aurait peut-être été possible de trouver lors du choix sur le marché des pompes encore mieux adaptées afin d'atteindre l'objectif, voire se situer un peu au-dessous (il est rappelé que la courbe est obtenue en moyennant des données de pompes et moteurs du marché, il est donc théoriquement possible d'en trouver pour se situer sur la courbe, voire se placer au-dessous de la courbe).

Ainsi, lorsque l'on a obtenu une machine à l'objectif, on pourra affirmer le moment venu pouvoir la renouveler à l'identique (si mécaniquement elle convient). De façon corollaire, on pourra aussi démontrer que le renouvellement programmé d'une pompe pourrait être reporté si son indice de performance reste à l'objectif et si son état mécanique reste acceptable.

2ème résultat possible :

Une surveillance régulière de l'indice de performance d'une station à partir des relevés d'énergie consommée et de volume pompé (sans faire de mesures particulières sur site) permettra d'en observer l'évolution dans le temps, y compris éventuellement de chacun des groupes de pompage, en réalisant des recoupements des résultats en fonction des séquences de pompage.

On pourrait ainsi s'apercevoir dans l'exemple 1 que le fonctionnement du groupe P2 entraîne une augmentation de la valeur de l'indice indiquant ainsi une performance moindre de cette pompe comparativement à ses « collègues » ; cela pourrait entraîner la décision par l'exploitant de privilégier le fonctionnement des deux autres groupes, entraînant ainsi à peu de frais des économies d'énergie.

Cette méthode va donc permettre une classification de la performance des pompes appartenant à une installation donnée et, par la même, des niveaux de priorité dans le renouvellement.

3ème résultat possible :

En cas de mauvais indice obtenu, comme dans l'exemple 2, l'écart entre le Wh/m³/mce calculé et l'objectif permet d'évaluer l'économie potentielle d'énergie réalisable sur l'installation si, idéalement, l'objectif était atteint (par modification des conditions de pompage, modification ou renouvellement du matériel, ...). Cette évaluation permet à l'exploitant de juger de l'opportunité économique d'aller plus loin dans sa recherche d'optimisation. Pour l'exemple 2, le calcul de cette évaluation sera le suivant :

Économie d'énergie annuelle évaluée = (5,12 − 4) × 47 mce × 210 m³/h × 11 heures × 365 jours / 1000 = 44 383 kW

Soit environ 3 100 € / an d'économie (à 0,07 € le kWh d'électricité acheté).

Les stations de faible débit ou de faible Hmt, ou encore ayant un faible temps de fonctionnement, conduiront évidemment dans la plupart des cas à une décision négative au vu du peu de gain à récupérer. Les cas d'école pris en exemple sont relativement simples à résoudre ; il sera plus complexe de le faire avec une station comportant un nombre plus important de pompes associées à des régimes de fonctionnement variés. Il sera alors souvent nécessaire de réaliser une campagne de mesures sur site (débit, Hmt, puissance électrique absorbée moteur) dans les diverses configurations de marche des pompes pour en déterminer leurs performances ; c'est ce que l'on fera pour les installations de type II (voir b).

Cas particuliers :

• Les stations de pompage à vitesse variable : il s'agit principalement des pompages qui alimentent en direct des réseaux de distribution où il est nécessaire de réaliser une régulation de pression au refoulement. Dans ce cas les performances obtenues, même avec des pompes bien dimensionnées, sont plus faibles que celles obtenues avec une station classique à vitesse fixe fonctionnant sur un point ou une faible plage de fonctionnement (toujours en considérant des pompes bien dimensionnées). Il faut donc établir pour l'indice de performance Ipe un objectif un peu plus élevé (de l'ordre de 1 à 2 W/m³/mce) que ceux recherchés pour les installations à vitesse fixe.

• Les installations de pompage assainissement : un certain nombre d'installations de pompage ne possèdent pas les équipements nécessaires à l'obtention des données permettant l'évaluation de leurs performances. C'est le cas de la majorité des stations de pompage d'assainissement (absence de comptage des volumes pompés, méconnaissance des Hmt — absence de piquages pour les mesures de pression).

Dans ce cas, le contrôle des performances de la station impliquera des mesures sur site lorsque cela sera possible ; elle fera alors partie des stations de type II.

b) Cas des stations de type II

Ce sont toutes les installations de pompage où il sera décidé de réaliser le suivi des performances à l'aide de mesures directement effectuées sur le site. Ce sont :

• Les installations où il est impossible d'appliquer la méthodologie décrite au a)

- Les installations comportant des équipements de pompage de puissance importante où on tiendra à réaliser un suivi le plus précis possible

Le but est d’obtenir ce même indice Ipe en W/m³/mce à l’aide :

- D'une mesure de la puissance active électrique absorbée par le ou les moteurs électriques.

- D’une mesure de débit d'une pompe (ou d'un groupement de pompes).

- D’une mesure de la Hmt.

Ces mesures devront être réalisées dans les conditions normales de fonctionnement des pompes, il sera effectivement inutile de mesurer un groupe de pompage en fonctionnement solo alors qu’il est utilisé usuellement en attelage avec d'autres groupes dans les conditions normales, le point de fonctionnement obtenu et donc les performances pouvant être très éloignées de celles réellement engendrées. Les analyses des mesures réalisées et les conclusions étant du même ordre que celles présentées au a.

Remarque

Pour les installations de pompage importantes équipées de groupes de pompage de moyenne et forte puissance, il sera opportun d’installer un Wattmètre en armoire (mesure de la puissance active délivrée au moteur) pour chacun des groupes de pompage.

Les pistes principales d’économie d’énergie dans les stations de pompage

a) Choix de la pompe :

Le bon choix hydraulique de la pompe est sans conteste la première source d’économie d’énergie.

On constate malheureusement beaucoup trop souvent des surdimensionnements des pompes liés au vieil adage « qui peut le plus peut le moins », en pompage cela s'avère être un très mauvais calcul.

Ce surdimensionnement entraîne hydrauliquement :

- Un fonctionnement trop à droite de la courbe Q-H de la pompe avec un débit et une puissance absorbée plus importants que prévu et surtout un rendement pompe plus faible que prévu.

- Un risque plus important de cavitation et mécaniquement.

- Des vibrations et des échauffements plus élevés.

Sans compter bien sûr le surcoût d’investissement pour la machine et son environnement lié à ce surdimensionnement. Bref, beaucoup trop de conséquences négatives pour ne pas prendre beaucoup plus de soins dans les préconisations de choix du matériel de pompage.

En dehors du petit matériel pour lequel la solution la plus économique est souvent le renouvellement par une pompe mieux adaptée, les solutions pour retrouver un point de fonctionnement proche de la normale pourront être :

- Le vannage au refoulement, solution peu onéreuse en investissement mais non satisfaisante sur le plan énergétique (et non applicable en assainissement).

- La mise en place d'un variateur de fréquence calé sur une fréquence permettant de retrouver l’optimum énergétique, solution plus onéreuse en investissement mais beaucoup plus économique sur le moyen terme.

- Le changement ou le rognage de la roue ou des roues de la pompe. Solution intéressante mais pas toujours réalisable.

Et bien sûr :

- Du renouvellement par une pompe mieux adaptée.

Le choix technologique de la pompe a aussi son importance dans la recherche d’économie d’énergie, certains types de pompes ayant de meilleures performances que d'autres sur une gamme de débit donné. C'est plus lors de la conception que cette démarche doit être réalisée, les modifications hydrauliques internes à la station de pompage étant souvent bien trop importantes lorsque l'on veut changer de type de machine sur une installation existante. Exemple : on a vu souvent ces dernières décennies sur des installations (pompage sur bâche,...) le remplacement des groupes existants à ligne d’arbre (pompe immergée entraînée par une ligne d’arbre avec moteur en surface) par des groupes immergés de type forage installés en immersion dans la bâche. Un bilan énergétique comparatif de ces deux types de machine montrera un net avantage à la ligne d’arbre malgré son surcoût en investissement sans compter sa durée de vie plus élevée.

b) Sélection des pompes dans les diverses séquences de pompage

On a vu précédemment que la méthodologie proposée pour le contrôle des pompages permet de « classifier » les pompes d'une même installation en fonction de leur niveau respectif de performance et cela dans les divers régimes de pompage : pompage en solo, en attelage à 2, 3, … pompes. Sans envisager dans un premier temps le remplacement des matériels les moins performants, on peut contraindre par la modification du programme d’automatisme le fonctionnement des pompes les plus performantes, on peut ainsi atteindre des gains de 5 à 10 % sur certaines installations.

Il faut garder à l’esprit que mécaniquement, un groupe de pompage doit fonctionner un minimum de temps pour rester opérationnel (on préconise 1 à 2 heures en continu par semaine au minimum), c’est donc cet objectif que l’on pourra viser pour les groupes de pompage les moins performants pour leurs phases de fonctionnement minimales.

c) Choix des moteurs électriques

Le moteur est le second élément important constituant le groupe de pompage.

Son choix doit également faire l'objet d'une réflexion. Sur le plan énergétique et en dehors du choix technologique, on peut noter :

• - Choix de la puissance : la courbe de rendement d'un moteur montre qu’entre 75 % et 100 % de la pleine charge, son rendement reste quasi constant à son niveau maximal avec :

  • 3/4 à 4/4 de charge : de 0 à 1 % de rendement de moins qu’à pleine charge ;
  • 1/2 à 3/4 de charge : de 2 à 3 % de rendement de moins qu’à pleine charge ;
  • 1/4 à 1/2 de charge : de 6 à 15 % de rendement de moins qu’à pleine charge.

  On s’attachera donc à choisir la puissance nominale du moteur pour obtenir à vitesse nominale une charge entre 3/4 et 4/4 de la charge sur l'ensemble de la plage de fonctionnement utilisée par la pompe dans son application.

  Attention malgré tout au facteur de puissance qui est au maximum à 4/4 de la charge et qui se dégrade au fur et à mesure de la baisse de charge pouvant engendrer de la puissance réactive en excès.

• - Choix de la classe de rendement du moteur : il existe divers systèmes de classification de par le monde.

  En Europe, il existait jusqu’à peu de temps la CEMEP qui faisait référence aux classes Eff.1, Eff.2 et Eff.3 pour les moteurs de 1,1 à 90 kW ; Eff.1 étant la plus élevée. Elle a été remplacée par une norme internationale CEI 60034-30 publiée en octobre 2008 faisant référence aux classes IE-1, IE-2 et IE-3, classement par ordre progressif de niveau de rendement atteint et cela pour la gamme de puissance de 0,75 à 355 kW avec une mise en place échelonnée dans les divers pays européens (en France par exemple, à compter de juin 2011, le rendement de ces moteurs ne pourra être inférieur à l’IE-2…).

  IE-1 : rendement standard (proche de Eff.2) ;IE-2 : haut rendement (proche de Eff.1) ;IE-3 : rendement « premium ».

  Exemple pour un moteur de 11 kW en 2 pôles (3000 tr/min) :IE-1 : rendement mini 87,6 % ;IE-2 : rendement mini 89,4 % ;IE-3 : rendement mini 91,2 %.

  Le choix de la classe de rendement du moteur va permettre de gagner de précieux points de rendement ; un choix du meilleur rapport rendement/prix d’achat pour le moteur devra donc être réalisé.

Moteur électrique : réparer ou remplacer ?

Il faut également tenir compte de la perte de rendement lors de la réparation d’un moteur :

• - Un rebobinage moteur fait perdre environ 1 % de rendement ;
• - Les moteurs neufs ont de meilleurs rendements que les anciennes générations de construction.

Ces deux éléments font pour les petites et moyennes puissances (jusqu’à 45 kW) souvent pencher la balance en faveur de l'achat neuf malgré un moindre investissement pour la réparation pour les moyennes puissances.

d) Utilisation d’un démarreur électronique

L'utilisation des démarreurs électroniques est largement répandue, à juste titre, pour limiter les courants d’appel lors des phases de démarrage des moteurs électriques.

Il est installé dans la plupart des cas sans shunt, le démarreur restant en série sur l’alimentation du moteur en dehors des périodes de démarrage et d’arrêt, ce qui provoque une consommation d’énergie de l’ordre de 1 % de la puissance transitée. L'utilisation d’un shunt bypassant le démarreur en dehors de ces périodes est donc recommandée, ce dernier permettant de conserver les possibilités de mesure et de protection électrique qui sont intégrées au démarreur.

e) Utilisation d’un variateur de fréquence électronique

L'utilisation des variateurs de fréquence en pompage est maintenant largement répandue et devrait l’être encore davantage. Elle est tout à fait justifiée lorsqu’une régulation (en général sur la pression, le niveau ou le débit) est nécessaire. Pour ces applications et si la pompe est bien choisie, l'économie d’énergie est au rendez-vous comparativement au pompage à vitesse fixe et ses éventuelles régulations d’un autre âge (vannage, variateur mécanique…).

L'utilisation de variateur de fréquence tend malheureusement à se généraliser aussi à des cas où elle n’est pas ou peu nécessaire, entraînant de ce fait un surcoût énergétique très important, objectif contraire à celui recherché.

À pleine charge, c’est une consommation d’énergie pouvant aller jusqu’à 5 % de la puissance transmise qui sera utilisée par le variateur à laquelle il faudra ajouter un rendement de la pompe souvent loin de l’optimum conduisant à un bilan énergétique déplorable.

La variation de vitesse n'est pas la solution à tout, son usage doit donc rester adapté au contexte et à la nature du problème à résoudre.

f) Dimensionnement des organes hydrauliques

Cette rubrique concerne plus la phase d’étude du dimensionnement de l’environnement hydraulique de la pompe avant réalisation, intervenir sur l’existant pour le modifier étant beaucoup plus délicat.

Le sous-dimensionnement avec pour objectif une économie souvent mineure sur l'investissement n’est vraiment pas un bon calcul quand on sait que la station de pompage est prévue pour fonctionner 30, 40, 50 ans. Aussi, un juste dimensionnement doit être la règle en adoptant par exemple des vitesses de circulation les plus basses possibles tout en garantissant l'autocurage.

Exemple : en fonction du débit transité, le juste dimensionnement d’un clapet anti-retour provoque une perte de charge de l’ordre de 0,5 mce ; réduire son diamètre pour le même débit transité va entraîner une perte de charge accrue (2 ou 3 mce).

Conclusions

Les installations de pompage sont gourmandes en énergie ; elles le seront d’autant plus sans évaluation régulière de leur performance.

Un suivi de ces équipements est indispensable pour maîtriser et optimiser cette dépense énergétique.

Ce suivi permettra de classifier par ordre d’importance le niveau « énergivore » des groupes de pompage installés et par la même d’aider à la gestion de la station de pompage et orienter si nécessaire la décision de renouvellement de matériel.

En dehors des groupes de pompage et de leur choix, il est possible également d’agir sur l'environnement de la pompe pour réaliser certaines économies d’énergie. Maîtriser tous ces éléments permet d’atteindre la juste consommation d’énergie.