Plusieurs critères techniques guident la sélection optimale des pompes, en fonction de l’application et du type de fluide pompé. Voici les principaux éléments à considérer :
Type de pompe et application
- Les pompes sont classées en fonction de leur utilisation, comme les pompes pour eaux claires, eaux chargées, ou eaux usées.
- Le choix entre une pompe centrifuge, hélico-centrifuge ou à hélice dépend des caractéristiques hydrauliques requises. Les pompes centrifuges sont les plus courantes pour l’eau.
- Les pompes volumétriques comme les pompes à pistons ou à engrenages sont adaptées pour les produits visqueux.
- Les pompes auto-amorçantes sont utilisées pour les faibles débits et sont capables d’aspirer un mélange d’eau et de gaz.
- Les pompes submersibles sont conçues pour être immergées dans le liquide.
- Les pompes multi-étagées ou multicellulaires sont utilisées pour augmenter la pression.
Caractéristiques hydrauliques
- Le débit (Q) est un facteur essentiel, qui dépend de la vitesse de rotation de la pompe et qui est proportionnel à cette vitesse.
- La hauteur manométrique totale (HMT), qui est la pression que la pompe doit fournir pour vaincre les pertes de charge et élever le liquide.
- La pression est liée à la force centrifuge, au diamètre de la roue et à sa vitesse de rotation. Une pompe ne fournit une pression que si le réseau l’exige.
- Le NPSH (Net Positive Suction Head) est un facteur fondamental pour éviter la cavitation. Il faut s’assurer que le NPSH disponible (NPSHa) est supérieur au NPSH requis (NPSHs) par la pompe, avec une marge de sécurité. La hauteur de charge, les pertes de charge de l’aspiration, la masse volumique du liquide, la pression atmosphérique et la tension de vapeur influencent le NPSH disponible.
Viscosité et type de fluide
- Les pompes centrifuges sont limitées aux liquides peu visqueux, comme l’huile moteur à 30°C.
- Les pompes à pistons et à engrenages conviennent aux produits visqueux.
- Il faut choisir des matériaux adaptés à la nature du fluide pompé et à sa température, surtout pour les eaux chargées ou corrosives.
Vitesse de rotation
- Les pompes centrifuges doivent tourner vite pour transmettre de l’énergie au liquide.
- Les vitesses standards sont celles des moteurs asynchrones, par exemple 3000 tr/min ou 1500 tr/min en zone 50 Hz.
- La variation de vitesse permet d’adapter le débit et la pression aux besoins réels.
Matériaux et construction
- Les matériaux doivent être compatibles avec le fluide pompé.
- La roue est un élément clé dont la taille, la forme et les matériaux définissent les performances.
- Les pompes doivent être munies de systèmes d’étanchéité, comme des tresses ou des garnitures mécaniques. Les tresses sont moins coûteuses mais ont une durée de vie plus courte. Les garnitures mécaniques assurent une meilleure étanchéité.
- Les paliers doivent être lubrifiés correctement.
- Les brides d’aspiration et de refoulement doivent être dimensionnées pour la pression nominale.
Rendement et efficacité énergétique
- Il est essentiel d’optimiser le rendement de la pompe pour réduire la consommation d’énergie.
- Le point de fonctionnement optimal (BEP) est la zone où le rendement est maximal et où la pompe a la plus longue durée de vie.
- La variation de vitesse permet de réaliser des économies d’énergie significatives.
- Le choix du moteur est important, notamment en termes de classe de rendement.
Installation et maintenance
- Il faut respecter les conditions d’installation du fabricant, notamment en ce qui concerne l’aspiration.
- Il est préférable de concevoir une installation qui évite les problèmes d’aspiration, comme les vortex.
- L’installation doit prévoir des dispositifs de protection contre les transitoires hydrauliques (coups de bélier).
- Un entretien régulier et une maintenance prédictive sont nécessaires pour assurer la longévité de la pompe.
Autres facteurs
- Le niveau sonore de la pompe peut être un facteur à prendre en compte.
- La présence de poches d’air ou de gaz peut endommager la pompe.
- Il faut respecter les normes en vigueur et les réglementations locales.
En résumé, la sélection d’une pompe optimale nécessite une analyse détaillée des besoins de l’application, une compréhension des principes de la mécanique des fluides, et une connaissance des différents types de pompes et de leurs caractéristiques.