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Systèmes de pompage

Optimisation des systèmes de pompage :
Trucs et astuces



Plusieurs bureaux d’études et fabricants ont procédé à des analyses sur des systèmes de pompage. Il en est ressorti qu’en procédant à certaines améliorations, il était possible d’économiser jusqu’à 70 % de la consommation énergétique des pompes.

Si certains ajustements génèrent un retour sur investissement rapide, d’autres ne sont utiles que lorsqu’il est absolument nécessaire de remplacer les pompes ou de renouveler l’installation. Pour vous, nous avons récapitulé ci-dessous un certain nombre d’astuces et de points importants qui vous permettront de réaliser des économies d’énergie.

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La sélection des pompes

La courbe de pompe

L’illustration ci-dessous représente une courbe de pompe. Cette courbe reflète la relation qui existe entre la hauteur de refoulement et le débit. Afin de sélectionner la pompe adéquate, il est primordial de connaitre la caractéristique du système. Cette caractéristique indique le rapport entre le débit s’écoulant dans le système et la perte de pression dans le système (statique et dynamique).

Le point d’intersection entre la courbe du système et la courbe de la pompe correspond au point de fonctionnement de la pompe. Il est important que ce point de fonctionnement se trouve dans la zone d’application de la pompe. S’il se trouvait trop à gauche ou trop à droite, cela pourrait affecter la durée de vie de la pompe. Dans l’idéal, la pompe sélectionnée doit se trouver le plus près possible du "point d’efficacité maximale", comme c’est le cas pour la courbe de système A de la figure ci-dessous.

Courbe de pompe

Si le point de fonctionnement se trouve très à gauche ou très à droite sur la courbe de pompe (courbe de système B sur la figure), cela signifie que la pompe est utilisée hors de sa zone de fonctionnement. Ceci entraîne un faible rendement de la pompe, qui doit supporter des charges inadéquates et voit ainsi sa durée de vie réduite.

C’est la raison pour laquelle la détermination des caractéristiques du système représente une étape primordiale du processus de sélection d’une pompe. Des études ont montré que dans de nombreux cas, le point de fonctionnement est très éloigné de la zone d’utilisation optimale de la pompe. Outre une consommation d’énergie plus élevée, la pompe s’use alors plus rapidement, ce qui réduit sa durée de vie utile.

L’électromoteur

Les pompes sont entraînées par un électromoteur. Outre la classe d’efficacité, il est important de savoir que le rendement d’un électromoteur peut fortement baisser, en particulier lors du fonctionnement à charge partielle. Le rendement des moteurs est indiqué par leur classe IE. Par conséquent, lorsqu’une pompe doit être remplacée, il est conseillé (et rentable) de remplacer l’électromoteur par un électromoteur de la classe IE la plus élevée possible.

Le rendement de la pompe

Au même titre que l’électromoteur, la pompe affiche elle aussi un certain rendement. En sélectionnant une pompe de manière judicieuse (corps de pompe adapté au diamètre de la turbine) il peut être possible de réaliser d’importantes économies d’énergie. En outre, la charge sera transmise à la pompe de manière optimale, pour une durée de vie prolongée.

Le réglage

Un système de pompage peut être réglé de différentes manières. Sélectionner le réglage approprié permettra de réaliser des économies d’énergie, tout comme le fait d’ajuster les capteurs de manière optimale.

Le contrôle du régime

De nombreux systèmes sont dotés de vannes de régulation qui permettent d’influencer le débit de l’eau. Ces vannes de régulation opposent une résistance, ce qui fait d’elles de véritables gouffres énergétiques. En dotant le système d’un variateur de fréquence, il est possible d’influencer la capacité de la pompe afin d’obtenir un résultat équivalent tout en perdant moins d’énergie.

En contrôlant le régime de la pompe, il est possible de modifier la courbe de la pompe et donc de décaler le point de fonctionnement sur la courbe du système. Ceci permet d’adapter la capacité de la pompe en cas de modification du système. La figure ci-dessous illustre ce point.

Le contrôle du régime

En cas de contrôle du régime, il est important de veiller à ce que la courbe du système et la courbe de la pompe concordent bien l’une avec l’autre, à pleine charge comme à charge partielle.

Le point de consigne

De nombreuses pompes dotées d’un dispositif de contrôle du régime sont réglées sur la base d’une pression fixe ou d’une différence de pression fixe. La manière la plus simple de réaliser des économies consiste à faire baisser le point de consigne lorsque cela est possible. Il est également possible d’équiper l’installation d’un dispositif de régulation dynamique de la pression, qui adaptera le point de consigne relatif à la pression en fonction du débit nécessaire. Ceci peut être fait en équipant un système SCADA.

Un agencement maître/esclave

De nombreux systèmes comptent plusieurs pompes montées en parallèle et dotées d’une commande de marche/arrêt ou d’un dispositif de contrôle du régime. En prenant soin d’identifier au préalable les caractéristiques des pompes lorsqu’elles fonctionnent de manière indépendante ou simultanée, il est possible de mettre en place une stratégie de déclenchement judicieuse qui permettra de bénéficier en permanence de la combinaison pompes/régime la plus efficace.


Le système

Chaque système est unique, et un système correctement conçu peut permettre de réaliser d’importantes économies d’énergie. Il importe pour cela de garder certains points à l’esprit lors de la conception du système :

Diamètre du tuyau - Le diamètre de tuyau sélectionné aura une influence sur la vitesse de débit et sur la résistance (perte de pression) du système, et donc sur l’énergie nécessaire au fonctionnement de la pompe. Souvent, des tuyaux de diamètre insuffisant sont installés afin de limiter les frais d’installation.

Malheureusement, ceci se traduit par une consommation d’énergie supérieure durant toute la durée de vie de l’installation. Au contraire, en choisissant des tuyaux légèrement plus larges, il est possible de réaliser des économies d’énergie durant toute la durée de vie de l’installation. Ainsi, les frais d’installation plus élevés seront largement amortis dans de brefs délais.

Trop-plein - De nombreuses installations sont dotées de robinets de démarrage ou de vannes de régulation de pression qui permettent de maintenir un débit minimum dans le système en l’absence de baisse de niveau. Un trop-plein excessif provoque un pompage inutile de l’eau en continu, et donc une hausse de la consommation d’énergie. Il importe donc de veiller au réglage correct de ces vannes.

Robinetterie en amont et en aval de la pompe - Les raccords d’aspiration et de refoulement montés sur une pompe sont généralement plus petits que le diamètre de tuyau nécessaire. Il est donc nécessaire d’ajouter un réducteur. Une erreur courante consiste à monter la robinetterie entre le réducteur et la pompe.

La robinetterie coûte moins cher en raison de son petit diamètre, mais la rapidité du débit de liquide dans la robinetterie provoque une perte de pression supérieure (faible valeur kV). Cette perte de pression supplémentaire augmente la consommation d’énergie de la pompe. La figure ci-dessous illustre ce point.

Robinetterie

Lorsque l’on monte la robinetterie au niveau de la section de tuyau qui présente le plus grand diamètre, ceci augmente l’investissement initial pour la robinetterie, mais ce coût sera rapidement amorti grâce aux économies d’énergie réalisées par la suite.

Vous vous posez des questions sur les pompes, sur l’optimisation des pompes et sur les économies d’énergie ? Contactez nos spécialistes produits. Téléphonez-nous ou envoyez-nous un e-mail.


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