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Groupe EIER-ETSHER1
CoursPOMPES ET STATIONS DE POMPAGE
Denis ZOUNGRANACharg de cours 2iE Ouagadougou
Groupe EIER-ETSHER2
Les pompes et les stations de pompage
OBJECTIFS DU COURS
Dterminer les besoins de transfert en volume
Concevoir un systme adquat
Optimiser les cots de pompage
Conduire une station de pompage
Groupe EIER-ETSHER3
Les stations de pompage
METHODES ET MOYENS DE CONTROLE
Mthodes denseignement
Alternance de cours et TD
Une visite de terrain
Moyens de contrle des acquisitions
un contrle
Groupe EIER-ETSHER4
Les pompes et les stations de pompage
CONTENU DU COURS
Volume horaire 27h
Cours : 15h
Travaux dirigs : 10h
Contrle 2h
Groupe EIER-ETSHER5
Les stations de pompage
Contenu du cours thorique et TD
Squence Cours (h) TD (h)
Introduction 1
Les pompes centrifuges 2 1
Fonctionnement des systmes de pompage
4 4
Equipements des stations de pompage et les besoins dnergie
4 3
Elments de conception dune station de pompage
4 2
Groupe EIER-ETSHER6
Les stations de pompage Bibliographie J De Boissezon, J Djoukam, B Valibouse, Cours de stations de
pompage 1981, 150 pp + Annexes;
Association des hyginistes et techniciens municipaux: Les stations de pompage deau 5me dition, 418 pp, Edition TEC & Doc
M. A Morel, Exercices de mcaniques des fluides, T2 turbomachines-constructions graphiques, phnomnes transitoires, 382 pp, Edition Eyrolles 1994.
Cours de pompes et stations de pompage, Denis Zoungrana
Groupe EIER-ETSHER7
Ch. 1 Introduction: les transferts de volume
Groupe EIER-ETSHER8
Objectifs Matriser les diffrentes catgories de transfert de volume
Connatre les enjeux de transfert de volume
Savoir classer les machines lvatoires
Mots cls nergie cintique/Pression atmosphrique/nergie potentielle
Vis dArchimde
Pompe main
Pompe centrifuge
Les transferts de volume
Groupe EIER-ETSHER9
1. Les transferts de volume quel objectif?
Objectif: rendre leau disponible et partout suivant les besoins
Quantit deau
Pression
Trois catgories de transfert de volume
Le transfert par simple variation de la hauteur gomtrique ;
Le transfert gravitaire par une conduite force ;
Le transfert par groupe lectropompe.
Groupe EIER-ETSHER
2. Cot des transfert de volume Les transferts de volume cotent cher
40 60% des dpenses dexploitation en AEP
Ville ressource Consommation
Ouaga Eau de surface 0.52 kwh/m3
Bobo source 0.63 kwh/m3
Banfora Eau de surface 0.08kwh/m3
Manga forages 0.45 l/m3 -gasoil
Ncessit de
Optimiser le choix des installations
Rationaliser lutilisation des machines de transfert
Groupe EIER-ETSHER11
3. Les transferts de volume, quel enjeu?
Besoin croissant de transfert de volume
Concentration des populations
Besoin de confort des populations
Production vgtale
Energie ncessaire aux transferts de volume
Croissance des besoins nergtiques
Economie dnergie faire.
Groupe EIER-ETSHER12
4. Quest ce quune pompe?
Machine lvatoire servant lever le niveau dnergie dun fluide sans en faire varier ltat et la composition
Environnement de la pompe La gravitation
La pression atmosphrique
La nature du fluide
Mthode daction dune pompe Energie cintique
La pression
Energie potentielle
Groupe EIER-ETSHER13
Une pompe sert relever le niveau dnergie dans un systme donn en donnant la capacit:
Passer dun point bas vers un point haut partir dun plan deau
partir dun forage
Augmenter un dbit gravitaire
Augmenter la pression
4. Quest ce quune pompe?
Groupe EIER-ETSHER14
5. Classification des pompes
la classification suivant le mouvement de leau lintrieur de la pompe
Action sur lnergie potentielle ou daltitude : les pompes de capacit (roue augets, chane godets, vis dArchimde)
Action sur lnergie de pression : les pompes volumtriques (pompe main classique mouvement alternatif)
Action sur lnergie cintique : les turbopompes
Groupe EIER-ETSHER
5.1 Les machines lvatoires de capacit(Action sur lnergie potentielle)
Principe:
simple augmentation de la cte gomtrique
Exemple de pompe de capacit: La puisette
La pompe augets
La pompe chapelet
La vis dArchimde
Groupe EIER-ETSHER
5.2 Les machines lvatoires diffrence de pression
(Action sur la pression)
Principe de la diffrence de pression
principe de la diffrence de pression
pompe aspirante et pompe immerge
pompe foulante
Pompes piston dbit: 0.4 1.5 m3/h (cadence des coups)
hauteur d lvation: autour de 25 m
Pompes commande hydraulique hauteur dlvation: 60 m
Groupe EIER-ETSHER17
5.3 Les lectropompes(Action sur lnergie cintique)
Les avantages Transfert de grands volumes
Transfert sur de longues distances
Fourniture de pression rsiduelle si ncessaire
Les inconvnients Cot dexploitation
Ncessit de personnel qualifi pour lopration et la maintenance
La classification Pompes volumtriques
Turbopompes ou pompe centrifuges
Pompes hlico-centrifuges
Groupe EIER-ETSHER18
Ch. 1 Les pompes centrifuges
Groupe EIER-ETSHER19
Les pompes centrifuges
Objectifs: capacit de
Classer les pompes centrifuges
Dcrire les conditions de fonctionnement des pompes centrifuges
Mots cls
Roue dune pompe centrifuge
Vitesse de rotation
Axe dune pompe
Groupe EIER-ETSHER20
Quest ce quune pompe centrifuge?
Une pompe centrifuge agit sur lnergie cintique
Cest une fronde pour leau
Groupe EIER-ETSHER21
1. Classification des pompes centrifuges
On distingue trois types de turbopompes suivant le type de la pice tournante et le mode daction
Les pompes centrifuges simples
Les pompes hlices ou axiales
Les pompes semi-axiales
Groupe EIER-ETSHER22
1. Classification des pompes centrifuges
Les pompes centrifuges sont elles-mmes classes suivant :
le nombre de roues (mono.., multicellulaire)
la forme des aubes de la roue
la vitesse spcifique
la direction de l'axe (horizontale, verticale)
la position de la pompe par rapport l'aspiration
suivant le mouvement de leau dans la pompe, les pompes sont dites axe vertical ou horizontal.
Suivant linstallation du corps de pompe par rapport laspiration: immerges (forages), de surface (hors deau).
Groupe EIER-ETSHER23
Description dune pompe centrifuge
un distributeur
Une oue ou oeillard
Une pice tournante actionne par un arbre: la roue munie daubes
Un diffuseur pour la collecte de leau aprs acclration
Un divergent
Une coquille ou corps de pompe
2.Description dune pompe centrifuge
Groupe EIER-ETSHER24
2.Description dune pompe centrifuge
Pice matresse: la roue Plusieurs aubes
entranent leau Roue peut tre
ouverte demi-ouverte ferme
Le diffuseur est Lisse ailettes avec des
aubes fixes En colimaon ou volute
Le corps de la pompe
Cne ou divergent
Groupe EIER-ETSHER
3. Les types de roue des pompes centrifuges
Groupe EIER-ETSHER
3. Les types de roue des pompes centrifuges
Groupe EIER-ETSHER
3. Les types de roue des pompes centrifuges
Groupe EIER-ETSHER
3. Les types de roue des pompes centrifuges
Groupe EIER-ETSHER
3. Les types de roue des pompes centrifuges
Groupe EIER-ETSHER30
Ch. 2. Les caractristiques hydrauliques des pompes centrifuges
- les caractristiques hydrauliques- la modlisation des pompes
Groupe EIER-ETSHER31
Conception des stations de pompage
Objectifs Dfinir la hauteur dlvation dune pompe
Savoir applique les lois de similitudes des pompes
Dfinir le conditions de choix dune pompe
Mots cls Hauteur manomtrique totale
Vitesse spcifique dune pompe
Similitude de vitesse et/ou de fonctionnement
Capacit nette daspiration ou NPSH
Courbes caractristiques dune pompes
Groupe EIER-ETSHER32
Caractristiques hydrauliques des pompes
Groupe EIER-ETSHER33
Les constituants physiques de la pompe sont agencs de manire faire dcrire aux filets deau une trajectoire centrifuge et avoir
Une acclration progressive lentre de la pompe
Un ralentissement progressif la sortie de la pompe
Transformation de lnergie mcanique communique au liquide par la pice tournante en
nergie cintique, puis
Potentielle ou de Pression par la pice fixe ( de par sa forme)
1. principe de fonctionnement
Groupe EIER-ETSHER34
1. principe de fonctionnement
te
go Cg
V
g
PH
2
2
g
P
g
VV
.
Groupe EIER-ETSHER35
1. principe de fonctionnement
La rotation de la roue imprime l'eau entrane
une nergie cintique lintrieur de la pompe
Transformation en pression la sortie de la pompe
L'efficacit de cette transformation dpend de l'tanchit du corps de la pompe.
Groupe EIER-ETSHER36
2. Effets dune pompe centrifuge W, vitesse relative des
molcules deau
U, vitesse dentrainement des molcules deau par la roue
C, vitesse absolue des molcules deau
Groupe EIER-ETSHER37
Cr vitesse radiale Cu, Vitesse circonfrentielle
2. Effets dune pompe centrifuge
Groupe EIER-ETSHER38 U vitesse dentranement; Cu, Vitesse circonfrentielle; M, Moment des
actions appliques larbre.
)(sin gulirecrouediffuseureffn HH
g
UCUCH uueff
1122
g
UCUCQMP uu 1122
2. Effets dune pompe centrifuge
ms
ms
m
2
2
2
Groupe EIER-ETSHER39
3. La Hauteur manomtrique totaleHauteur fournie ou hauteur manomtrique Totale dpend de deux
paramtres (Q, N)Courbe caractristique de Rateau et Bergeron, Vitesse N constante
22 QNNHn
Groupe EIER-ETSHER40
Influence de langle de sortie de laube sur la courbe caractristique de la Hauteur nette ou HMT
3. La Hauteur manomtrique totale
Groupe EIER-ETSHER41
4. La puissance absorbe
Groupe EIER-ETSHER42
5. Le rendement de pompage
ep
e
pa
HMTQP
HMTQP
Groupe EIER-ETSHER43
6. La capacit daspiration dune pompe
Quest quune aspiration,
nergie potentielle due la pression atmosphrique
Aspiration au-dessus dun plan deau
Aspiration en dessous dun plan deau
La cavitation, phnomne li aux caractristiques du fluide
Description du phnomne
La cavitation est le phnomne de production de vapeur deau et derecondensation sous leffet de variation de la pression autour de latension de la vapeur deau. Elle produit des chocs trs violententrainant des corrosions mcaniques rapides et spectaculaires dela roue et du diffuseur de la pompe. Elle ne dsamorce pasdirectement la pompe.
Groupe EIER-ETSHER44
Les consquences de la cavitation
- chute brutale des courbes caractristiques (H, P, Rdt) aumoment de la survenue de la cavitation
- Introduction dair par les presses-toupes qui assure ltanchit
- dsamorage de la pompe si le phnomne persiste
6. La capacit daspiration dune pompe
Groupe EIER-ETSHER45
La matrise de la cavitation Aucune pompe ne peut aspirer dans un plan deau situ
en dessous de 7 m;
Disposition pour la protection contre la cavitation
Notion de Hauteur Nette Positive dAspiration
NPSH disponible (Net Positive Suction Head)
NPSH requis
6. La capacit daspiration dune pompe
Groupe EIER-ETSHER46
Mise en quation: Application de lquation de Bernoulli entre
le plan deau et la pompe
6. La capacit daspiration dune pompe
Groupe EIER-ETSHER47
- NPSH disponible > NPSH requis Pour viter la cavitation
La reprsentation graphique de la cavitation
6. La capacit daspiration dune pompe 16.03
Groupe EIER-ETSHER48
7. Les courbes caractristiques, retenir:HMT/ Rendement/ Puissance absorbe/Capacit daspiration
Groupe EIER-ETSHER49
Modlisation des pompes
Groupe EIER-ETSHER50
1. Rsultats de la thorie des turbomachines
Le dbit Q est proportionnel la vitesse de rotation
La hauteur effective dlvation est proportionnel au carr de la vitesse N
Le rendement est indpendant de la vitesse
22 QNNHn
Groupe EIER-ETSHER51
La vitesse spcifique Ns dune pompe est constante
Deux ou plusieurs pompes construites semblables ont des vitesses spcifiques identiques:
Ns =
1. Rsultats de la thorie des turbomachines
Groupe EIER-ETSHER52
2.Les similitudes de fonctionnement
Similitude de vitesse de fonctionnement: une pompe
Fonctionnement en similitude de vitesse:
Relation entre et dbits vitesses
Relation entre hauteurs et vitesses
Similitude mcanique: les pompes semblables
Fonctionnement en similitude mcanique
Angle de construction de la roue identique
Angles de construction du diffuseur identique
Proportionnalit des dimensions linaires (variation infrieure 12%)
Groupe EIER-ETSHER53
3. Fonctionnement en similitude de vitesse
Utilisation pratique Modification du fonctionnement dun pompe
Rseau de caractristiques dune pompe diffrentes vitesses
Consquence 1: Une pompe centrifuge peut conserver un excellent rendement en fournissant un dbit et une hauteur diffrents condition de modifier sa vitesse de rotation.
Rseau de caractristiques dune pompe diffrentes vitesses : il donne la possibilit dutiliser une mme pompe des vitesses variables, permettant ainsi den modifier le dbit et la hauteur dlvation.
Groupe EIER-ETSHER
4. Fonctionnement en similitude mcanique
Utilisation pratique des lois de similitude Construction de nouvelles pompes partir dune pompe existante
Diagramme de famille de pompes (dimension des roues)
Consquence 2: construction et essai de prototype par famille de pompes et dduction des caractristiques approximatives des autres de mme triangle de vitesse.
Procdure: Dimensionnement dune nouvelle pompe partirdune pompe existante: rechercher le point homologue devitesse, diamtre, dbit et hauteur dlvation mais avec unerduction de la roue de moins de 12 15%.
conception des abaques de pompes
Groupe EIER-ETSHER55
Ch. 3 Fonctionnement des systmesde pompage
Groupe EIER-ETSHER56
Fonctionnement des systmes de pompage
Objectifs
Dterminer le point de fonctionnement dune installation de pompage
Dterminer les besoins de pompage
Choisir un systme de pompage
Mots cls
Hauteur Manomtrique totale
Point de fonctionnement
Pompes en parallle
Station de relevage ou Booster station
Courbe de rsistance dun rseau hydraulique
Groupe EIER-ETSHER57
La courbe caractristique rsistante dun rseau Une composante statique due la hauteur gomtrique
dlvation entre les deux plans deau augment de la diffrence de pression entre les plans deau ;
Une composante dynamique constitue des pertes de charges dans les diffrentes parties du refoulement et laspiration.
Le choix dun dbit permet dindiquer sur la courbe rsistante la hauteur manomtrique dlvation.
1. Les caractristiques hydrauliques dun rseau
Groupe EIER-ETSHER58La Hauteur manomtrique totale dtermine le besoin de pompage
PJHHMT rago
,
1. Les caractristiques hydrauliques dun rseau
Groupe EIER-ETSHER59Figure: Courbe caractristique dune conduite de refoulement
1. Les caractristiques hydrauliques dun rseau
La reprsentation graphique
Groupe EIER-ETSHER60
2. Le point de fonctionnement
point de fonctionnement: intersection entre la courbe caractristique rsistante du rseau et la courbe caractristique de la pompe choisie.
Groupe EIER-ETSHER61
3. Association des pompes
Association des pompes
Association des pompes en parallle
2 ou plusieurs pompes en parallle
Association des pompes en srie
Pompes en srie
Station de relevage (booster station)
Pompes plusieurs tages
Groupe EIER-ETSHER62
4. Rsolution des problmes de transit
Pompage dans un forage
Niveau dynamique stabilis
Niveau dynamique variable (essais de pompage)
Prlvement dun dbit en route
Refoulement dans deux rservoirs partir dune station de pompage
Alimentation dun rservoir par deux stations de pompage
Groupe EIER-ETSHER63
5. Influence de la topographie sur le choix de la HMT
Influence de la topographie sur le calcul de la HMT et les conditions de fonctionnement dune installation
conduite de profil en long de faible pente descendante dans la partie alimentation du point de refoulement
Conduite forte pente dans la premire partie du refoulement
Groupe EIER-ETSHER64
Ch. 4 Equipements des stations de pompage et besoins dnergie
Groupe EIER-ETSHER65
Equipement des stations de pompage
Objectifs
Rle des quipements et instruments de mesure et de protection des pompes
Dimensionner les quipements des pompes
Mots cls
Aspiration
Phnomne transitoire et temps de fermeture efficace
Clapet anti-retour
Cos
Groupe EIER-ETSHER66
1. Les types dinstallations
Pompe axe horizontal
pompe axe vertical
Po
mp
e im
me
rg
e
Groupe EIER-ETSHER67
Types
Avec pied dassise (utilisation pour pompage deau uses)
Ex. pompe Flygt
Disposition dans un tube avec une tulipe
Type forage
Equipement amont: conditions de submergence de la crpine daspiration pour viter le vortex et laspiration de lair
(0.5 1 m).
Equipement aval: voir quipement des pompes de surface
2. Les groupes immergs
Groupe EIER-ETSHER68
Equipement amont Aspiration dans une bche
eau brute ou eaux uses: Grille
Crpine daspiration toujours immerge
Clapet daspiration
Maintenir la conduite toujours pleine pour
viter le ramorage de pompe et
viter les risques de dvirage (parfois combin avec la crpine (clapet crpine))
3. Equipements pompe de surface 1/4
Groupe EIER-ETSHER69
Equipement amont Aspiration dans une
conduite Conduite ou collecteur
daspiration:
vitesse comprise entre 0.8 et 1.5 m/s
Pente de 2% montant en direction des pompes
Raccordement en Y
Joints souples et tanches
3. Equipements pompe de surface 2/4
Groupe EIER-ETSHER70
Equipement amont
Autres quipements
Coude
Vanne daspiration
Joint de dmontage
Convergent daspiration
3. Equipements pompe de surface 3/4
Groupe EIER-ETSHER71
Equipement aval Joint de raccordement
divergent
Vanne de refoulement
Clapet anti-retour
Collecteur de refoulement
Manomtre
Compteur
Protection contre les phnomnes transitoires
3. Equipements pompe de surface 4/4
Groupe EIER-ETSHER72
Dfinition du coup de blier
Modification gnrale du rgime normal des dbits et des pression rsultant de : Manuvre de vannes, arrt ou mise en marche de pompe etc.. Ayant pour consquences
Variation locale de dbit
Variation locale de pression
Phnomne prjudiciable: coup de blier et pressions exceptionnelles
4. La protection contre les phnomnes transitoire: le coup de blier
Groupe EIER-ETSHER73
Description du phnomne:
ex.: coupure dlectricit:
Transformation de lnergie cintique de la colonne deau en nergie de pression
Deux phnomnes concomitants:
Les mouvements en masse
La propagation dondes
4. La protection contre les phnomnes transitoire: le coup de blier
Groupe EIER-ETSHER74
Les mouvements en masse
Thorme des quantits de mouvement
quation de continuit
Utilisation pour le pr-dimensionnement: le volume deau de surpression grer
4. La protection contre les phnomnes transitoire: le coup de blier
Groupe EIER-ETSHER75
La propagation dondes Phnomne oscillatoire amorti par
Compressibilit de leau
Dformation de la conduite
Thorie dAllivi (dveloppement par Bergeron)
Le temps de fermeture efficace t
Pas de temps (2L /a)
4. La protection contre les phnomnes transitoire: le coup de blier
Groupe EIER-ETSHER76
La valeur de la surpression Temps de fermeture efficace suprieur 2L/a Valeur de la variation de pression: (2LVo/gt)
Temps de fermeture efficace infrieur 2L/a Valeur de la variation de pression (aVo/g)
Influence de la topographie sur les courbes enveloppes des pressions
4. La protection contre les phnomnes transitoire: le coup de blier
Groupe EIER-ETSHER77
Les systmes de protection: crtage des dpressions Volant dinertie
Augmenter temps dannulation du dbit laval immdiat dune pompe;
Aspiration auxiliaire
Remplir la conduite partir de laspiration;
Ventouse (plusieurs fonctions)
Admettre de lair en remplacement de leau dans la conduite.
4. La protection contre les phnomnes transitoire: le coup de blier
Groupe EIER-ETSHER78
Les systmes de protection, double fonction: crtage de la surpression et de la dpressionpar stockage et restitution de volume:
Chemine dquilibre Transformer le coup de blier en oscillation en masse
Ballon anti-blier Utiliser une rserve de fluide sous pression pour pallier les
mouvement dans la conduite
Pr-dimensionnement par Vuibert
Modlisation informatique pour le choix dfinitif.
4. La protection contre les phnomnes transitoire: le coup de blier
Groupe EIER-ETSHER79
La manutention pour lentretien et les rparations Montage et dmontage des pices hydrauliques
Pompes, vannes, quipements de mesure
Montage et dmontage des quipements lectriques
Le moteur de la pompes
Les types dquipement mobile datelier : portique mobile, trpieds pour forages
Poutre roulante commande mcanique
Poutre roulante commande lectrique
5. Autres quipements
Groupe EIER-ETSHER80
Les nergies fossiles Les motopompes
Utilisation in situ de lnergie fossile (carburant)
Le rseau lectrique
Le Cos : 0.93
Les nergies renouvelables nergie olienne
nergie solaire
Conversion en nergie lectrique
6. Les besoins dnergie
Groupe EIER-ETSHER81
Energie reprsente env. 40 60% des charges dexploitation des stations de pompage
Les gisements d conomie dnergie sont de plusieurs ordre: la conception:
recherche du meilleur rendement pompe et moteur ensemble
Prcautions dans lalimentation lectrique: bon dimensionnement des cbles, cos
Automatisation pour optimiser la gestion
Choix de pompes vitesse variable
6. Les besoins dnergie
Groupe EIER-ETSHER82
Energie reprsente env. 40 60% des charges dexploitation des stations de pompage
Les gisements d conomie dnergie sont de plusieurs ordre: lexploitation:
Simulation des rsultats dexploitation
Suivi de modifications hydrauliques
Fourniture lectrique
6. Les besoins dnergie
Groupe EIER-ETSHER83
Ch. 5 Elments de conception des stations de pompage
Groupe EIER-ETSHER84
Conception des stations de pompage
Objectifs
Choisir le systme de transfert adapt
Choisir une pompe
calculer une installation de pompage
Mots cls
pompes en parallle
coup de blier
NPSH
Conduite de refoulement
Rgulation
Groupe EIER-ETSHER85
1. Choix dun systme de pompage
Conditions gnrales des cots
Gnie civil et btiment: 30%
lectricit: 30%
Pompe et moteur: 20%
Equipements hydrauliques: 10%
Groupe EIER-ETSHER86
1. Choix dun systme de pompage
Choix de site
Contraintes techniques Topographie du site
Marnage des plans d eau (inondation etc..)
Contraintes conomiques Minimisation de lnergie de pompage
combinaison avec le gravitaire
Groupe EIER-ETSHER87
1. Choix dun systme de pompage
Choix de linstallation de pompage
Contrainte de site Pompage en fosse noye: simplification des quipements hyd.
Pompage en fosse dnoy: facilit dintervention
Le Dbit et le nombre de pompes de la station de pompage Objectif: Scurit de la fourniture deau (Besoin du jour de pointe);
Flexibilit de lopration et la maintenance (temps de pompage);
Mesures prises
Subdivision du dbit: Plus de 4 pompes en parallles nest pas conomique;
Mise en place de deux ou plusieurs groupes de pompes caractristiques diffrentes par groupe.
Groupe EIER-ETSHER88
2. Les types dinstallations (rappel)
Pompe axe horizontal
pompe axe vertical
Po
mp
e im
merg
e
Groupe EIER-ETSHER89
2. Les types dinstallations Contraintes de site pompes de surface
pompe sec
aspiration, puis refoulement
NPSH requis
NPSH disponible
aspiration en charge: conditions souvent utilises pour les grandes stations de pompage
pompe axe vertical
gnie civil important
Groupe EIER-ETSHER90
2. Les types dinstallations
Contraintes de technologie pompes immerges: importance de la qualit de leau
pompe axe vertical (< 6 m)
faible profondeur du plan d eau
moteur en surface
corps de pompe immerg
pompe immerge
moteur tanche immerg
corps de pompe immerg
refroidissement l eau
Surveillance du marnage
Groupe EIER-ETSHER91
3. choix de la conduite de refoulement
Diamtre de la conduite de refoulement
les pertes de charge linaires
Choix de la formule en fonction des moyens de calcul
Calcul prliminaire du diamtre
Vitesse moyenne: 0.8 1.2 m/s ou
formule empirique (Bresse, Vibert etc)
Les pertes de charges singulires
abaques de choix du coefficient de perte de charge
abaque de dtermination de la longueur quivalente
Aspiration des pompes : calcul minutieux
En pratique : Adduction : 5% / Rseau : 10%
Groupe EIER-ETSHER92
4. Choix de la pompe (1/4)
Aprs dfinition des besoins de pompage:
(Q, HMT, NPSH disponible)
cinq critres pour le choix de la pompe
La vitesse de rotation
Le point de fonctionnement
Les conditions dinstallations (NPSH)
La forme de la courbe caractristique
Les conditions dentretien et de durabilit
Groupe EIER-ETSHER93
1. La vitesse de rotation Vitesses de rotation varient entre 1 000 et 3 000 tr/mn
Incidence de la vitesse sur le fonctionnement :
Amlioration de la capacit daspiration
Rduction du bruit / Diminution de lusure
Cot dacquisition inversement proportionnel la vitesse de rotation
Base 3 000 tr/mn: 1
Pompe 1 500 tr/mn : 1.5
Pompe 1 000 t/mn : 3
Choix: tude technico-conomique
Limitation par la vitesse spcifique daspiration (< 160)
Vitesse conseill: pompe immerge: 2 900 3 000 tr/mn
Vitesse conseill Pompe de surface: infrieur 1 500 tr/mn
4. Choix de la pompe (2/4)
Groupe EIER-ETSHER94
2. Le point de fonctionnement
Le point de fonctionnement doit tre le plus prt possible du point de rendement maximum, soit le dbit QN
Dbit Q de la pompe: 0.75QN < Q < 1,25QN
3. Les conditions dinstallations (NPSH)
Marge de scurit de 0.5 1m entre les NPSH
NPSHd > NPSHr + 1 m
4. La forme de la courbe caractristique
Courbe plongeante: faible variation de dbit
Courbe plate: faible variation de la perte de charge
4. Choix de la pompe (3/4)
Groupe EIER-ETSHER95
5. Les conditions dentretien et de durabilit
Pompes spciales dans le cas deau trs charges comme les eaux uses: pompes scatrices, pompes hlices
Matriaux de construction de la pompe
Choix du matriau en fonction de la temp., pH, MES, sels dissous
Eau douce: fonte, acier
Eau saumtre: acier inoxydable, alliage de cuivre (bronze, laiton,cupro-aluminium)
4. Choix de la pompe (4/4)
Groupe EIER-ETSHER96
Les conditions daspiration des pompes immerges
phnomne de vortex
Variation du niveau dynamique
Conditions de submergence de la pompe: 1 m
Les conditions daspiration des pompes de surface
Vortex de surface: Conditions de submergence des crpines: 0.5 m (0.5 Dex)
Vortex de paroi : distance minimale: 0.5 m
Pr-rotation ngative laspiration: dispositif affrent
Collecteur toujours en charge sans air
5. Les dispositions constructives
Groupe EIER-ETSHER97
La rgulation des stations de pompage Objectif: adaptation de la marche de la station
Variations de la demande
Conditions de fonctionnement
Variations de la demande
Manomtrique: mesure de la pression
Dbitmtrique: Mesure de dbit
Manodbimtrique
La rgulation de niveau
6. La rgulation
Groupe EIER-ETSHER98
Objet: optimisation par Contrle et larrt de lalimentation un niveau
prrgl
Arrt de pompage des conditions prdfinies
Trois types de rgulation hydraulique Rgulation manomtrique
Rgulation de niveau
Rgulation de dbit ou de pression
6. La rgulation
Groupe EIER-ETSHER99
La rgulation des stations de pompage
Un rgulateur comporte 4 composantes
Un Capteur de linformation
Un indicateur
Un systme de transmission de linformation
Un systme de traitement de linformation
Exemple de rgulateur de type hydraulique
Pressostat
Rgulateur hydraulique
6. La rgulation
Groupe EIER-ETSHER100
La rgulation manomtrique Dispositif de fermeture amenant une surpression
Dtection de la pression et arrt du pompage
Ce sont des dispositifs tout ou rien
Utilisation
Stockage distant ou longue conduite de refoulement
Cas de fonctionnement manuel
Exemple de rgulateur manomtrique
Le robinet flotteur
Le pressostat
6. La rgulation
Groupe EIER-ETSHER101
nergie ncessaire au
fonctionnement: la pression
de leau pour fermer ou ouvrir
Limitation de la pression
Limitation du dbit
exemple
La vanne hydrobloc
6. La rgulation
La rgulation de dbit ou de pression
Groupe EIER-ETSHER102
La rgulation de niveau Utilisation dun pilote pour dtection du niveau
Fermeture ou ouverture dun circuit lectrique pour la transmission du signal
Action sur les conditions dalimentation de la pompe
Contrainte:
disposer de lnergie lectrique
6. La rgulation
La tlsurveillance et la tlgestion: utilisation du dveloppement des systmes automatiques et de linformatique pour le contrle et la commande des stations de pompage