Dimensionnement des pompes dans les applications d'eaux souterraines

Apprenez à dimensionner les pompes submersibles pour obtenir des performances optimales dans les puits et augmenter leur durée de vie.

Dans ce module, vous apprendrez comment dimensionner les pompes immergées afin d'obtenir des performances optimales dans les forages. Nous aborderons également brièvement d'autres aspects qui doivent être pris en compte pour augmenter l'efficacité de l'installation et garantir une longue durée de vie de l'installation.

La première chose à établir lors du dimensionnement d'une pompe est sa capacité. Le bureau d'études calcule la demande d'eau en période de pointe et est en mesure de fournir ce chiffre. Le foreur doit ensuite tester la quantité d'eau que le puits est capable de fournir - c'est important à prendre en compte pour éviter le surpompage.

Il faut ensuite estimer la pression - ou la hauteur - nécessaire que la pompe doit fournir. Quatre critères à prendre en compte :
- La pression requise dans le système d'alimentation en eau
- Les pertes de charge dans le système  
- Le dénivelé du terrain
- Et enfin le rabattement de l'eau

Le rabattement de l'eau est la différence entre le niveau d'eau statique et le niveau dynamique, c'est la profondeur de l'eau lorsque la pompe fonctionne.
Plus le rabattement augmente pendant le fonctionnement de la pompe, plus la pression nécessaire pour faire remonter les eaux souterraines à la surface est élevée. Prenons un exemple pour illustrer le calcul de la pression.

Supposons que la pression requise pour le système d'approvisionnement en eau soit de 3 bars -soit une hauteur de 30 mètres- que les pertes de charge soient de 2,5 bars -soit une hauteur de 25 mètres- que l'élévation soit de 50 mètres et enfin que le rabattement soit de 5 mètres.
La pression totale que la pompe doit délivrer est la somme des quatre éléments, soit 110 mètres ou 11 bars.

Si plusieurs pompes doivent fonctionner dans un champ de captage - une zone comportant plus d'un forage - il est important de garder à l'esprit que le rabattement de l'eau risque d'augmenter davantage si les pompes fonctionnent en même temps.  Cela signifie que la pompe aura probablement besoin de plus de pression pour fournir la capacité requise.


Les conséquences d'une pompe mal dimensionnée sont assez tangibles. Une pompe sous-dimensionnée entraîne une baisse du débit ou de la pression, ce qui signifie qu'elle peut ne pas être en mesure de fournir le débit horaire ou la hauteur manométrique requis. Une pompe surdimensionnée, quant à elle, réduit le rendement énergétique et entraîne des coûts d'exploitation inutilement élevés. Examinons, enfin, d'autres paramètres utiles à prendre en compte avant de choisir la pompe immergée la plus adaptée.

Les pompes immergées sont disponibles en trois qualités d'acier inoxydable. Le choix dépend du degré de corrosion de l'eau. Plus l'eau est agressive, plus la qualité d'acier inoxydable doit être élevée.

Le moteur est refroidi par l'eau du forage. Si la température de l'eau ambiante dépasse une certaine limite, il est nécessaire de déclasser le moteur. La solution la plus courante est d'utiliser un moteur plus gros avec une plus grande réserve de puissance.

Les variations de l'alimentation électrique telles que la sous-tension, la surtension ou le déséquilibre de phase peuvent endommager le moteur. Grâce à une protection du moteur, vous pouvez protéger efficacement l'installation contre ces menaces externes et être assuré que la pompe fonctionnera de manière fiable à tout moment.

Enfin, il est utile de choisir un câble résistant à l'eau pour les installations immergées. Si de l'eau s'infiltre dans un câble, celui-ci sera endommagé et il faudra sortir toute la pompe du forage pour remplacer le câble. Comme cette opération est coûteuse, il vaut mieux en être conscient afin d'éviter cette erreur.

Ainsi, afin de garantir des performances optimales, une longue durée de vie et des coûts d'exploitation intéressants :   

- Dimensionnez correctement la pompe
- Choisissez un matériau de pompe adapté à la qualité de l'eau
- Protégez la pompe des menaces extérieures
- Et choisissez un type câble résistant à l'eau

Aperçu du cours

Modules
Modules: 5
Temps de réalisation
Temps de réalisation: 25 minutes
Niveau de difficulté
Niveau de difficulté: Intermédiaire