Comment choisir la bonne pompe ?

Comment choisir une pompe?

Pour choisir une pompe qui répond à vos besoins, vous devez déterminer ses caractéristiques en fonction de son utilisation.

Tout d'abord, vous devez déterminer quel fluide sera transféré afin d'éviter les phénomènes de corrosion et donc l'usure prématurée de votre pompe. Il est donc essentiel de connaître la composition chimique du fluide à pomper, sa viscosité et la présence éventuelle de composants solides. Une connaissance approfondie de toutes les propriétés physiques du fluide traité vous permettra de choisir la technologie idéale pour votre application et les matériaux de construction compatibles avec le fluide pompé. Il existe des tables de compatibilité chimique à consulter avant de choisir le boîtier de votre pompe. Ensuite, vous devriez vérifier les caractéristiques liées au transport du fluide, en particulier:

• Le débit dont vous avez besoin généralement mesuré en m3/h (mètres cubes par heure) ou en GPM (gallons par minute), le débit influence nécessairement la taille et les dimensions de votre pompe;
• La hauteur d'aspiration (hauteur entre l'entrée du tuyau d'aspiration et la pompe): en règle générale, la hauteur d'aspiration ne doit pas dépasser 10 mètres. Au-delà de cela, il est nécessaire de envisager d'utiliser une pompe submersible.
• La hauteur de refoulement (hauteur entre la pompe et la sortie du tuyau de refoulement).
• La longueur du circuit de refoulement.
• Les pertes de charge liées aux obstacles sur le circuit de pompage (vannes, coudes, etc.).
• La présence ou non d'un réservoir de refoulement pourrait modifier la hauteur manométrique.
• La température dépend donc du choix du boîtier de la pompe.

Ces différentes valeurs vous permettent de calculer le NPSHa (Hauteur Manométrique Nette Disponible à l'Aspiration) de l'installation. Cela vous permettra de choisir une pompe adaptée et d'éviter tout risque de cavitation. Vous devrez également contrôler l'efficacité, qui doit être optimale à 30% de plus ou de moins que le débit nominal souhaité.

Quel type de fluide dois-je pomper?

Le fluide à transporter est très important lors du choix d'une pompe car les caractéristiques de la pompe dépendent de sa viscosité (c'est-à-dire la résistance du fluide à un écoulement uniforme), de sa température d'aspiration et de la présence ou non d'éléments solides. Vous devrez déterminer si le fluide à transporter est chimiquement neutre ou corrosif afin de choisir la pompe conçue pour fonctionner dans ces conditions.

En règle générale, plus le fluide est visqueux, plus le débit à travers votre système de pompage est difficile, mais attention, la viscosité du fluide varie en fonction des conditions de fonctionnement. Il existe 4 principaux groupes de fluides selon leur niveau de viscosité; dans le premier groupe, il y a des fluides tels que l'eau, l'huile ou l'alcool qui se déplacent de la même manière indépendamment de la vitesse ou du niveau d'agitation. Pour ces types d'utilisations, vous n'aurez pas beaucoup de contraintes dans le choix de votre pompe. Dans le deuxième groupe, il y a certains produits alimentaires tels que le beurre ou la crème dont la viscosité augmente avec l'agitation; par conséquent, dans ces cas, une pompe centrifuge standard ne conviendra pas au débit du fluide. Le troisième groupe comprend des médias qui ont un seuil à dépasser avant de s'écouler. Une fois ce point atteint, la viscosité diminue avec l'agitation. Les adhésifs, les peintures et les graisses font partie du quatrième groupe qui sont très épais au repos, mais leur viscosité diminue si une agitation constante est maintenue.

Généralement, pour les fluides de faible viscosité (premier et deuxième groupe) les pompes centrifuges sont les plus adaptées car l'action de pompage génère un taux de cisaillement élevé du fluide, à mesure que la viscosité augmente, vous devrez tenir compte de la résistance supplémentaire que le fluide exercera sur le taux de cisaillement. D'autre part, les pompes à déplacement positif sont le meilleur choix pour les fluides visqueux (troisième et quatrième groupe) car elles fonctionnent à des vitesses plus faibles et l'énergie de cisaillement transférée aux fluides est inférieure à celle des pompes centrifuges.

Quels sont les différents types de pompes?

Il existe différents types de pompes, à savoir:

• Pompes centrifuges (le fluide est aspiré par une roue à aubes ou une hélice); sont le modèle le plus courant.
• Les pompes à membrane (le fluide est aspiré par l'oscillation d'une membrane).
• Les pompes à piston (le fluide est aspiré et refoulé par le mouvement de va-et-vient d'un ou plusieurs pistons).
• Les pompes péristaltiques (le fluide est poussé dans un tuyau comprimé par des rouleaux rotatifs).
• Les pompes à engrenages (le fluide est aspiré et refoulé par la rotation d'un rotor et d'un pignon ou par deux pignons tournant en sens inverse).

Il existe également des pompes dédiées à des utilisations spécifiques, qui intègrent les différents principes de fonctionnement décrits ci-dessus, par exemple:

• Les pompes doseuses, ou pompes de dosage, sont utilisées pour injecter un fluide de manière précise et précise.
• Les pompes de relevage sont utilisées par exemple pour évacuer les eaux usées.
• Les pompes à fût sont utilisées pour transférer un fluide contenu dans un fût ou un bidon.
• Les pompes de lubrification, comme leur nom l'indique, sont utilisées pour gérer la lubrification d'un système.
• Les pompes submersibles aspirent directement le fluide dans la pompe, elles ne sont donc pas limitées par la hauteur d'aspiration.

Quand devriez-vous utiliser une pompe centrifuge?

Vous pouvez envisager d'utiliser une pompe centrifuge si vous devez pomper des milieux avec une faible viscosité et potentiellement contenant des éléments solides. Les pompes centrifuges sont des équipements robustes qui offrent généralement une bonne efficacité.

Ce type de pompe peut pomper de grands volumes et à un débit constant. Généralement, elles ne sont pas auto-amorçantes. Vous devez donc remplir le circuit indépendamment avant que la pompe ne soit mise en service.

Vous pouvez également envisager ce type de pompe pour alimenter une station d'épuration des eaux usées, ou pour transporter des fluides épais ou des liquides de nettoyage, comme dans l'industrie pétrochimique.

Quand devriez-vous utiliser une pompe péristaltique?

Vous pouvez envisager d'utiliser une pompe péristaltique, qui est idéale pour des milieux propres, stériles ou agressifs, lorsque vous avez besoin de garantir que le fluide pompé n'est pas contaminé par un agent externe. Ces pompes vous permettent également de doser précisément le milieu. Avec ce type de pompe, le milieu circule à travers un tuyau ou un tube et n'est pas en contact avec le corps de la pompe, ce qui garantit une solution de pompage hygiénique.

Il s'agit de pompes auto-amorçantes, car la reprise du tuyau crée une action d'amorçage et permet à la pompe d'évacuer des fluides contenant de l'air ou des résidus gazeux éventuels.

D'autre part, ce type de pompe est relativement encombrant par rapport à d'autres pompes ayant des débits similaires. De plus, le débit n'est pas constant car la pompe péristaltique fonctionne avec des pulsations. Ce type de pompe nécessite également un entretien régulier pour éviter l'usure du tuyau dans le corps de la pompe, mais le tuyau est le seul élément à remplacer, ce qui représente un coût relativement faible.

Les pompes péristaltiques fonctionnent généralement à des débits faibles. Elles sont principalement utilisées dans l'industrie chimique et le domaine médical.

Quand devriez-vous utiliser une pompe à diaphragme?

Vous pouvez envisager d'utiliser une pompe à diaphragme lorsque vous avez besoin de transporter des milieux très visqueux ou très denses. Généralement, ces pompes sont à double membrane pour permettre l'aspiration puis le refoulement du milieu à transporter. Ces pompes peuvent fonctionner à sec: elles ne nécessitent pas de lubrification et sont auto-amorçantes. Ces pompes sont principalement utilisées dans l'industrie chimique, mais elles sont extrêmement flexibles, donc elles sont maintenant utilisées dans de nombreux secteurs tels que l'industrie alimentaire, l'électronique et l'industrie minière.

En général, les pompes à diaphragme à haute capacité sont actionnées pneumatiquement. Vous devriez donc envisager de vérifier la capacité de votre réseau pneumatique si la pompe doit être utilisée dans un bâtiment industriel, ou fournir un compresseur d'air à proximité si vous devez utiliser la pompe à l'extérieur.

Quand devriez-vous utiliser une pompe à engrenages?

Vous pouvez utiliser une pompe à engrenages lorsque vous avez besoin de transporter des liquides visqueux à haute pression, s'ils ne contiennent pas de particules solides. Elles sont donc adaptées pour pomper des matériaux très visqueux à haute température, et elles ont également la capacité d'inverser leur direction de pompage.

Ces pompes se caractérisent par un débit constant avec très peu de bruit pendant le fonctionnement. Ces pompes sont généralement fiables et compactes avec une conception simple, donc leur entretien ne sera pas très coûteux. Cependant, elles ne sont pas idéales pour des utilisations à très haut débit.

Elles sont largement utilisées dans l'industrie automobile pour lubrifier toutes les pièces du moteur. Elles sont également souvent utilisées dans le traitement des plastiques, dans les presses automatiques ou dans le secteur de la fonderie. Ces pompes peuvent également assurer une fonction de dosage.

Quand devriez-vous utiliser une pompe à piston?

Les pompes à piston peuvent être utilisées pour des milieux de faible viscosité et de débit moyen (dans la plage de 80 m³/h). De plus, il est impossible de pomper des particules solides avec ce type d'équipement car la pompe ne peut assurer un bon fonctionnement que si le joint entre le cylindre et le piston est parfait.

Pour des utilisations à haute pression, vous pouvez opter pour une pompe à piston, elles diffèrent des pompes à piston en ce que le joint ne bouge pas avec le piston, il est fixe et donc capable de supporter des pressions plus élevées.

Il existe différentes versions de pompes à pistons multiples (duplex, triplex, etc.) qui garantissent une durée de vie plus longue pour la pompe car la pression est répartie sur plusieurs pistons. Dans ces cas, faites attention à la vitesse de rotation car lorsque vous choisissez de réduire le nombre de pistons pour atteindre le même niveau de pression, la vitesse sera plus élevée et, par conséquent, il pourrait y avoir des pulsations plus élevées.

Ces pompes sont donc idéales pour atteindre des pressions élevées, et sont donc très adaptées pour des applications telles que le pompage d'huile, les nettoyeurs haute pression ou pour des applications de dosage en alternative aux pompes à diaphragme.

Comment choisir entre une pompe submersible et une pompe montée en surface?

Choisir entre une pompe submersible et une pompe montée en surface dépend de la hauteur d'aspiration totale. Si le fluide à aspirer est plus profond que 7 mètres, alors vous devrez utiliser une pompe submersible car une pompe montée en surface ne serait pas capable d'extraire un fluide à cette profondeur.

D'autre part, si la hauteur d'aspiration permet l'utilisation des deux types de pompes, le choix devrait être fait en fonction de l'application, des conditions environnementales et de la fréquence d'utilisation. Les pompes montées en surface permettent un accès facile et sont donc plus faciles à entretenir. Cependant, les conditions d'installation peuvent influencer les performances de la pompe. Il est donc nécessaire de prévoir une protection contre les intempéries et les agents externes éventuels.

Un autre inconvénient des pompes montées en surface est la nécessité d'amorçage, alors que dans le cas d'une pompe immergée, le boîtier est immergé dans le liquide à pomper et est donc déjà amorcé.

Dans le cas d'une pompe montée en surface, vous pouvez opter pour une pompe auto-amorçante lorsque le circuit ne peut pas être amorcé indépendamment. Ce type de pompe est équipé d'un mécanisme pour éliminer l'air du tuyau d'aspiration et d'un clapet anti-retour pour empêcher le liquide de refluer dans le tuyau d'aspiration lorsque la pompe est arrêtée.

Quels sont les principaux moteurs utilisés pour les pompes?

Les pompes ont généralement deux parties distinctes : la partie pompe proprement dite, qui transporte le fluide, et la partie motorisation, qui entraîne la pompe.

Les pompes électriques qui utilisent un moteur électrique sont les plus courantes. L'alimentation électrique dépend notamment de la hauteur (hauteur d'aspiration et hauteur de refoulement), des pertes de charge, de la distance de transport et du débit.

Les pompes autonomes sont généralement des motopompes équipées d'un moteur à combustion. Contrairement à une pompe conventionnelle qui nécessite une source d'énergie externe, une motopompe est une pompe, généralement centrifuge, associée à un moteur à combustion (diesel ou essence), ce qui la rend autonome dans son utilisation. Ce type de pompe est principalement utilisé en agriculture et en préparation aux urgences pour la lutte contre les incendies. Les motopompes sont également utiles comme relais lorsque le liquide doit être transporté sur de longues distances.

Il existe également des pompes pneumatiques qui fonctionnent avec de l'air comprimé; ces pompes sont principalement utilisées pour augmenter la pression dans un circuit. Sans faire référence aux pompes manuelles, certaines pompes peuvent être vendues sans moteur. Il est alors nécessaire de fournir le système qui leur permettra de fonctionner.

Comment éviter la cavitation de la pompe?

La cavitation se produit lorsque le liquide pompé est proche de son point d'ébullition (c'est-à-dire de sa transformation en gaz, qui dépend de la température du liquide et de la pression à laquelle il est soumis). La cavitation est causée par la formation de bulles de vapeur implosives qui peuvent rapidement endommager la pompe et générer un bruit qui peut être gênant.

Il est donc important de vérifier que la pompe est bien adaptée à la configuration globale de l'installation et en particulier à la hauteur d'aspiration. Pour éviter la cavitation de la pompe, il est préférable d'anticiper la formation de bulles de gaz en vérifiant que la pompe est correctement dimensionnée pour l'installation. Cela nécessite de calculer une valeur appelée NPSHa (Hauteur d'Aspiration Net Positive disponible), qui dépend du débit, de la pression, des pertes de charge et de l'aspiration ainsi que de la hauteur de refoulement. Le fabricant de la pompe indique une valeur appelée NPSHr (Hauteur d'Aspiration Net Positive requise). Les deux valeurs sont exprimées en mètres, et pour que la pompe soit correctement dimensionnée, vous devez vérifier que le NPSHa calculé est au moins 0,5 mètre plus élevé que le NPSHr.

Si un problème de cavitation survient toujours, vous pouvez envisager certaines modifications qui augmenteront le NPSHa, telles que:

• Réduire la température du fluide à l'entrée de la pompe (par exemple en ajoutant un anneau de refroidissement).
• Réduire la vitesse de la pompe.
• Installer un tuyau d'aspiration de plus grand diamètre.
• Réduire les pertes de charge (causées notamment par les frottements) en éliminant les coudes et les vannes inutiles.

Vous pouvez également réduire le NPSHr en prenant les mesures suivantes par exemple:

• Réduire le diamètre du tuyau de refoulement.
• Installer une vanne d'étranglement sur le circuit de refoulement.
• Remplacer la pompe existante par une pompe mieux adaptée aux conditions de fonctionnement.