Sélection des diamètres de tuyaux à raccorder à la pompe

Les principaux paramètres de presque toute pompe sont sans aucun doute le débit volumétrique (en mètres cubes par heure, litres par minute, gallons par minute, etc.) et la pression qu’elle génère (ou le vide, s’il s’agit d’une pompe à vide).

Bien entendu, le fabricant fournit les caractéristiques techniques de la pompe et garantit qu’elle peut assurer les performances indiquées. Ces données figurent dans les catalogues, brochures techniques et sur la plaque signalétique de la pompe.

Outre les données hydrauliques (débit maximal, pression maximale ou valeurs nominales), la plaque signalétique indique également la puissance du moteur électrique et ses spécifications.

Cependant, les diamètres de raccordement — c’est-à-dire les diamètres d’entrée et de sortie de la pompe dans le système (en anglais «Inlet» et «Outlet») — sont souvent négligés.

À première vue, cela semble simple: on raccorde des tuyaux du même diamètre que ceux indiqués sur la pompe. Mais cette supposition apparemment logique est erronée et peut entraîner de nombreux problèmes lors de l’exploitation d’un système d’irrigation, de circulation ou d’alimentation en eau.

Il est important de comprendre que le diamètre des tuyaux raccordés à la pompe doit être déterminé par un calcul hydraulique. C’est la seule manière correcte de choisir les diamètres des canalisations. Souvent, on achète une pompe en remplacement, et si ses paramètres ne sont pas inférieurs à ceux de l’ancienne, cela fonctionne. Mais si la pompe doit fonctionner dans un nouveau système, un calcul hydraulique est indispensable.

Il faut aussi garder à l’esprit qu’une pompe est une machine à action dynamique, et que le fait que le raccord de sortie soit par exemple DN50 ne signifie pas que le tuyau de refoulement doit avoir le même diamètre.

Il est également essentiel de savoir que les paramètres fournis par le fabricant dans la documentation technique sont établis dans des conditions spécifiques. Pour les pompes centrifuges en porte-à-faux, par exemple, les données de la plaque signalétique sont valables dans les conditions suivantes:

• température de l’eau: 20˚C;
• profondeur d’aspiration: 1,5 m;
• densité du liquide: 1000 kg/m³.

Dans la réalité, ces paramètres diffèrent généralement. Le diamètre du tuyau d’aspiration est particulièrement important pour les pompes centrifuges. Pour éviter que la pompe ne «s’étouffe», n’aspire de l’air ou ne perde de la pression, le diamètre du tuyau d’aspiration doit toujours être supérieur à celui du raccord de la pompe.

Voici un exemple de rapport entre le diamètre du raccord de la pompe et celui du tuyau d’aspiration, tiré du catalogue d’un fabricant européen:

Comme indiqué dans le tableau, le diamètre de la conduite d’aspiration doit être plus grand afin de ne pas gêner l’entrée du liquide dans la chambre de travail de la pompe. Cela est particulièrement important lorsque l’eau est aspirée à une profondeur de 4 mètres ou plus. Plus la profondeur d’aspiration est grande, plus la courbe de performance de la pompe se dégrade (le débit et la pression diminuent).

L’image ci-dessous montre un exemple typique de raccordement d’une pompe pour l’irrigation goutte à goutte, qui puise l’eau dans une rivière, en contrebas de l’installation de la pompe.

La différence de hauteur entre la surface de l’eau et l’axe de la pompe est faible – seulement 1,5–2 m –, mais la longueur du tuyau d’aspiration est d’environ 5 m, donc une pompe avec un raccord d’aspiration DN125 doit être raccordée avec un tuyau de diamètre supérieur – au moins DN150.