Pompes submersibles

Pompes submersibles

Le jet multi-étages illustre le principe selon lequel un plus grand nombre d'étages augmente la pression que la pompe est capable de fournir.

Ce même concept sous-tend la conception de la pompe submersible, de loin le type de pompe à la croissance la plus rapide utilisé pour les systèmes d'eau.

Chaque pompe submersible possède une série d'étages disposés sur un arbre commun.

Chaque étage est composé d'une roue, très similaire à celles utilisées sur les pompes centrifuges classiques, et d'un diffuseur.

La fonction du diffuseur est de convertir la vitesse de l'eau en pression plus élevée et de canaliser le débit vers l'étage suivant.

Ainsi, une pompe submersible est constituée d'une série d'étages reliés à un seul moteur.

Ce type de pompe se distingue des autres par le fait que le moteur est immergé dans le puits, avec la pompe.

Grâce à ses multiples étages, la pompe submersible fournit généralement des pressions plus élevées que les pompes à jet de même puissance.

Par conséquent, ces unités sont privilégiées pour les puits plus profonds.

Cependant, leur grande capacité (en termes de débit) et leur fonctionnement silencieux (toutes les pièces mobiles sont immergées dans le puits) offrent des avantages quelle que soit la profondeur.

Classification des pompes submersibles

Il existe plusieurs façons de classer les pompes submersibles. Les plus courantes sont les suivantes :

1. Diamètre

Puisqu'une pompe submersible doit pouvoir être installée dans le puits, son diamètre ne doit évidemment pas être supérieur à celui du puits.

Ainsi, les pompes submersibles peuvent être classées en 4 po, 6 po, etc.

Si la pression augmente avec le nombre d'étages, le débit (c'est-à-dire le débit de sortie) est en partie déterminé par le diamètre de la pompe.

Pour un usage domestique, la plupart des pompes submersibles sont de type 4 po.

2. Nombre de fils

Pour faire fonctionner les pompes submersibles, un câble électrique doit relier la source d'alimentation au moteur de la pompe dans le puits.

Ces unités peuvent également être décrites par le nombre de fils utilisés dans le câble d'alimentation.

Les moteurs submersibles à trois fils disposent du dispositif de démarrage (condensateur de démarrage et interrupteur) dans un boîtier de commande situé au-dessus du sol.

Il en va de même pour la protection contre les surcharges.

Les moteurs submersibles à deux fils intègrent les commandes de démarrage et parfois la protection contre les surcharges au moteur de la pompe.

3. Conception du moteur

Les moteurs submersibles sont également classés selon la conception du moteur de la pompe.

Il existe trois types principaux :

A. Moteurs hermétiques

Dans cette conception, les enroulements du stator et du rotor sont constitués de fils métalliques conventionnels, puis scellés dans une matrice plastique.

L'ensemble est ensuite scellé hermétiquement dans du métal, d'où les termes « enrobés » ou « enrobés » pour les enroulements de ces moteurs hermétiques.

Grâce à l'étanchéité des composants électriques, le moteur peut fonctionner librement sous l'eau ; l'eau de puits qui circule dans le moteur sert à la fois de lubrifiant et de liquide de refroidissement.

B. Moteurs à bain d'huile

Une deuxième conception implique des enroulements de moteur « ouverts » ou non scellés – rotor et stator – qui sont lubrifiés à l'huile.

Un réservoir d'huile, maintenu sous pression par ressort ou par gravité, empêche l'eau de pénétrer dans les compartiments du moteur.

C. Pompe à eau non hermétique

Une troisième conception utilise des enroulements « ouverts » ou non hermétiques, similaires à ceux du moteur à huile.

Dans ce cas, les enroulements sont isolés par un matériau flexible et imperméable.

Dans cette conception, l'eau sert à la fois de lubrifiant et de liquide de refroidissement.

Cependant, grâce à l'isolation des enroulements, elle ne peut pas court-circuiter les circuits électriques.

Autres types de pompes

Pompe à piston

Il s'agit d'une forme de pompe alternative dans laquelle l'action d'un piston aspire alternativement l'eau dans une chambre de pompage, puis la refoule dans le système.

Dans la première phase, le piston se déplace de gauche à droite :

Crée une pression dans la chambre droite → expulse l'eau par la soupape de refoulement droite

Crée une aspiration dans la chambre gauche → aspire l'eau par la soupape d'aspiration gauche

Lorsque le piston change de direction, les opérations sont inversées.

Pompe à hauteur manométrique utile

Un deuxième type de pompe alternative, conçue principalement pour les puits profonds, est équipée d'un piston et d'un cylindre situés sous le niveau de l'eau du puits.

L'action verticale du piston propulse l'eau vers la surface à travers le cylindre et le tube de descente.

L'énergie est fournie par un moteur électrique ou à essence en surface.

La rotation est transformée en mouvement de va-et-vient par :

Une boîte de vitesses

Un levier ou un balancier

Également appelées « pompes à tige de pompage » ou « pompes à course ».

Turbines verticales

De conception superficiellement similaire à celle d'une pompe submersible, la turbine verticale diffère par la configuration de ses étages.

Les turbines sont facilement reconnaissables à leur bol distinctif.

Ces derniers comportent de longs passages coniques qui facilitent l'écoulement de l'eau et permettent une taille maximale de la roue pour un diamètre de pompe donné.

Cette configuration permet aux turbines verticales de pomper de grands volumes d'eau.

Principales applications :

Irrigation agricole

Approvisionnement en eau des collectivités

Travaux industriels à haut débit

Normalement alimentée par un moteur électrique en surface et reliée à la pompe par un long arbre.