Deux principes fondamentaux

Deux principes fondamentaux

Deux principes fondamentaux sous-tendent le fonctionnement de la quasi-totalité des pompes actuellement installées sur les réseaux d'eau privés.

Le premier, souvent appelé pression d'aspiration ou force d'aspiration, résulte en réalité de la pression atmosphérique.

Le second, appelé force centrifuge, intervient dans le fonctionnement de tout type de pompe rotative.

Pression atmosphérique

Au niveau de la mer, l'atmosphère a un poids (ou pression) d'environ 14,7 livres par pouce carré (psi).

Le poids de cet air est responsable du fonctionnement de tous les types de pompes aspirantes.

Imaginez une paille dans un verre de soda ou un tuyau inséré dans un plan d'eau.

Si un vide partiel est créé à l'intérieur de la paille ou du tuyau, le liquide s'y écoule.

Bien que cette action soit communément appelée « aspiration », elle résulte en réalité de la pression atmosphérique qui pousse le liquide dans l'espace où le vide est présent.

Capacité de levage maximale

À quelle hauteur un tel vide peut-il soulever une colonne d'eau ? Si l'aspiration était parfaite, c'est-à-dire un vide complet, aucune force ne contrecarrerait la pression atmosphérique de 14,7 psi.

Un psi peut soulever une colonne d'eau de 0,7 m.

Par conséquent, dans un vide parfait, la force d'aspiration pourrait théoriquement soulever une colonne de 0,7 m x 4,5 m, soit 10,2 m.

Cependant, pour diverses raisons, dont l'impossibilité d'un vide parfait, 7,6 m est la hauteur de levage maximale acceptée pour les pompes aspirantes.

Dans les puits peu profonds, les pompes peuvent fonctionner uniquement grâce à la pression d'aspiration.

Mais dans les puits de plus de 7,6 m de profondeur, cette force doit être couplée à une autre action pour amener l'eau à la surface.

Force centrifuge

Le deuxième principe mécanique impliqué dans le pompage est la force centrifuge.

Ce n'est rien d'autre que la tendance de tout objet en rotation à s'éloigner de son axe ou centre de rotation.

Là encore, une expérience courante est illustrative.

Imaginez un seau d'eau que l'on fait tourner en rond.

Bien que le seau soit incliné presque horizontalement par rapport à la surface de la terre, l'eau ne se déverse pas car la force centrifuge le maintient en place.

Imaginez maintenant qu'un trou soit percé au fond du seau.

L'eau s'écoule en un flux régulier.

S'il existait un moyen de réapprovisionner l'eau par aspiration, on obtiendrait ce qu'on appelle une pompe centrifuge.

Fonctionnement des pompes centrifuges

En pratique, la pompe crée une force centrifuge grâce à une roue à aubes appelée impulseur.

L'eau pénètre dans le corps de la pompe par le moyeu de la roue.

La rotation de la roue crée un effet centrifuge qui provoque l'écoulement de l'eau vers l'extérieur de l'axe.

Ce flux crée à son tour un vide partiel, ou aspiration, qui amène de l'eau supplémentaire par l'admission.

Sous une forme ou une autre, la force centrifuge sous-tend le fonctionnement de toutes les pompes courantes des systèmes d'eau : jets, submersibles, turbines.

Dans sa forme la plus simple, l'admission d'une pompe centrifuge simple est simplement raccordée au tuyau de descente du puits.

Lorsque la pompe est mise en marche, la force centrifuge et l'aspiration font remonter l'eau dans le tuyau de descente.

Cependant, ce type de dispositif ne convient qu'aux puits très peu profonds (4,5 m ou moins).

Pour les profondeurs plus importantes, on utilise généralement une pompe centrifuge spéciale appelée pompe à jet.