Die Pumpensysteme

De nombreux systèmes industriels, intégrés ou non à des machines, font appel à des pompes de tous types et de toutes tailles qui fonctionnent sans éveiller l’attention. Or, ces pompes occasionnent des dépenses énergétiques parfois considérables pouvant être sensiblement réduites par l’amélioration des équipements et de leurs conditions de fonctionnement.

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En pratique : améliorations facilement réalisables

a) Prévoir des modes de fonctionnement  adéquats

Souvent, les pompes fonctionnent en permanence à pleine puissance alors que les besoins sont fluctuants (lors des arrêts de machines, ou si leurs conditions de fonctionnement changent). 

La gestion des besoins intermédiaires devrait faire appel à la variation de la vitesse de rotation d’au moins une pompe, plutôt qu’aux procédés de régulation archaïques dévoreurs d’énergie tels que les circuits de by-pass ou les vannes de restriction de débit. En effet, la puissance absorbée varie en fonction du cube du débit pompé : la variation de vitesse est le meilleur moyen de réduire la consommation énergétique des systèmes de pompage dans ce cas.

Par ailleurs, le besoin de sécurité de fonctionnement incite à utiliser des modes de pilotage en redondance. Ceci occasionne des surcoûts énergétiques,  évitables par l’utilisation d’une régulation performante et fiable.

Potentiels de gain :

  • Jusqu’à 50% par l’arrêt des pompes non-nécessaires (ON/OFF)
  • Jusqu’à 90% par l’adoption d’un entraînement à variation de vitesse (VSD) [1]

b) Maintenance préventive

La supervision des données opérationnelles des réseaux de distribution est un premier pas afin de maîtriser les conditions de fonctionnement réelles et détecter les avaries. Quelques exemples de points à surveiller :

  • Mesurer les pertes de pression occasionnées par le colmatage dans les éléments tels qu’échangeurs de chaleur, circuits de refroidissement ou filtres
  • La salissure et la corrosion des conduites augmentent les pertes d’énergie
  • Réparer les fuites d’eau ; éviter les purges d’eau « antigel » en période hivernale

En amont, la maintenance régulière des pompes en assure un fonctionnement optimal et économique. Quelques exemples d’actions à mettre en œuvre :

  • Détecter et remédier aux conditions de fonctionnement en cavitation, destructrices pour la pompe
  • Contrôler la pression au refoulement : une valeur trop élevée par rapport à une référence déterminée signifie un gaspillage d’énergie
  • Contrôler les transmissions mécaniques : ces éléments interviennent dans le rendement global d’un système de pompage
  • Effectuer les révisions à temps permet d’éviter les pannes et pertes de rendement (le repassage entre rotor et stator s’accroît avec l’usure de la pompe et augmente les pertes d’énergie)

[1] « Energieeffizienz in der Industrie », M.Blesl & A.Kessel, Springer-Verlag Berlin Heidelbreg, 2013

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En pratique : d’autres améliorations plus complexes à réaliser

a)      Dimensionnement correct des installations

Le dimensionnement adéquat de la pompe et du moteur est d’une grande importance. En effet, ces éléments doivent fonctionner près de leur point de rendement maximal. Or, ces éléments sont souvent fortement surdimensionnés et leur fonctionnement réel s’éloigne alors du rendement optimum, ce qui entraîne une baisse du rendement ainsi que des coûts plus élevés à l’investissement.

Lors de la conception de projets neufs ou bien du remplacement d’anciennes pompes, la question du dimensionnement du système de pompage est une nécessité car le surcoût énergétique dû à un rendement non-optimal aura des conséquences pendant l’ensemble de la durée de vie des équipements.

Sur des installations existantes, il n’est pas toujours nécessaire de remplacer la pompe. L’équilibre entre la pompe et le besoin peut être retrouvé par un ajustement adéquat du diamètre du rotor de la pompe suivant les prescriptions du constructeur. Cette opération permet de réduire significativement la pression et le débit de la pompe, donc la puissance consommée.

b)      Le choix des composants utilisés :

La réglementation européenne relative à l’éco-conception a introduit des prescriptions portant sur le rendement minimal des pompes, circulateurs et moteurs électriques.  Ce qui oblige les fabricants d’équipements à concevoir des produits plus efficaces en énergie : l’utilisateur final en est le premier bénéficiaire.

Le remplacement des pompes et des moteurs d’entraînement doit être préparé sur base d’une étude technique et économique portant sur la durée de vie du produit (10…15 ans), afin de prendre pleinement la mesure des coûts énergétiques qu’il est possible d’épargner.

c)       Amélioration de la configuration du réseau de conduites :

  • L’eau circulera avec moins de frottements dans des conduites largement dimensionnées, les plus courtes et les plus rectilignes possibles et sans singularités telles des changements de direction ou restrictions de section.
  • Lors de modernisations, il est utile de vérifier le dimensionnement des conduites par rapport aux besoins actuels.

Ce document est destiné à des fins d’information et de sensibilisation. Les informations et valeurs sont fournies à titre indicatif et doivent être vérifiées par un professionnel avant toute prise de décision. myenergy décline toute responsabilité en cas d’utilisation inappropriée de ses contenus.

 Mise à jour : 06/02/2015

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