La submergence, un phénomène hydraulique peu connu

La submergence, un phénomène hydraulique peu connu

La submergence, un phénomène hydraulique peu connu

Ce mot barbare est pourtant un phénomène hydraulique que tout un chacun a déjà vu.

En effet, lorsque vous vidangez votre baignoire, à partir d’une certaine hauteur d’eau, vous pouvez observer la création d’un vortex au-dessus de la bonde de fond. Ce vortex va entrainer de l’air qui, dans le cas de la vidange de la baignoire, ne posera pas de problème.

Mais qu’en est-il pour une pompe ?

Dans le cas d’une pompe, l’implantation est inversée. La canalisation d’aspiration d’une pompe « hors sol » ou la bride d’aspiration de la pompe submersible remplace la bonde de fond. Sous un certain niveau de mouillage de la canalisation ou de la pompe, cette hauteur d’eau n’est plus suffisante pour éviter la formation d’un vortex.

Nous voyons donc que ce phénomène dépend de la hauteur mais également du débit de la pompe et donc de la vitesse d’écoulement et du diamètre de la canalisation ou de la bride d’aspiration.

Comment calculer la hauteur de submergence ?

Ce calcul passe par l’utilisation d’un abaque qui permet, au travers de la vitesse d’écoulement de l’eau à l’entrée de la canalisation, exprimée en m/sec, de connaitre cette hauteur d’eau à partir de laquelle le vortex va se créer.

Cette hauteur est à prendre perpendiculaire au plan d’eau jusqu’au point le plus haut de l’entrée de la canalisation.

C’est sous cette hauteur de submergence qu’un vortex va se créer et entrainer une prise d’air en connexion direct avec la canalisation d’aspiration, comme on peut le voir sur notre dessin ci-dessus.

Comment diminuer cette hauteur de submergence ?

Cette hauteur est liée à la vitesse d'écoulement de l'effluent à l'entrée de la canalisation. On pourra jouer sur différents paramètres distincts afin de réduire cette vitesse.

Tout d'abord, au niveau d'une réduction du débit au niveau bas du pompage, par l'intermédiaire de votre variateur de fréquence. 
L'autre paramètre est l'augmentation du diamètre de l’entrée de la canalisation  par l'installation d'un cône divergent, par exemple.

Ainsi, par ces deux paramètres, la vitesse d’écoulement de l’eau à l’entrée de la canalisation en sera diminuée.

N'oubliez pas qu'une pompe de relevage n’est pas un aspirateur industriel. Pas question de venir pomper jusqu’au bord de la canalisation d’aspiration. Pas question non plus d’augmenter à outrance le diamètre d’aspiration de la canalisation car en réduisant la vitesse d’écoulement, l’effluent passera sous la vitesse de décantation et les éléments solides ne seront plus entrainés par le débit de la pompe.

On pourra bien évidemment remonter le niveau bas d’arrêt de la pompe ou prolonger la canalisation vers le bas, évitant ainsi la création du vortex.

Dans le cas d’une pompe submersible, le constructeur demande fréquemment de ne pas dénoyer la pompe lors de son utilisation. Cela permet de garder un parfait refroidissement du moteur mais également de garantir une hauteur de mouillage supérieure à la hauteur de submergence pour le débit maximal de pompe au travers de sa bride d’aspiration.

La submergence, un phénomène hydraulique peu connu

En conclusion

Le niveau bas d’arrêt de votre pompe ne doit être pris au hasard. En plus de permettre de refroidir la motorisation d’une pompe submersible, ce niveau de mouillage défini par un abaque va permettre d’éviter la formation d’un vortex à l’aspiration de la pompe.

Vous éviterez ainsi l’entrée d’air dans la pompe avec les conséquences que cela peut entraîner (usure prématurée, débit plus faible, désamorçage de la pompe, …). 

Retour