Pourquoi et comment calculer une courbe de réseau ?

Détail du calcul de la HMT

Pourquoi et comment calculer une courbe de réseau ?

Dans le domaine des pompes centrifuges, l’utilisation d’un variateur de fréquence devient de plus en plus la norme. Mais comment connaitre le débit de votre pompe dans votre circuit si vous réduisez la fréquence à 40 Hz, par exemple ? La connaissance de la courbe de réseau permettra de définir l’évolution du débit en fonction de la HMT. Comme c’est une matière peu utilisée tous les jours pour beaucoup d’entre nous, un petit rappel de l’hydraulique peut être judicieux.

Une pompe centrifuge crée un débit et une pression en fonction de la vitesse de rotation de la roue. 
Malheureusement, l’évolution de ces paramètres par rapport à la vitesse n’est pas linéaire et est influencée par le réseau dans lequel la pompe est installée. 
Pour définir la pression à vaincre pour une vitesse et un débit donné, il faudra un certain nombre de relevé sur place ou l’élaboration d’un calcul théorique et l’utilisation de la courbe de performance de la pompe.

 

Première étape, le calcul de la pression à vaincre.


Le calcul de la HMT

La pression ou la Hauteur Manométrique Totale (HMT) représente la somme de deux éléments, à savoir la hauteur géométrique et les pertes de charge à vaincre pour le débit souhaité. 

Cette hauteur géométrique n’est pas fonction du débit. Elle est définie comme la distance altimétrique entre le niveau d’eau à l’aspiration et le bout du tuyau de refoulement. Pour simplifier notre explication, nous allons supposer que cette canalisation de refoulement libère l’effluent à pression atmosphérique (à l’air libre).

Pour amener l’eau jusqu’au bassin de refoulement, le réseau sera composé de canalisation d’une longueur, d’un diamètre, d’une matière définie (inox, acier, PVC, PEHD, …) ainsi que de singularités (coude, vanne, filtre, réduction, …). En fonction du débit pompé, le passage de l’effluent dans la canalisation donnée va engendrer des pertes de charges plus ou moins importantes. Des abaques ou une application sur le téléphone mobile permettent d’effectuer ces calculs très facilement.


En effectuant ce même calcul pour un autre débit, nous aurons trois points à positionner sur le courbier de la pompe. A débit nul, la HMT est égale à la hauteur géométrique. Puis nos deux autres points calculés. Par 3 points, on peut tracer une courbe représentant l’évolution de la pression en fonction du débit.


Pourquoi et comment calculer une courbe de réseau ?

Le point de fonctionnement d’une pompe

Il sera l’intersection entre la courbe de la pompe à la vitesse donnée et la courbe de réseau.

En réduisant ou augmentant la vitesse du moteur, on modifie directement la vitesse de rotation de la roue. Le point de fonctionnement va, dès lors, se déplacer sur cette courbe de réseau.

Ce sont, bien sûr, des notions simples d’hydrauliques mais qui permettent de comprendre le fonctionnement « normal ou anormal » de votre pompe. Un bouchage de la canalisation ou une fermeture partielle d’une vanne au refoulement par inadvertance va directement augmenter les pertes de charges et donc modifier la courbe de réseau, réduisant ainsi le débit de votre pompe.

Sur site, l’utilisation de manomètres à l’aspiration et au refoulement de vos pompes vous permet de connaitre la HMT. Par la vitesse de rotation de la pompe, vous en déduisez le point de fonctionnement de la pompe et le débit généré.


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