C’est une réflexion habituelle des exploitants qui, face à l’augmentation du débit d’entrée des eaux usées dans le poste de relevage, vont enclencher la seconde pompe de relevage du poste pour doubler le débit du poste.
Mais qu’en est-il en réalité du fonctionnement d’une seconde pompe en parallèle de la première dans un circuit défini ?
C’est ce que nous allons parcourir au travers de quelques graphiques explicatifs.
La courbe de réseau
Pour comprendre et visualiser le phénomène, il faut partir de la base et construire la courbe de réseau. Cette courbe représente l'évolution de la HMT (Hauteur Manométrique Totale) en fonction de l’évolution du débit.
Cette équation se compose de deux éléments :
La hauteur géométrique : différence de niveau entre l’eau dans la fosse de pompage et le niveau de sortie de la canalisation de refoulement (sauf cas particulier de pression résiduelle ou de charge statique dans la fosse au refoulement). Cette valeur est indépendante du débit réalisé par la pompe.
Les pertes de charges : fonction du diamètre de la canalisation, de sa longueur, de sa rugosité et des singularités qui la compose (vanne, clapet, filtre, coudes, …). Bien sûr, ces pertes de charge sont fonction du carré de la vitesse d’écoulement et donc du débit passant.
Avec cette courbe de réseau, on peut retrouver directement la HMT que la pompe devra vaincre pour un quelconque débit donné.
Le point de fonctionnement d’une pompe est l’intersection entre la courbe de réseau et la courbe de performance à la vitesse de rotation de la pompe.
Dans notre cas, nous avons deux pompes en fonctionnement. On devra donc construire la courbe de performance pour ces deux pompes en parallèle.
La règle à appliquer est que pour des pompes en parallèle, les débits s’additionnent.
Deux fois le débit de zéro donnera toujours zéro. On part donc du même point pour notre courbe de performance pour deux pompes en parallèle.
Puis, pour une pression donnant 20 m3/h avec une seule pompe, nous aurons 2 x 20 m3/h. Et ainsi de suite pour d’autres valeurs.
La courbe verte de 2 pompes en parallèle se construit.
Et le point de fonctionnement sera toujours l’intersection de cette nouvelle courbe de performance avec la courbe de réseau.
On voit qu’on est bien loin d’avoir doublé le débit à l’entrée des deux refoulements de nos pompes en parallèle.
C’est en réalité l’embouteillage qui va réduire fortement ce débit pour passer de 46 m3/h à seulement 52 m3/h dans notre cas.
Pour avoir réellement deux fois plus de débit avec deux pompes en parallèle, il faudrait que la courbe de réseau soit totalement plate, ce qui n’est pratiquement jamais le cas.
L’angle de notre courbe de réseau est fonction des pertes de charge engendrées par le circuit. Pour "l’aplatir", il faut augmenter son diamètre pour en réduire les pertes de charge.
Mais cela va engendre une vitesse d’écoulement dans la canalisation qui pourra être sous la vitesse de décantation, bouchant petit à petit cette canalisation.
Cela va demander également de prévoir des clapets, des vannes, un terrassement et une canalisation bien plus importante et plus onéreuse.
Cette solution est donc peu efficace dans la réalité.
Lorsque l’évolution du débit de pointe ne peut être pompée par les pompes en place au travers du réseau existant, la station Turbo, par la mise en série de pompes auto-amorçantes ponctuellement lorsque l’application le requiert, est la solution simple et efficace à mettre en oeuvre.
Dans le cas d’une réhabilitation d’un poste existant ou lorsque seul un regard est disponible, la station “hors sol” permettra de mettre en oeuvre la solution de pompage au débit et à la pression que requiert l’application, sans devoir changer le génie civil en place.