De l’eau aux watts
Une pompe transmet de l’énergie à l’eau : elle l’élève et la pousse dans les tuyaux malgré les frottements. La puissance transmise à l’eau est la puissance hydraulique. Comme la pompe et le moteur perdent de l’énergie en chaleur, la puissance électrique absorbée est plus élevée.
Les formules
- Puissance hydraulique (W) = ρ × g × Q × HMT, avec ρ = 1 000 kg/m³ × densité, g = 9,80665 m/s², Q en m³/s et HMT en mètres
- Puissance absorbée = puissance hydraulique ÷ rendement global
- Énergie annuelle = puissance absorbée × heures par jour × 365
Exemple
Une pompe de puits débite 3 m³/h avec une HMT de 30 m et un rendement global de 50 % :
- Q = 3 ÷ 3 600 = 0,000833 m³/s.
- Puissance hydraulique = 1 000 × 9,81 × 0,000833 × 30 ≈ 245 W.
- Puissance absorbée = 245 ÷ 0,5 ≈ 490 W (0,67 ch).
- Six heures par jour : 0,49 × 6 × 365 ≈ 1 074 kWh par an.
- À 0,20 € le kWh, environ 215 € par an.
Une pompe de 0,55 kW ou 0,75 kW (1 ch) serait le choix habituel.
Ce que comprend la HMT
La hauteur manométrique totale est la somme de :
- La hauteur géométrique : du niveau de l’eau (niveau dynamique en pompage, pas le niveau statique) jusqu’au point de puisage le plus haut.
- Les pertes de charge dans les tuyaux, coudes, clapets et filtres, qui augmentent avec le carré du débit.
- La pression souhaitée à la sortie : 1 bar ≈ 10,2 m. Un ballon surpresseur réglé à 3 bars ajoute environ 30 m.
Rendements usuels
| Type de pompe | Rendement global |
|---|---|
| Petite pompe immergée ou pompe de surface auto-amorçante | 30 à 50 % |
| Surpresseur domestique centrifuge | 40 à 60 % |
| Pompe centrifuge tertiaire | 60 à 75 % |
| Grosse pompe industrielle au meilleur rendement | 75 à 90 % |
Densité du liquide
Saisissez 1 pour de l’eau claire, environ 1,03 pour l’eau de mer, 0,7 à 0,9 pour beaucoup d’huiles et carburants, jusqu’à 1,5 pour certaines boues. Les liquides visqueux réduisent aussi le rendement, ce que ce modèle simple ne prend pas en compte.
Récupération d’eau de pluie et arrosage
Pour une cuve enterrée alimentant un arrosage ou des WC, la HMT tient compte de la profondeur de la cuve, de la longueur des tuyaux et d’une pression de service d’environ 2 à 3 bars. Une pompe de 600 à 1 000 W suffit dans la plupart des maisons.
Économiser l’énergie
- Choisissez une pompe dont le point de meilleur rendement correspond à votre débit et à votre HMT habituels.
- Évitez de brider le débit avec une vanne : un variateur de vitesse réduit la puissance environ avec le cube de la vitesse.
- Réduisez les pertes de charge avec des tuyaux plus gros et moins de raccords.
- Ne surdimensionnez le moteur que de 10 à 20 % par rapport à la puissance calculée.