Les différents types de pompes industrielles

Les deux types de technologies de pompes industrielles

Il existe deux grandes familles de systèmes de pompage qui diffèrent selon l’utilisation que l’on souhaite en faire, ce qui sera déterminé par les procédés fluides. Si l’on souhaite augmenter la pression d’un fluide, il faudra se tourner vers les pompes volumétriques dont l’écoulement résulte de la variation d’une capacité occupée par le liquide. Si l’on veut en augmenter le débit, on utilisera les pompes centrifuges. Là, le mouvement du liquide résulte de l’accroissement d’énergie qui lui est communiqué par la force centrifuge.

Les pompes centrifuges

C’est le type de pompe industrielle le plus commun. La pompe centrifuge est une machine tournante qui grâce à un rotor à aubes augmente l’énergie cinétique et projette, à l’aide de la force centrifuge, le liquide à la périphérie sur la volute. À la sortie et à l’aide d’un divergent, une grande partie de l’énergie cinétique se transforme en pression motrice.

Le fonctionnement d’une pompe centrifuge

Le processus se déroule en deux étapes : l’aspiration et l’accélération. Par l’effet de la rotation de l’impulseur, le fluide pompé est d’abord aspiré axialement dans la pompe, puis accéléré radialement.

Le liquide est aspiré au centre du rotor par une ouverture appelée « distributeur ». Son rôle est de conduire le fluide depuis la conduite d’aspiration jusqu’à l’entrée du rotor. La pompe est alors amorcée, une fois qu’elle est pleine de liquide. La vitesse du fluide qui entre dans la roue augmente ; par conséquent la pression diminue et engendre ainsi une aspiration et maintient l’amorçage.

Le rotor va transformer cette énergie mécanique appliquée à l’arbre en énergie cinétique. À la sortie du rotor, le fluide se trouve projeté dans la volute dont le but est de collecter le fluide et de le ramener dans la section de sortie. La section offerte au liquide étant de plus en plus grande, son énergie cinétique se transforme en énergie de pression.

Avantages et inconvénients de ce type de pompe

L’avantage de ces machines est qu’elles demandent peu d’entretien. Leur construction simple n’impose qu’une faible maintenance. En parallèle, elles affichent un prix modéré. Ces pompes sont compactes, peu encombrantes et offrent un bon rendement. Aussi, en cas de dysfonctionnement du circuit de refoulement, la pompe ne subit aucun dommage. En revanche, la pompe centrifuge ne s’amorce pas automatiquement. L’air contenu nécessite d’être préalablement chassé. On peut utiliser un réservoir annexe placé en charge sur la pompe pour réaliser cet amorçage par gravité. Elle est incompatible avec les fluides trop visqueux ainsi que les liquides dits « susceptibles » c’est-à-dire ne supportant pas la forte agitation dans la pompe comme les liquides alimentaires (vin, lait…). Enfin, elle nécessite un disque d’équilibrage.

Les pompes volumétriques

La pompe volumétrique, ou dite à capacité variable, est une pompe dans laquelle l’écoulement du fluide résulte de la variation d’une capacité occupée par le fluide. Son fonctionnement repose sur le principe du mouvement cyclique.

Les différents types de pompes volumétriques

On distingue deux types de pompes volumétriques : les pompes alternatives ou à pistons, et les pompes rotatives.

La pompe à piston, l’une des plus répandues, utilise les variations de volumes occasionnées par le déplacement d’un piston dans un cylindre. Ces machines ont un fonctionnement alternatif et nécessite un jeu de soupape ou de clapet anti retour pour obtenir tantôt l’aspiration dans le cylindre, tantôt son refoulement. La pompe à membrane est une variante de la pompe à piston puisque dans ce cas de figure, le fluide n’entre pas en contact avec le piston, il est séparé par une membrane souple ou un diaphragme.

Pompe péristaltique, à engrenages, à lobes, à vis… ce sont toutes des pompes rotatives qui fonctionnement grâce à la vitesse de rotation. En évitant le frottement, les hélices déplacent les fluides. Ces pompes sont composées d’une pièce mobile animée d’un mouvement de rotation autour d’un axe, qui tourne dans le corps de pompe et crée le mouvement du liquide pompé par déplacement d’un volume depuis l’aspiration jusqu’au refoulement.

Avantages et inconvénients de ce type de pompe

Ces machines robustes assurent un excellent rendement. L’amorçage est automatique. Enfin, le grand avantage de ces pompes est qu’elles traitent tout type de fluide même les liquides très visqueux du secteur de l’industrie chimique ou de la pétrochimie par exemple.

Ce sont des outils robustes mais encombrants, lourds et plus chers. Les frais d’entretien sont également plus élevés car comme toute tuyauterie industrielle complexe ou équipement sous pression, la maintenance sera plus lourde. Si le rendement est élevé, il est en revanche impossible d’obtenir de gros débits à basse pression. Enfin, des dispositifs annexes doivent être ajoutés dans certains cas : le débit pulsé nécessite l’installation d’appareils spéciaux pour éviter le « coup de bélier », et les systèmes de sécurité comme le by pass ou la soupape de sécurité sont indispensables car le danger de surpression dans le circuit de refoulement existe.