La Direction des Aménagements Hydrauliques - Pompe centrifuge , volumétrique

Cours pompe centrifuge, pompe volumétrique: généralités

On distingue principalement deux types de pompes; les pompes centrifuges et les pompes volumétriques.

Les pompes centrifuges fonctionnent suivant le principe d'une mise en rotation du fluide à pomper dans une roue tournant à grande vitesse (~600 - 3500 tr.mn-1). En sortie de roue, le fluide est canalisé dans un diffuseur, puis ralenti dans une volute, et la pression dynamique acquise au niveau de la roue (énergie de vitesse ou cinétique) est transformée en pression statique (énergie de pression). Le débit pompé est essentiellement fonction:

de la différence de pression entre aspiration et refoulement (en mCL),
de la vitesse de rotation de la roue,
du diamètre de la roue (vitesse périphérique).

Pompe centrifuge avec vannes d'isolement

Les pompes volumétriques ont pour caractéristiques de prélever, en un temps donné, un volume de liquide incompressible à l'aspiration, et de l'envoyer au refoulement.

Certaines pompes volumétiques sont dites rotatives (cylindrée et vitesse de rotation fixent le débit pompé).

D'autres sont dites alternatives car font appel au mouvement alterné d'un piston ou d'une membrane (cylindrée et course fixent alors le débit pompé).

Certaines pompes combinent les propriétés des deux précédentes.

Pompe volumétrique à membrane (alternative)

Pompe volumétrique péristaltique (rotative)

Les conséquences de l'une ou l'autre de ces technologies sur le procédé et les équipements annexes à installer sont importantes.

Le débit d'une pompe volumétrique est presque totalement indépendant de la pression de refoulement (fluide imcompressible). Il est donc inutile voire dangereux de disposer une vanne de réglage ou d'isolement au refoulement de cette pompe.
La pression au refoulement d'une pompe volumétrique peut atteindre des valeurs extrêmes en cas de blocage du débit pompé. Il est donc nécessaire d'installer une soupape au refoulement d'une telle pompe si il y a une vanne d'isolement au refoulement. Les pompes volumétriques sont en général équipées en interne d'une soupape de protection. Son rôle est de protéger la pompe, pas les équipements procédés qui lui sont reliés. Il convient donc d'installer une soupape de protection process indépendante, tarée en fonction des équipements environnant la pompe.
Une pompe volumétrique est en général auto-amorçante. Cela signifie que si elle est exempte de liquide lorsqu'on la démarre, elle crée une aspiration (un vide) suffisant pour amener le liquide jusqu'à l'aspiration. Cela peut ne pas être le cas si la pression au refoulement est très élevée, car le gaz qui remplit la pompe initialement est lui compressible. On doit alors amorçer la pompe en ouvrant une mise à l'atmosphère à sont refoulement (vanne d'amorçage).
Le débit d'une pompe centrifuge sera réglé soit en disposant une vanne de réglage proche du refoulement de la pompe, soit par un système de variation de la vitesse de rotation du moteur d'entrainement (moteur électrique, turbine à vapeur, ...).
Une pompe centrifuge n'est en général pas auto-amorçante (ou sa capacité d'amorçage est faible). Il convient alors de la remplir de liquide avant de la démarrer si elle est montée en aspiration. Certaines pompes centrifuges sont néanmoins dites auto-amorçante, car elles peuvent s'amorçer si la hauteur d'aspiration n'est que de quelques mètres.