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RÉSUMÉ
Le coût global d’une installation de pompage, de sa conception à son démantèlement, est conséquent et, depuis peu, récemment pris en compte. Cet article expose le concept LCC (Life Cycle Cost) dont le but est de rechercher une optimisation systématique de ces installations. Cette approche montre que les coûts majeurs dans une installation de pompage sont les coûts de l’énergie et ceux de la maintenance. Sont présentés les différents moyens de réglage du débit d’une pompe, et le calcul pour plusieurs configurations d’une installation comportant plusieurs pompes.
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Jean POULAIN : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Ancien élève de l’institut Von Karman - Ancien conseiller scientifique de l’Association française des constructeurs de pompes
INTRODUCTION
Le coût global est la somme de toutes les dépenses relatives à une installation de pompage, depuis le moment où le besoin est apparu, jusqu’au moment du démantèlement terminal. Ce concept récent, et important, a donné lieu, sous l’égide d’EUROPUMP et de l’Hydraulic Institute, à plusieurs publications, sous le nom de LCC (Life Cycle Cost).
La notion de coût global va avoir une influence certaine sur la façon de concevoir une installation de pompage, et sur la façon de l’exploiter. Il est conseillé de lire les passages les plus importants du volumineux document « LCC, Coûts du cycle de vie des pompes », publié par l’AFPR.
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3. Exploitation d’une installation comportant plusieurs pompes
Lorsque le fonctionnement à débit partiel est obligé, par la nature même du procédé auquel la pompe est intégrée, il est toujours nécessaire, au niveau de la conception, d’envisager parmi les multiples solutions possibles des solutions comportant plusieurs pompes.
Dans notre exemple ([J 2 910] § 2.3), si nous n’avions pas choisi l’option « fonctionnement par tout-ou-rien » qui enlève tout intérêt à une solution comportant plusieurs pompes, nous aurions été amenés à considérer la possibilité d’utiliser deux ou trois pompes fonctionnant en parallèle. Il aurait alors fallu faire trois fois le tableau 3 du [J 2 910], pour Q = 0,36 m3/s (1 pompe), Q = 0,18 m3/s (2 pompes) et Q = 0,12 m3/s (3 pompes). Nous serions alors partis, non pas de 12 solutions de base, mais de 36. Toute l’étude d’optimisation aurait été multipliée par 3, la procédure du calcul restant inchangée.
Avant d’entreprendre un calcul d’optimisation aussi long, il est intéressant de voir quel est l’enjeu, et quels sont les gains que l’on peut espérer d’une solution à plusieurs pompes.
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Hypothèses
Les calculs concernant les installations avec plusieurs pompes ont été réalisés en supposant que le rendement des pompes « demi-débit » ou « tiers de débit » était le même que celui de la pompe unique plein débit. Cela suppose que, par un choix judicieux de la vitesse de rotation, il sera possible de retrouver une vitesse spécifique Ns proche de celle de la pompe plein débit. Si tel n’était pas le cas, il conviendrait de superposer l’influence de la taille des machines, à l’influence du nombre de pompes que nous présentons ici.
3.1 Deux pompes sur un réseau ne comportant qu’une hauteur géométrique. Vannage
Nous supposons que les deux pompes débitent sur un réseau commun comportant une vanne de réglage...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BARBARULO (R.), ROUX (C.) - Les pompes centrifuges. - Nathan, Paris (1985).
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(2) - CHICHA (M.) - Les pompes centrifuges. - Les Presses de l’Université de Montréal (1971).
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(3) - KARASSIK (I.J.), McGUIRE (J.T.) - Centrifugal pumps. - 2nd ed, Chapman & Hall, International Thomson, New York (1998).
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(4) - LOBANOFF (V.S.), ROSS (R.R.) - Centrifugal Pumps Design and Application. - 2nd ed Gulf Publishing Company (1992).
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(5) - SÉDILLE (M.) - Les machines hydrauliques, pompes centrifuges et axiales. - Paris : Centre de documentation universitaire (1965).
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(6) - SÉDILLE (M.) - Turbomachines Hydrauliques et Thermiques. - Masson et Cie (1967).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
BOLPAIRE (S.) - Étude des écoulements instationnaires dans une pompe en régime de démarrage ou en régime établi. - École nationale supérieure d’arts et métiers, Paris (2000).
SCHULTZ (J.-L.) - Modélisation de la cavitation partielle dans les pompes. - Thèse d’État Sciences appliquées, INP Grenoble (1988).
TOUSSAINT (M.) - Contribution à l’étude des recirculations dans les pompes rotodynamiques. - Thèse de Doctorat Sciences appliquées, Paris 6 (1993).
HAUT DE PAGE2 Principaux laboratoires Français d’hydraulique
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CETIM de Nantes
Ce laboratoire dispose de moyens d’essais hydrauliques très...
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