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Rôle de la
pompe :
Si on alimente
une canalisation à partir d'un réservoir situé en hauteur, la pression de
l'eau sera proportionnelle à cette hauteur d'eau. Pour une hauteur de 10
mètres, la pression initiale est de 1 bar.
Le rôle de la pompe est de
créer cette pression qui va pousser l'eau dans les canalisations et dans
le filtre.
Unités de pression : on parle parfois de HMT (hauteur d'eau). La hauteur d'eau est de
10 mètres pour 1 bar. L'unité légale est le pascal (Pa), il y a environ
100 000 Pa pour 1 bar.
Toutes les pressions ci-dessous serons exprimées
en bars, multiplier simplement par 10 pour obtenir la hauteur d'eau.
Pertes dans les
canalisations :
Si une
canalisation est étroite ou de forme complexe (coudes nombreux), l'eau a
des difficultés à passer correctement : il y a des pertes de pression. Ces
pertes sont appelées pertes de charge. Tout élément du circuit est source
de pertes : les tuyauteries, la pompe elle-même, et bien sûr le filtre.
Pour une pression donnée par la pompe, si les pertes de charge sont
importantes, le débit d'eau (en mètres cubes par heure) sera faible, et
l'eau de la piscine sera renouvelée moins souvent.
Puissance de la
pompe : On entend
parfois dire "pour une piscine de cette taille, il faut une pompe de telle
puissance". C'est comme si vous demandez un moteur de 250 CV pour aller
plus vite sur l'autoroute ... et qu'on vous donne un tracteur. La
puissance n'est pas suffisante pour définir un moteur, ce n'est pas
suffisant non plus pour définir une pompe, d'où le rôle de cette
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Côté pompe : De même, la pression délivrée par une pompe diminue quand le
débit croît. La pompe ci-contre délivre presque 1,4 bar (hmt = 14 mètres
d'eau) à débit nul, mais sa pression n'est plus que de 1,1 bar à 10 m³/h
(courbe rouge) et 0,9 bar à 14 m³/h.
Comme les pertes de charge dans les
canalisations augmentent avec le débit, ce qui va rester pour le filtre
est égal à la pression de la pompe moins les pertes dans les canalisations
(courbe bleue en pointillés).
Dans l'exemple ci-contre, le filtre a besoin
de 0,5 bars quand il est propre, le débit sera donc de presque 14 m³/h.
Par contre, quand il est sale, le filtre a une pression plus élevée (0,8
bar) et le débit de la piscine chute à moins de 12 m³/h.
Si cette piscine a un volume de 40 m³, le
temps de renouvellement de l'eau sera de 40 / 12 = 3 h 30 mn si le
filtre est sale, et de moins de 3 heures (= 40 / 14) s'il est
propre.
Pertes de charge :
La bonne estimation des pertes dans les
canalisations est importante. Le graphe jaune ci-dessous donne les pertes
de charge (pertes de pression) en fonction du débit pour des canalisations
souples de diamètre extérieur de 50 mm et 63 mm pour une longueur de 10 m.
Divers coudes et collecteurs augmentent encore les pertes, tant dans les
canalisations principales que dans le local
technique.
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Pertes de charges dans les canalisations par longueur de 10 mètres
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Optimisation du filtre et de
la pompe :
Supposons
une piscine de 10 x 5 à fond plat de 1.50 m. Quel filtre et quelle pompe
doit-on choisir ? Cette piscine a un volume de 75 m³. Si on souhaite
renouveler l'eau en moins de 4 heures, il faut un débit minimum de 20 m³/h
dans le pire des cas (c'est à dire quand le filtre est sale). La vitesse
de l'eau dans un filtre à sable ne doit pas excéder 50 mètres / heure.
Ceci nous donne la surface minimale du filtre : S = Débit / 50. On prendra
ici un filtre de surface mini de 0,4 m², soit un diamètre de 630 mm
minimum.
Et la pompe ? On sait qu'elle doit délivrer
20 m³/h, mais sous quelle pression ? On voit sur le graphe ci-contre que,
pour un débit de 10 m³/h, la perte dans une canalisation de Ø 50 est déjà
de 0,4 bar pour une longueur de 10 mètres. Pour ne pas avoir une pompe
surdimensionnée, et pour améliorer la circulation dans le bassin, on
placera au minimum 3 skimmers, soit 20 / 3 = 7 m³/h par skimmer et par
canalisation et des pertes de 0.4 bar pour 20 m avec un Ø 50. Les pertes
de charge dans les coudes et collecteurs sont trop délicates pour être
exprimées simplement ici, et nous les estimerons à environ 0,1 à 0,15
bar.
Comme nous l'avons vu plus haut, un
filtre à sable est
généralement calculé pour une pression conseillée de 0,5 bar quand il est propre, et de
0,8 bar quand il est sale.
Notre pompe devra donc avoir, quand le filtre est sale, une pression
minimale de 0,8 + 0,4 + 0,2 = 1,4 bar pour un débit de 20 m³/h. Il ne
suffit plus que de consulter les courbes des pompes fournies par le
constructeur : la courbe doit passer par le point de débit de 20 m³/h sous
1,4 bar.
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Pour optimiser l'installation, faut-il
diminuer les pertes dans
les canalisations ou prendre une pompe plus
puissante ?
- Diminuer
les pertes : Oui. Les pertes dans les
canalisations, c'est de l'énergie perdue, et ces pertes de pression
doivent être fournies par la pompe. Il faut réduire les longueurs, soigner
les collages (aspérités intérieures), éviter les coudes, prendre des
diamètres adaptés au débit (voir les courbes ci-dessus).
- Pompe plus puissante : Non, car prendre
une pompe plus puissante (par sécurité) amène à augmenter le débit pour un
meilleur renouvellement, c'est vrai, mais amène à une vitesse trop
importante dans le filtre (moins bonne filtration) et dans les buses de
refoulement. Pour raison de sécurité (force du jet), la vitesse en sortie
des buses ne doit pas dépasser 3 m/s, donc un débit inférieur à 5 m³/h
avec des buses de Ø 20 mm. Si nécessaire, on doit augmenter le nombre de
buses de refoulement.
Le filtre à sable est le plus utilisé dans
les piscines privées, mais d'autres solutions de filtrations de piscines
existent.
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Pompe : Demandez la courbe de la pompe au
fournisseur, et vérifier que la courbe passe sur le point ci-dessus, ou au
dessus.
Filtre : Chez votre fournisseur, choisissez la taille immédiatement
supérieure au diamètre ci-dessus.
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Remerciements à Piscine & Loisirs pour
le partage de son savoir !
Vous pouvez consulter les pompes piscine des
principaux constructeurs (courbes, caractéristiques & prix) et
Filtres à
sable Hayward pour piscine (caractéristiques et prix) directement sur
leur site.
Piscine & Loisirs
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