Principe du groupe de filtration d'une piscine

Qu'allez-vous apprendre ?

  • Le rôle de la pompe, élément moteur de la circulation de l'eau.
  • Les distances des tuyaux génèrent des pertes de pression.
  • La puissance de la pompe : bien calibrer sa pompe piscine pour un meilleur rendement.
  • La pression côté pompe : définition technique de la pompe piscine.
  • Les pertes de charge dans les canalisations : coudes et collecteurs augmentent encore les pertes.
  • L'optimisation du filtre et de la pompe : l'abaque d'optimisation donne des courbes à respecter.
  • Calcul d'un groupe de filtration pour piscine privée : Moteur de calcul précis pour calibrer vos installations piscines.

  • 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.

    Rôle de la pompe

    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.

    La filtration de piscine - Principe et calculs filtre et pompe
    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 page.

    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.

    Courbe de Filtation piscine pression / débit

    Pertes de charge dans les canalisations flexibles (Bars - m3/h)
    Pertes de charges dans les canalisations par longueur de 10 m
    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 déjàde 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.

    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.

     

    Les bonnes formules pour calculer la filtration de votre piscine privée

    Pour vous aider à concevoir votre piscine, calculez ici les caractéristiques du groupe de filtration de votre piscine : les caractéristiques minimum de la pompe et du filtre. Les résultats sont donnés à titre indicatif et n'engagent en aucun cas la responsabilité d'Eauplaisir. Remplissez tous les champs verts, puis appuyez sur le bouton « Calculer la filtration ».

    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.

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