Jeumont-Schneider Département des pompes hydrauliques
Jeumont-SchneiderDépartement des pompes hydrauliques
Deux systèmes principaux permettent de régler le débit d’une installation de pompage :
— par étranglement : c’est le plus simple mais il conduit à une consommation d’énergie souvent inadmissible ; le vannage introduit en effet une perte de charge supplémentaire et variable, donc une perte d’énergie dans le circuit ;
— par variation de vitesse : cela consiste à adapter la caractéristique de la pompe à la pression et au débit strictement nécessaires. La vitesse variable permet ainsi de s’adapter à la demande sans pertes inutiles, donc en assurant un gain d’exploitation par rapport à la solution précédente, face à la diminution des débits.
Le coût d’un groupe électro-pompe à vitesse variable, plus élevé que celui d’un groupe à vitesse fixe, se justifie pleinement en raison du grand nombre d’avantages qu’il présente :
— économie d’énergie ;
— réduction du génie civil (par diminution ou suppression des réservoirs) ;
— réduction de l’encombrement et de la spécification de la robinetterie (du fait de la diminution des groupes) ;
— réduction de l’usure du matériel, le fonctionnement se faisant en général au voisinage du rendement optimum ;
— absence d’excès de pression même à faible débit ;
— souplesse de démarrage et d’accélération ;
— prise en compte des conditions existant au niveau de l’aspiration ;
— asservissement aisé et fidèle ;
— possibilité d’une automatisation complète.
Son expérience de constructeur électronicien et hydraulicien, ainsi qu’en matière d’ingénierie et de systèmes, permet à notre société de répondre pleinement aux exigences d’un pompage moderne et économique, associant la vitesse variable électrique et les automatismes en vue des utilisations les plus variées : chimie, pétrochimie, agro-alimentaire, alimentation en eau potable, irrigation, etc.
À titre d’exemple, parmi nos très nombreuses réalisations dans les installations d’alimentation en eau potable, deux sont particulièrement intéressantes :
— celle de Clairfont (Haute-Garonne) où, à l’occasion d’une modernisation récente, nous avons substitué à l’entraînement par groupe Diesel des entraînements électriques à courant alternatif et à fréquence variable associés à un microprocesseur, permettant ainsi des économies d’énergie notables et une souplesse de fonctionnement accrue ;
— celle des Saintes-Maries-de-la-Mer, parce qu’elle répond parfaitement aux besoins des villes touristiques qui ont à faire face à des pointes importantes de consommation saisonnière. Il existe un vaste marché en France pour de telles stations de surpression (très répandues en Grande-Bretagne), qui permettent en outre, sur le plan de la protection des sites, de supprimer ou d’éviter la construction de châteaux d’eau, souvent peu esthétiques.
Usine des eaux de Clairfont
Depuis 1975, cette station de pompage alimente en eau potable la moitié de la population toulousaine, par un système de refoulement direct dans le réseau de distribution, avec un débit adapté à la demande des consommateurs et sous une pression constante. Son fonctionnement était jusqu’alors assuré par cinq pompes à vitesse variable, alimentées par groupes électrogènes, et quatre pompes à vitesse fixe.
En 1982, les cinq groupes Diesel ont été remplacés par cinq groupes électro-pompes équipés de moteurs asynchrones alimentés en fréquence variable par des variateurs électroniques, type JIS 611 D de 350 kW, raccordés au réseau 20 kV. Un automate programmable (type JSP 1 000) assure le pilotage automatique des neuf groupes, aussi bien en ce qui concerne la permutation des groupes que le démarrage ou l’arrêt, suivant la demande des consommateurs, le basculement en cas de défaut et le fonctionnement sur les deux groupes Diesel (gardés en secours en cas de coupure EDF).
Cette modernisation autorise, grâce à la vitesse variable électronique, un fonctionnement beaucoup plus souple, fiable et autonome de la station et une plage de variation plus étendue. Elle permet aussi de réaliser des économies d’énergie non négligeables.
Une extension de l’automate en consignateur d’état, avec une sortie sur imprimante, centralisant toutes les informations relatives à la station, est en cours de mise au point.
Commune des Saintes-Maries-de-la-Mer
Cette commune, qui compte une population de 2 100 habitants en hiver, voit le nombre des habitants raccordés au réseau passer à 25 ou 30 000 en juillet-août. Les besoins se sont accrus de façon importante en 1982, notamment à la suite de l’ouverture d'un camping, et iront en progressant lors de la finition des travaux du port de plaisance.
Nous ferons un bref rappel des travaux réalisés ces dernières années :
1976 : remplacement de l’ancienne station de traitement par une unité moderne pouvant traiter 150 m³/heure.
Dans le même temps, les installations de pompage ont été renforcées au niveau de la distribution.
1981 : la capacité de production a été portée de 150 à 225 m³/heure par le doublement des filtres. De plus, chaque année des renforcements de réseaux et des extensions ont été réalisés. Malgré ces améliorations sensibles, une pointe de consommation jamais encore atteinte de 5 200 m³/jour a été enregistrée en juillet-août 1982. Pour faire face aux besoins, il a fallu remédier à des insuffisances du traitement de l'eau et surtout du stockage, ce qui a été opéré de la façon suivante.
Production
La capacité de production, par l'achèvement d'une seconde batterie de floculation et de décantation, a été portée de 225 à 300 m³/heure, permettant d’atteindre en jour de pointe, avec un fonctionnement de 22 heures, un débit de 6 600 m³/jour assurant une marge largement suffisante.
Stockage
La capacité de stockage qui était de 1 350 m³ s'est avérée nettement insuffisante, compte tenu des besoins saisonniers. Aussi la Commune a décidé de construire un réservoir de 1 500 m³, compte tenu du réservoir existant, ce qui porte la capacité totale de stockage à 2 500 m³. L’ensemble de la construction comprend, outre le réservoir, la station de surpression.
Station de surpression à vitesse variable
La Commune, désireuse pour des raisons d’esthétique de supprimer le château d’eau existant, a dû s’équiper d'une station de surpression à vitesse variable totalement automatique, laquelle présente l'avantage considérable d’assurer une distribution d’eau potable ajustée en fonction de la demande et de délivrer un débit de 800 m³/heure, à pression constante. Les besoins varient dans le temps, le débit étant naturellement plus important le jour que la nuit, et l'été que l'hiver.
La demande du réseau est analysée à partir d'une mesure de débit et d'une mesure de pression. Lorsqu’apparaissent de très faibles débits, deux ballons de surpression de 3 m³ chacun restituent leur volume utile au réseau.
La station de surpression donne avec une grande souplesse une réponse immédiate aux variations, de deux façons :
— par démarrage successif de pompes en parallèle ; — par variation de vitesse de chacune des pompes, le débit étant proportionnel à la vitesse.
À cet avantage s’ajoutent de nombreux autres :
— elle se substitue à un château d'eau, d’où une meilleure intégration dans le paysage et des travaux de génie civil moins importants, donc moins onéreux ; — elle permet des économies d’énergie, les pompes étant toujours utilisées dans leur meilleure zone de rendement ; — elle assure un fonctionnement automatique, l'état de marche de la station pouvant être répercuté sur un poste téléphonique ; — c'est une solution idéale pour l’alimentation des villes à population variable.
Equipement de la station
La salle des pompes comprend :
— quatre variateurs de vitesse électroniques Jistrol 501 ou 510 ; ce sont des convertisseurs alternatifs-continus adaptés aux entraînements unidirectionnels de moteur à courant continu. Ils permettent de régler la vitesse ou le couple par action sur la tension de l’induit ; — deux groupes électro-pompes 125 FP2L de 75 m³/h dotés chacun d'un moteur à courant continu ; — deux groupes électro-pompes MEN 150-315 de 300 m³/h chacun également actionnés par moteurs à courant continu ; — deux ballons de surpression Hydrofort Charlatte de 3 m³ chacun ; — une armoire de relayage avec une chaîne de régulation ; — un pupitre électrique avec synoptique (affichage digitaux) ; — un débitmètre électro-magnétique ;
La salle électrique comporte :
— deux cellules d’arrivée ; — une cellule d'isolement ; — un transformateur de 200 kVA, modifiant le courant moyenne tension de 20 kV en 380 Volts ; — un disjoncteur ; — un comptage électrique ; — un groupe électrogène de 200 kVA à mise en route automatique, assurant une alimentation de secours en cas de défaillance du réseau.
Les caractéristiques de la station sont les suivantes :
— débit maximum : 600 m³/h avec extension à 800 m³/h par augmentation de la vitesse des deux pompes MEN 150-315 au-delà du synchronisme ; — pression fournie au réseau : 3,1 bars ; — fonctionnement hors saison touristique assuré par les deux pompes de 75 m³/h ; — fonctionnement en saison estivale assuré par les deux pompes de 300 m³/h ; — temps de réponse de la régulation et des variateurs quasi instantané à chaque modification de la demande des utilisateurs.
L'ensemble de cette réalisation a été conçu avec la participation de la Direction Départementale de l’Agriculture et de la Cie Générale des Eaux de Montpellier, gérante de la distribution d’eau potable.
Notre société a assuré la conception, l'étude, la construction et le montage des équipements électromécaniques de la station.
