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Pompes doseuses   : vers des dosages  plus précis et plus sûrs
Christophe Bouchet de EDITIONS JOHANET 02 janvier 2019 Paru dans N°417 - à la page 81

Peu d’équipements, au sein de la chaîne de traitement des eaux, sont aussi présents que les pompes doseuses. L’automatisation des procédés sur une large diversité d’applications a entraîné le développement d’une offre diversifiée qui sait désormais répondre à tous les besoins, même les plus complexes. Le choix de la pompe la plus adaptée, qui résulte bien souvent d’un compromis, n’en est que plus délicat…

En traitement des eaux, les pompes doseuses qui transfèrent un liquide en le dosant, sont omniprésentes. C’est vrai en eau potable comme en eaux usées ou en eaux industrielles et même en eaux de loisirs. Car rares sont les procédés qui ne nécessitent pas, à une étape ou à une autre de la chaîne de traitement, l’ajout de réactifs ou de produits de conditionnement destinés à faciliter ou optimiser le bon déroulement des opérations.
La pompe doseuse s’insère fréquemment dans un ensemble modulaire spécifiquement conçu pour les besoins de l’application. Certaines entreprises se sont spécialisées dans la réalisation de ces ensembles sur mesure destinés à répondre exactement aux besoins de l’exploitant. C’est par exemple le cas de TMR qui réalise des platines et des skids de dosage intégrés.

La plupart du temps, ces additifs sont des solutions liquides qui sont injectées par des pompes doseuses placées à proximité immédiate des process. Ces liquides sont très divers : il peut s’agir d’acides ou de bases pour corriger le pH par exemple, de produits précipitants, de floculants tels que du chlorure ferrique ou des produits apparentés, de coagulants, d’oxydants divers en solution, ou encore de biocides pour circuits de refroidissement, tours aéroréfrigérantes… etc. Quel que soit le process considéré et la nature du liquide dosé, l’exigence reste bien souvent la même : introduire une quantité précise de réactif dans une quantité précise d’eau à traiter à un rythme prédéfini.

Une autre catégorie d’applications est le prélèvement d’échantillons en vue de réaliser une analyse, par exemple. Souvent réalisés en laboratoire, ces prélèvements permettent de mesurer le même volume de façon constante à des intervalles de temps prédéfinis. Ils nécessitent d’être réalisés à l’aide d’équipements fiables mais aussi précis pour conférer aux résultats une représentativité et une reproductibilité certaines.

On trouve également, en traitement des eaux, des applications plus spécifiques comme par exemple l’alimentation des boues en filtre-presse, ce qui permet d’automatiser le process de déshydratation.
La pompe doseuse Gamma/X  de Prominent est utilisable à partir de 1 ml/h grâce à l’entraînement électromagnétique régulé pour le dosage en continu de petites quantités.

Sur l’ensemble de ces applications, la pompe doseuse peut fonctionner seule, en toute autonomie, ou au contraire s’insérer dans un dispositif plus conséquent sous la forme d’un panneau modulaire dont la fonction sera d’adjoindre une ou plusieurs autres fonctions au dosage, par exemple une préparation, une régulation, ou un système de nettoyage en place.

Quoi qu’il en soit, dans tous ces cas de figures, c’est l’application et les contraintes qui y sont associées qui vont conditionner le choix de la pompe et de la technologie sur laquelle elle repose.

Prendre en compte l’application, la pompe et son environnement

Quels sont les critères à prendre en compte pour choisir la pompe la plus adaptée à ses besoins ? Spyridon Kranias, Water Utility Market Manager chez Grundfos, cite « le couple débit-pression, la nature du produit à doser (température, viscosité, densité, compatibilité chimique…), la cylindrée et le mode d’injection (continu, proportionnel, par batch), le niveau de précision et de reproductibilité requis, et l’environnement dans lequel la pompe devra évoluer ». L’environnement physique, c’est à dire le temps de fonctionnement, le milieu éventuellement hostile, corrosif, explosif, températures extrêmes, etc... « Mais aussi l‘environnement matériel de la pompe dans la mesure où elle pourra s’insérer dans un dispositif requérant des préparations préalables ou des capacités de régulation ou d’asservissement, typiquement lorsque le débit d’un réactif devra être asservi au débit d’eau à traiter mais aussi à sa qualité qui peut être variable (pH, conductivité,...) ». La pompe s’insère alors fréquemment dans un ensemble modulaire spécifiquement conçu pour les besoins de l’application. Certaines entreprises se sont spécialisées dans la réalisation de ces ensembles sur mesure destinés à répondre exactement aux besoins de l’exploitant. C’est par exemple le cas de TMR qui réalise des platines et des skids de dosage intégrés, de TMI qui développe des équipements destinés à la préparation des floculants en poudres ou en liquides ou encore de ProMinent qui développe des systèmes et installations de dosage Cabdos ou Dulcodos, en version standard ou sur mesure. « Les systèmes complets facilitent grandement les choses, explique Claude Klein, Responsable du marketing chez ProMinent. Cette solution apporte à l’installateur l’assurance, le confort et l’efficacité en s’adressant à un seul interlocuteur expert qui prendra à sa charge de lui proposer un système clé en main, prémonté et testé en usine qui tiendra compte des bonnes pratiques de construction et de sécurité à envisager en fonction du process, de son implantation mais surtout des spécificités de la pompe doseuse utilisée et du produit dosé ». La diminution, depuis quelques années, du nombre de personnels exploitants sur le terrain favorise ce type de solutions.
Les modèles SMART Digital XL de Grundfos proposent une large plage de réglage de 1:800 ainsi qu’une précision de dosage élevée de ± 1,5 % du débit requis sur l'ensemble de la plage de fonctionnement. Cela permet un dosage précis, même pour de faibles volumes dosés. Du fait de leur précision, ces pompes sont particulièrement recommandées pour le dosage de produits chimiques concentrés ou à viscosité élevée jusqu’à 3000 cP.

Ces contraintes définies, il sera possible d’opter pour l’une ou l’autre des techniques de dosage disponibles sur le marché auxquelles répondent trois grandes familles de pompes doseuses. « La plupart des pompes doseuses reposent sur trois technologies volumétriques, explique Spyridon Kranias chez Grundfos, se différenciant par le mécanisme de mise en mouvement du liquide dosé : pompes doseuses à membrane, à piston ou péristaltiques. De plus, les premières se déclinent généralement en pompes électromagnétiques ou électromécaniques, suivant leur mode d’entraînement motorisé. Quant à la technologie péristaltique, elle se distingue des deux autres par le fait qu’elle repose sur l’écrasement d’un tube. Chacune de ces technologies a ses forces et ses faiblesses, des avantages comme des inconvénients ». Un point de vue partagé par Claude Klein chez ProMinent : « Il n’y a pas de technologie universelle, pas plus que de machine idéale. Le choix résulte bien souvent d’un compromis, après une analyse précise des besoins », explique-t-il.

Pompes doseuses électromagnétiques : une technologie mature qui évolue régulièrement

Les modèles électromagnétiques proposés par Aquacontrol, Dopag, Etatron, Iwaki, Lutz-Jesco, Milton Roy, Prominent ou Seko, sont les plus répandus en traitement des eaux. Leur fonctionnement repose sur un principe assez simple. Un électro-aimant déplace un axe magnétique vers l’avant et l’arrière par une succession d’activations et de désactivations. Ce mouvement est transmis à la membrane de dosage dont le déplacement crée une variation de volume dans la tête doseuse. Le débit de dosage est fonction de la longueur de la course et de la fréquence d’impulsions. Parmi leurs avantages, une large plage de débit de quelques ml/h à 75 l/h à une contre-pression maximum de 25 bar, des frais d’entretien et de maintenance réduits au minimum et une quasi-inusabilité. En traitement des eaux, on trouve les pompes électromagnétiques en eau potable pour le dosage de désinfectants, en eaux usées pour le dosage de floculants ou en eaux industrielles pour du dosage d'inhibiteurs de corrosion et de biocides en circuits de refroidissement.
Les nouvelles pompes LMI série PD de Milton Roy comportent une mécanique perfectionnée plus puissante, une nouvelle interface graphique et sont pilotables par commandes externes.  Le logiciel incorporé facilite l’accès aux nouvelles fonctions : aides à l’étalonnage, enregistrement des coups de pompe, du volume dosé estimé et des cycles 
de fonctionnement, …

ProMinent qui a conçu la première pompe électromagnétique au monde dans les années 1960 propose différents modèles dont la dernière-née, la Gamma/X qui intègre les plus récentes avancées intervenues sur cette technologie. « C’est une pompe à membrane avec électro-aimant régulée », explique Claude Klein. Le déplacement de la membrane est contrôlé au centième de millimètre près. Ce contrôle fin du déplacement ainsi que les paramètres collectés par les différents capteurs internes (déplacement, énergie absorbée, tension, fréquence, température…) permettent d’obtenir une précision de dosage extrême en réglant directement le débit (ou volume) souhaité, la pompe adaptera automatiquement sa cadence en fonction des variations de pression, afin de respecter la consigne demandée. Il est également possible de régler la vitesse d’aspiration face aux risques de cavitation (produit visqueux, dégazage…), et de maîtriser la vitesse de refoulement afin de réaliser un dosage continu (ou impulsionnel si besoin) sur une très grande plage de réglage ; une pompe de 15 l/h est par exemple capable de descendre à un débit de 0,025 l/h tout en garantissant un dosage continu et fiable, ce qui permet au client de rationaliser son parc installé avec 1 ou 2 modèles de pompe couvrant ainsi tous ses besoins. Avec ses différentes mesures internes, cette pompe doseuse intelligente est capable d’afficher directement la pression dans la tête doseuse sans recourir à un capteur de pression, « Cette technologie ouvre ainsi d’importantes perspectives au niveau sécurité », explique Claude Klein. Aucune pièce auxiliaire n'est en contact avec le fluide à doser, il n'y a pas de surfaces d'étanchéité supplémentaires et aucun composant électronique ne se trouve au voisinage des substances chimiques. La Gamma/X informe ainsi l’opérateur du bon fonctionnement de la pompe ou de la présence éventuelle de bulles d’air, d’une cavitation, d’une pression anormalement haute ou basse. Ces anomalies pourront être traitées comme avertissement ou défaut avec dans certains cas un arrêt de la pompe afin de sécuriser le process (ex canne d’injection bouchée). L’option Bluetooth offre également un confort et une sécurité d’utilisation inédits, il est ainsi possible de copier, dupliquer ou injecter un paramétrage type de son choix dans la pompe lors de sa mise en service, ou tout simplement de se connecter en direct avec la pompe sans avoir à ouvrir la porte du coffret de dosage et se mettre en zone de risque chimique pour un simple contrôle/paramétrage.

« L’électromagnétique est une technologie mature qui a beaucoup évolué avec l’apport de l’électronique embarquée et du développement des programmes mais aussi par la volonté d’un constructeur d’offrir un maximum de sécurité pour l’utilisateur, le process et l’environnement » précise Claude Klein.

Pompes électromécaniques : haute précision et reproductibilité

Les pompes électromécaniques développées par Milton Roy, Lutz-Jesco, ProMinent ou Grundfos sont dotées d’un entraînement qui repose traditionnellement sur un moteur asynchrone associé à un réducteur. Le débit de la pompe dépend de la cylindrée ou de la longueur de la course, ainsi que la fréquence d’impulsions qui peut être variable si un variateur de vitesse est utilisé. Il y a plus de 10 ans, Grundfos développait et mettait sur le marché une technologie innovante avec un modèle équipé d’un moteur pas à pas permettant un pilotage exact et plus flexible du moteur et donc une plus grande répétabilité et un dosage homogène. « Avec un moteur pas à pas, la pompe fonctionne toujours sur sa longueur de course maximale, explique Spyridon Kranias chez Grundfos. Cela permet d’atteindre des ratios jusqu’à 1:3000, concrètement avec une seule et même pompe on couvre les performances cumulées de plusieurs modèles de pompes doseuses traditionnelles ». Les pompes équipées de ces moteurs sont cependant un peu plus chères à l’achat, de l’ordre de 20 % selon Spyridon Kranias.
Les pompes doseuses électromagnétiques Verderdos VE et péristaltiques Verderflex VP de Verder disposent d'un contrôle intégré. Elles existent avec des débits réglables manuels, numériques et proportionnels, jusqu'à 24 l/h pour une pression maximum de 18 bar.

Grundfos a délibérément opté pour la technologie électromécanique sur l’ensemble de sa gamme, privilégiant sa série emblématique SMART Digital, même pour les modèles d’entrée de gamme. Les gammes DMX et DMH utilisent des moteurs asynchrones, tandis que la gamme de dosage numérique SMART Digital composée des séries DDA, DDC et DDE intègre des moteurs pas à pas. La série DDA (Digital Dosing Advanced), qui représente le haut de gamme chez Grundfos, associe précision et fiabilité d’un dosage numérique pour des applications exigeantes. En plus d’un moteur pas à pas à vitesse variable, elle intègre des capteurs et une électronique embarquée qui permet de pouvoir paramétrer le dosage de liquides visqueux jusqu’à 3.000 centipoises. Elle est également équipée d’un dispositif permettant de doser des liquides dégazant, typiquement l’hypochlorite de sodium en désinfection d’eau potable. « Ce dispositif, à la manière d’un vibreur sur un Smartphone, permet de faire vibrer la membrane même lorsque la pompe est à l’arrêt pour chasser les bulles d’air éventuelles qui s’accumuleraient dans la tête de dosage », souligne Spyridon Kranias. La pompe doseuse DDA-FCM intègre même, via un capteur de pression installé dans la tête doseuse et l’intelligence embarquée, une fonction mesure de débit qui permet de suivre précisément le débit réellement dosé par rapport au dosage attendu. L’installation d’un débitmètre derrière la pompe doseuse, particulièrement onéreux et complexe à mettre en œuvre à cause du caractère pulsatoire du dosage, devient inutile. Ainsi, lorsqu’elle est activée, la fonction AutoFlowAdapt garantit que le dosage se poursuit avec le débit requis, même lorsqu'il est soumis à des influences extérieures. La contre-pression fluctuante n'a plus d'impact sur le débit effectif : la consigne est respectée grâce au mécanisme de régulation de vitesse du moteur pas-à-pas qui compense automatiquement les écarts.

De nombreuses fonctionnalités sécurisent l’installation et le process, telles que le paramétrage en usine d’une pression maximale, ajustable le cas échéant par l’utilisateur sur la pompe, et qui arrêtera l’injection de produit si une cristallisation et un excès de pression survenaient, évitant ainsi une rupture de tuyauterie. Autre exemple avec le dosage de liquides dégazants où la commande du moteur est automatiquement ajustée dès que des bulles d'air sont détectées dans la tête de dosage pour les chasser et éviter le désamorçage de l'installation, problème récurrent avec l’injection d’hypochlorite de sodium du commerce.

La gamme ALP d’Albin Pump est équipée de galets permettant l’utilisation de tubes non renforcés avec des tuyaux en élastomère qui permettent par exemple de doser des produits corrosifs.

La gamme SMART Digital s’est récemment enrichie de trois nouvelles tailles de pompes (60-10, 120-7, 200-4) pour couvrir une plage de dosage allant de 0,075 à 200 l/h. A noter également que ces pompes sont dotées d’une alimentation électrique dite “universelle” (100-240 V, 50/60 Hz) qui leur permet de fonctionner partout dans le monde sans modification préalable.

La Qdos 20 de Watson Marlow a été développée pour le dosage de précision d'hypochlorite de sodium en applications de désinfection avec des débits jusqu’à 20 l/h et à une pression maximale de 7 bar. Elle est bien adaptée aux applications de traitement des eaux liées à l’injection de fluides haute pression dans les conduites.

A côté des pompes à membrane, les pompes doseuses à piston sont une autre catégorie de pompes volumétriques qui se caractérise par sa précision et son indépendance vis à vis de la contre-pression. La quantité est réglée proportionnellement à la longueur de course, leur reproductibilité autorise des dosages précis, même pour des quantités très faibles. Autre avantage de cette technologie, la possibilité grâce à plusieurs pistons d’autoriser des mélanges exacts où à rapport constant entre différents fluides à doser. Elle est exploitée par Lutz Jesco sur sa gamme Fedos® ou Kardos®, ProMinent sur sa gamme Sigma, Makro et Evolution, PCM avec Dosys™, Lewa avec ecoflow® ou Milton Roy avec ses gammes MilRoyal™ et PrimeRoyal™. « Cependant cette technologie décline depuis de nombreuses années au profit des doseurs à membrane qui apportent un dosage plus sûr, estime Amélie Drouard, Product Manager chez Milton Roy Europe. Par rapport au doseur à piston, et en plus de l’avantage du « zéro fuite », la technologie permet le pompage de fluides plus visqueux ou plus chargés ».


Pompes péristaltiques : répondre à de nombreuses contraintes

Les pompes péristaltiques proposées par Albin Pump, Aquacontrol, Lutz-Jesco, Prominent, PCM ou Watson Marlow reposent quant à elles sur la compression et la décompression alternée d’un tuyau souple déformable. Ce mouvement a pour effet l'aspiration du liquide et la propulsion du fluide contenu dans la pompe. À chaque écrasement du tuyau, il y a aspiration et refoulement d’un volume donné du liquide. Le débit de la pompe est donc proportionnel à la vitesse, ce qui la rend appropriée pour le dosage. 
La Fedos DX de Lutz-Jesco, commandée par microprocesseur, allie les caractéristiques des pompes doseuses à piston avec les toutes dernières exigences de la technique de dosage.
Elle s’utilise si l’on veut intégrer la pompe à des commandes ou à des circuits de régulation.

Le liquide, totalement contenu dans le tuyau, ne vient jamais en contact avec aucune pièce mobile. Conséquence directe, ces pompes peuvent travailler sur des fluides difficiles (visqueux, abrasifs, corrosifs, sensibles au cisaillement, chargés) et peuvent aussi fonctionner à sec, sans risque de désamorçage. Elles permettent une reproductibilité de ±1 % et une précision de mesure de ±5 %. Par ailleurs, le principe péristaltique réduit les risques de contamination et diminue les temps de maintenance, le tuyau, pièce centrale sur ce type de pompe, étant la seule pièce à entretenir. Autre avantage, une même pompe, grâce à plusieurs canaux, peut réaliser plusieurs dosages au cours de la même rotation. La présence de deux canaux exploités de manière déphasée permet également de réduire les pulsations. La pompe péristaltique Qdos20 de Watson Marlow, exploite par exemple cette technologie qui contribue ainsi à réduire encore plus l’amplitude des pulsations, les compressions tubulaires alternées assurant leur équilibrage. Il en résulte un déplacement presque continu du fluide et un dosage constant du produit chimique dans l'application.

Le matériau constitutif du tuyau doit évidemment être adapté au fluide dosé. C’est pourquoi les fabricants proposent une large gamme de tuyaux adaptés aux différents types de produits chimiques ou solides rencontrés. Albin Pump, grand spécialiste des pompes péristaltiques que la société fabrique en France à Montélimar (26), propose deux familles de pompes doseuses : une gamme reposant sur un écrasement par patin et une autre dont l’écrasement est réalisé par un galet. « Ce qui distingue l’une de l’autre, c’est essentiellement la nature du produit pompé et les conditions d’utilisation de la pompe, notamment les pressions de refoulement » explique Emmanuel Rolland, directeur des ventes France chez Albin Pump. La gamme ALH dont l’écrasement se fait par patins, permet d’utiliser des tuyaux renforcés en obtenant des pressions de refoulement jusqu’à 10 bar pour les petites pompes. La gamme ALP équipée de galets permet l’utilisation de tubes non renforcés avec des tuyaux en élastomère qui permettent par exemple de doser des produits corrosifs ou alimentaires. « Les pressions de refoulement sont de 2 ou 4 bar selon qu’on utilise un tuyau renforcé ou non », souligne Emmanuel Rolland. Albin Pump propose également des modèles dédiés à des applications plus spécifiques, comme par exemple l’alimentation de filtres presse, qui nécessitent des capacités de montées en pression plus importante.

« Dans la mesure ou il y a compatibilité entre le produit chimique et le produit véhiculé, il n’y a, à priori, aucune contre-indication à utiliser la technologie péristaltique, estime Emmanuel Rolland. Elle présente d’énormes avantages dont la simplicité de fonctionnement et la simplicité de son nettoyage et son entretien puisque seul le tuyau est en contact avec le produit ». Pour des applications de dosage, Albin Pump propose également une autre technologie reposant sur des pompes pneumatiques à membrane. « C’est une technologie spécifique qui se caractérise par un passage en ligne intégral et qui permet de positionner la pompe à 360° donc de l’intégrer très facilement au sein d’un process. Elle est aussi très compacte, très légère, et bien placée en termes de tarifs » souligne Emmanuel Rolland. Seul limite, le débit, pour l’instant limité à 120 l/minute.


Les pompes à vis excentrée : pour un dosage précis et sans pulsation

Les pompes à vis excentrée proposées par Seepex, Netzsch, Lutz-Jesco, PCM ou encore Becot présentent l’avantage de transférer les fluides sans pulsation. « C’est un avantage indéniable par rapport aux autres technologies de pompes doseuses », souligne Mathilde Migdalski chez Seepex. Lorsque les additifs dosés sont directement injectés en ligne, la pompe génère une qualité de produit final nettement meilleure. Les pompes à vis excentrée sont des pompes volumétriques qui déplacent des cavités proportionnellement à la vitesse de rotation du rotor. Ainsi, débit et vitesse sont directement proportionnels. Le serrage entre le rotor métallique et le stator en élastomère confère à la pompe à vis excentrée de nombreux avantages comparativement aux autres pompes volumétriques. Le débit est quasiment sans pulsation car l’action du rotor à l’intérieur du stator déplace un volume toujours constant. L’utilisation d’un ballon amortisseur de pulsation n’est pas donc pas requise. « Une simple pompe à vis excentrée remplacera un système complet qui aurait nécessité des amortisseurs de pulsation, des vannes de régulation, de clapet anti-retour et un système d’amorçage, explique Mathilde Migdalski. Les vannes de régulation ne sont pas nécessaires tant le déplacement des volumes est constant et sans pulsations, permettant une régulation du débit en temps réel. Le serrage entre rotor et stator crée une étanchéité qui évite le retour du produit et par conséquent l’utilisation de clapet anti-retour. C’est un avantage d’autant plus évident que les produits sont parfois collants ou contiennent des particules solides ».

PCM maîtrise également des solutions de dosage grâce à la technologie des pompes à rotor excentré Moineau™. « Lorsque le dosage doit être maintenu précis même lorsque les conditions de pression et de viscosité des produits pompés varient ou sont difficilement maîtrisées, cette technologie s’avère être la plus flexible, souligne Thierry Guichard, Industry Marketing Manager chez PCM. La série EcoMoineau™ C qui repose sur des pompes tout inox avec un large choix de stators en élastomères adaptés aux différentes agressions corrosives, est souvent privilégiée lorsque d’autres technologies atteignent rapidement leurs limites. Les pompes à rotor excentré peuvent tout aussi bien s’adapter à des procédés de dosage en continu qu’à des dosages de petites quantités répétés à des intervalles très courts. Elles sont tout particulièrement recommandées pour le dosage de produits fragiles qui ne supportent pas le niveau de cisaillement de certaines autres technologies ».

La Smart dosing Pump de Seepex associe les avantages du dosage classique d'une pompe à vis excentrée avec les dernières innovations concernant la régulation et le contrôle.

L’ensemble de ces technologies, et au sein de chacune d’entre-elles, les nombreux modèles proposés par les fabricants permettent de répondre à tous les besoins. Encore faut-il que ces besoins soient satisfait à un coût acceptable. Pour ceci, et outre l’investissement initial, les exploitants doivent prendre en compte, dans le calcul du coût de possession de leurs pompes doseuses, la consommation d’énergie, les frais d’entretien et de maintenance, les temps d’arrêt machine et les pertes de production occasionnées.

Pour les pompes doseuses de petites ou moyennes dimensions, les écarts de coûts liés à la consommation d’énergie entre différentes technologies ou différents fabricants sont négligeables. A l’achat, les considérations prioritaires reposeront donc sur les coûts de maintenance et les pertes de production potentielles associées au temps d’arrêt machine.

Alléger la maintenance et minimiser les temps d’arrêts

La plupart des fabricants ont donc travaillé sur un allègement et une simplification de la maintenance. Cela commence par une bonne information de l’utilisateur. Chez Grundfos, la gamme SMART Digital délivre un diagnostic précis des défauts éventuellement rencontrés sur des applications de dosage avec les pompes doseuses à membrane. Ces défauts s’affichent en texte explicite dans le menu d'alarme, si besoin avec le code article du kit maintenance correspondant. « La pompe n’affiche plus seulement une valeur mais un diagnostic qui permet à l’exploitant de savoir exactement ce qu’il convient de faire, souligne Spyridon Kranias. Le fait de pouvoir identifier une défaillance de fonctionnement avant un quelconque impact sur la pompe, voire sur le process, simplifie grandement la maintenance ». Même réponse chez ProMinent, le diagnostic d’un défaut et l’information sont essentiels sachant qu’une pompe électromagnétique offre une usure quasi nulle de l’électroaimant et de la membrane en téflon. Les pompes électromécaniques de la gamme Sigma (jusqu’à 1.030 l/h) sont depuis de nombreuses années équipées d’une double membrane de dosage avec détecteur de rupture pour garantir zéro fuite. ProMinent propose maintenant les pompes Gamma/X et SigmaX dans le cadre de l’industrie 4.0 avec le système DULCOnneX qui va permettre une maintenance prédictive. « Les utilisateurs profitent via internet à un accès simplifié et sécurisé aux paramètres d’état et à toutes les informations des pompes doseuses montées sur place ce qui permet d’anticiper et de sécuriser les process », explique Claude Klein.
La gamme de pompes doseuses péristaltiques à moteur pas à pas Nike Step Series distribuée par Aquacontrol permet un dosage de liquide très précis, de l'ordre de quelques ml. La version multifonction permet des dosages proportionnels en association avec un compteur d'eau, en mode batch (par lot avec temporisation) ou simplement en mode constant avec réglage manuel du débit.

Pour Lutz-Jesco, le coût de la maintenance préventive ne doit pas être rédhibitoire par rapport à la maintenance curative, cette marque peut fournir les pièces d'usure au détail, notamment les cartes électroniques, ce qui, en cas de coup de foudre, évite de remplacer la pompe complète. Un choix qui s'inscrit dans le développement durable pour Lutz-Jesco.

Chez Watson Marlow, les pompes péristaltiques Qdos ont été conçues pour espacer les intervalles de maintenance et réduire les impacts liés à l’arrêt de production et le coût total de possession. Des tubes ou matériaux adaptés dont le changement est rapide permettent de gagner du temps en minimisant les arrêts de production. Sur la pompe Qdos20, le temps de fonctionnement du process est optimisé grâce à la tête de pompe ReNu brevetée, qui se démonte et se remplace rapidement sans outil, et ne requiert ni maintenance ni formation spécialisée des opérateurs. Elle est, de plus, dotée d'un système intégré de détection de fuites qui réduit les pertes et évite à l'opérateur tout contact avec les produits chimiques. Des essais sur le terrain ont confirmé une durée de vie de la tête de pompe d’environ 12 mois. Sur sa gamme de pompes péristaltiques Dura et VF, Verder a également travaillé sur la longévité du tuyau, capable de supporter des applications hautement corrosives et abrasives. Même chose chez Albin Pump qui a doté sa gamme de pompes péristaltiques ALH d’une option “roue CIP/NEP” pour du nettoyage en place. « Cela permet aux utilisateurs, par une simple inversion du sens de rotation de la pompe (1/2 tour), de pouvoir faire rétracter les patins pour effectuer les opérations de nettoyage et stérilisation sans aucune intervention sur la pompe », explique Emmanuel Rolland. L’entreprise a également développé une pompe entièrement en plastique permettant de se prémunir contre une destruction partielle ou totale de la pompe en cas de percement du tuyau véhiculant un produit très corrosif. « Ce modèle élargit encore un peu plus le spectre d’applications des pompes doseuses péristaltiques, par exemple dans le secteur de la chimie mais aussi en traitement d’eau sur des applications spécifiques mettant en jeu des acides forts », souligne Emmanuel Rolland.

L’ergonomie et la convivialité ont également fait l’objet de nombreuses améliorations pour que l’utilisateur puisse exploiter plus facilement toutes les potentialités de sa machine.

Des pompes plus ergonomiques et plus simples à utiliser

Des claviers intuitifs, des écrans couleurs qui permettent une navigation en plusieurs langues et une interface plus conviviale permettent également de configurer plus facilement et plus rapidement les paramètres d’injection et de réglage de débit. Tous les fabricants ont remis à plat leurs IHM pour « développer une interface qui parle vraiment à l’utilisateur » comme l’indique Spyridon Kranias.

Ainsi les séries DDA et DDC de la gamme SMART Digital utilisent un bouton de navigation et de sélection ultra simple (rotation pour naviguer et appui pour valider) avec un grand écran LCD et des codes couleurs de signalisation, à l’image des feux tricolores de circulation : d’un coup d’œil et à distance, l’exploitant connaît l’état de fonctionnement de la pompe même s’il n’est que de passage à l’autre bout de la pièce.

Pour Lutz-Jesco les séries MAGDOS à entraînement électromagnétique et les séries MEMDOS SMART à moteur pas à pas utilisent la même interface électronique, ce qui permet de choisir la technologie de motorisation la plus adaptée au fluide, sans incidence sur les fonctions de contrôle/commande.

De nouvelles fonctionnalités améliorent aussi la sécurité et la fiabilité pour un dosage sans perturbations. « Toutes les gammes en profitent car fonctionnalités autrefois réservées aux pompes doseuses les plus perfectionnées bénéficient également aux modèles d’entrée de gamme » comme l’explique Claude Klein. La théorie du ruissellement joue ici à plein. Ainsi, la nouvelle série PD de Milton Roy bénéficie en standard des doseurs FastPrime™, qui facilitent l’amorçage grâce à leur purge intégrée et des doseurs AutoPrime™ pour doser sans difficulté les produits nécessitant un dégazage en continu. Certains modèles intègrent en plus la technologie de dégazage StayPrime™ qui permet de garder la pompe amorcée pendant une période d’inactivité et de relancer l’injection sans manipulation ni perte de temps. Même principe sur la Qdos 20 de Watson Marlow, conçue pour le dosage de précision d'hypochlorite de sodium, et qui accueille la même interface conviviale et les mêmes options de contrôle que les autres pompes de la gamme, garantissant ainsi une continuité avec les applications Qdos existantes. Le clavier intuitif permet des contrôles simples de la pompe soit par contrôle manuel ou à distance avec entrée et sortie 4-20 mA ou via Profibus. Le moteur Brushless maintient une précision de débit de ± 1 % avec une répétabilité de ± 0,5 % et un rapport de réduction de 3330:1.

Des architectures diversifiées

Les pompes doseuses savent également s’intégrer pleinement aux infrastructures de communication externes. Chez Verder, la nouvelle version Modbus® RTU de la pompe péristaltique Verderflex Vantage 5000 permet une intégration plus facile et une communication en temps réel pour établir un réseau de pompage complexe, à distance. Modbus® RTU permet par exemple à un simple automate, de travailler de multiples pompes doseuses, à adresse unique, dans des systèmes de dosage contrôlés numériquement à haute résolution.
La nouvelle pompe doseuse Proteus™ de Milton Roy intègre également de nombreuses entrées et sorties programmables et prend en charge les protocoles Profibus DP et Modbus RTU.
Ensemble de mesure, de régulation et dosage de pH en ligne. Réalisation TMR.

De même chez Grundfos, dont le module de communication GENIBus embarqué dans les DDA permet, via des passerelles de communication, d’accéder à des réseaux utilisant les protocoles Profibus DP, Modbus RTU ou Ethernet. Les exploitants peuvent ainsi connecter des équipements provenant de différents fournisseurs à un SCADA et assurer un contrôle et un suivi très précis des installations.

L’exploitation d’une communication bidirectionnelle permet également de maximiser les performances des process tout en minimisant les temps d’arrêt.
Chez Seepex, la Smart Dosing Pump embarque un automate programmable industriel pour permettre un fonctionnement autonome prenant en charge n’importe quel système de contrôle-commande. Les paramètres de régulation sont entrés et les capteurs sur la pompe donnent un retour sur les conditions de fonctionnement à l’automate intégré. Les procédés complexes de dosage sont ainsi assurés par la pompe elle-même, en mode continu ou par batch, de manière indépendante et avec précision.
Mettre à la disposition des exploitants les données sans cesse plus nombreuses collectées par la pompe permet d’optimiser les process de dosage. C’est aussi un pas supplémentaire vers une intégration plus poussée de ces équipements au sein d’un même projet et vers une globalisation des performances. « La quantité de données que les pompes génèrent dans les installations va nettement augmenter à l’avenir, analyse Claude Klein chez ProMinent. Il est essentiel de mobiliser toutes ces informations, et de les mettre à disposition de l’exploitant pour qu’il puisse les valoriser efficacement dans le cadre de ces process ».