Roues : une forme pour chaque fonction
La roue est l’élément qui assure le transport des eaux usées et constitue donc le « cœur » de la pompe. La qualité des eaux usées est toutefois très variable : les eaux usées peuvent par exemple contenir des matières solides, des lingettes, de la boue ou des matières fécales, susceptibles de mousser ou de former des filasses. Pour un fonctionnement toujours optimal, la roue devra être parfaitement adaptée à l’application prévue. L’objectif est toujours d’éviter les bouchages tout en assurant durabilité et efficacité.
La roue est l’élément qui assure le transport des eaux usées et constitue donc le « cœur » de la pompe. La qualité des eaux usées est toutefois très variable : les eaux usées peuvent par exemple contenir des matières solides, des lingettes, de la boue ou des matières fécales, susceptibles de mousser ou de former des filasses. Pour un fonctionnement toujours optimal, la roue devra être parfaitement adaptée à l’application prévue. L’objectif est toujours d’éviter les bouchages tout en assurant durabilité et efficacité.
Première étape : dimensionnement de la roue
Avant même de choisir la forme de roue, il convient de déterminer les paramètres de fonctionnement de la pompe, et notamment les caractéristiques hydrauliques telles que le débit et la hauteur manométrique. À partir de ces données, on pourra déterminer le type de pompe à utiliser de préférence ainsi que la taille et la puissance de la pompe. Le mode de fonctionnement joue également un rôle important à cet égard : la pompe doit-elle fonctionner en continu, ou bien de façon intermittente ou pour une courte durée ? Ces paramètres pourront par ailleurs permettre de sélectionner le type d’entraînement de la pompe, pour lequel on tiendra également compte du règlement européen fixant les exigences en matière d’écoconception (2019/1781/UE).
Deuxième étape : choix de la forme de roue
Une fois le type de pompe et la taille définis, l’étape suivante va consister à choisir la roue. KSB vous propose le type de roue adapté aux exigences spécifiques de chaque application. La qualité du fluide pompé, et plus particulièrement sa teneur en matières solides, constitue le critère principal pour le choix de la roue. S’agit-il d’eaux pluviales, d’eaux usées brutes ou prétraitées ? Les eaux usées contiennent-elles des matières fécales ou des lingettes ? Tous ces critères peuvent être convertis en valeurs mesurables. Parmi les facteurs d’influence et les critères décisionnels, trois grandeurs sont essentielles : la teneur en gaz, la teneur en sable et la teneur en matière sèche. Sur le plan technique, la dimension du passage libre ainsi que le rendement constituent des facteurs décisifs dans le choix de la roue.
Roue ouverte ou roue fermée ?
Voici un rapide aperçu des formes de roue et de leurs principaux domaines d’application. Tout d’abord, on distingue les roues ouvertes et les roues fermées. Une roue dite « ouverte » est dépourvue de flasque extérieur (côté aspiration). Les roues vortex, les roues monocanal diagonales, les roues multicanaux radiales et les roues dilacératrices appartiennent à la catégorie des roues ouvertes. Les roues monocanal et multicanaux appartiennent aux roues dites fermées.
Roues ouvertes
Roue vortex
Les pompes centrifuges avec roue vortex conviennent particulièrement pour les eaux usées chargées de matières solides et filandreuses, de particules solides de grande taille ainsi que d’inclusions de gaz et d’air. Il s’agit du type de roue offrant le passage libre le plus important parmi tous les types de roues existants. La roue vortex est par conséquent particulièrement bien adaptée pour les eaux usées à teneur élevée en gaz et en sable. La teneur en matière sèche (c.-à-d. la teneur en matières solides ; teneur en MS) ne doit pas dépasser 7 % ; le point de meilleur rendement, qui correspond au rendement optimal de la roue, se situe à 59 %.
Roue à passage libre
Roue monocanal diagonale
La roue monocanal diagonale, qui rentre également dans la catégorie des roues ouvertes, sert au transport de fluides contenant des matières solides et filandreuses, des particules solides de grande taille ainsi que des inclusions de gaz et d’air. Elle est ainsi adaptée au transport d’eaux usées brutes, d’eaux mixtes, de boues de circulation et de chauffage ainsi que de boues activées, brutes et digérées avec une teneur en matières solides maximale de 8 %, mais aussi de fluides à viscosité élevée. Son point de meilleur rendement se situe à 81 %. Le passage libre est important mais d’une taille toutefois inférieure à celui d’une roue vortex.
Roue monocanal diagonale, particulièrement adaptée aux eaux usées brutes, aux eaux mixtes, aux boues de circulation et de chauffage et aux boues activées, brutes et digérées.
Roue multicanaux radiale
La roue multicanaux radiale ouverte sert au transport de fluides contenant des matières solides et filandreuses, des particules solides de grande taille ainsi que des inclusions de gaz et d’air. Elle est ainsi adaptée au transport d’eaux usées brutes, d’eaux mixtes, de boues de circulation et de chauffage ainsi que de boues activées, brutes et digérées avec une teneur en matières solides maximale de 8 %, mais aussi de fluides à viscosité élevée. Son point de meilleur rendement se situe à 84 %, ce qui est comparable à celui des roues multicanaux fermées. Le passage libre est d’au moins 76 mm, ce qui répond à de nombreuses exigences locales.
Schéma d’une roue multicanaux radiale ouverte
Roue dilacératrice
Les pompes centrifuges à roue dilacératrice sont particulièrement recommandées pour le transport des eaux vannes avec une tuyauterie de refoulement relativement fine (DN 32 à DN 65). Son point de meilleur rendement se situe à 42 %, le passage libre maximal est de 7 mm.
La roue dilacératrice est particulièrement appropriée au transport d’eaux vannes dans des tuyauteries de refoulement fines
Roues fermées
Roue monocanal
La roue monocanal fermée est utilisée pour les eaux usées brutes contenant des matières solides et filandreuses, comme les boues de circulation et de chauffage, et convient également aux eaux mixtes. Elle permet également le transport des boues brutes, activées et digérées. La teneur en matière sèche est définie jusqu’à 5 %, le point de meilleur rendement se situe à 78 %.
La roue monocanal convient particulièrement aux boues de circulation et de chauffage, de même qu’aux eaux mixtes et aux boues activées, brutes et digérées.
Roue multicanaux fermée
La roue multicanaux fermée est le choix idéal pour le transport de liquides chargés de particules solides, boueuses, sans teneur en gaz et ne contenant pas de fibres susceptibles de former des filasses. Ce type de roue convient par ailleurs également pour les eaux usées dégrillées, les eaux usées traitées mécaniquement, les effluents industriels ou les eaux de décharge, mais aussi pour les eaux pluviales et les boues activées. La teneur en matière sèche maximale est de 3 %, le point de meilleur rendement se situe à 86 % et le passage libre peut atteindre jusqu’à 76 mm (3"), voire plus en fonction de la taille de pompe. Les roues multicanaux fermées possèdent le meilleur rendement des cinq types de roues présentés ici. Elles sont utilisées de préférence pour les eaux usées à charge polluante moins élevée ou prétraitées – en particulier avec une teneur en sable importante.
La roue multicanaux fermée est particulièrement adaptée aux liquides chargés de particules solides, boueuses, sans teneur en gaz et ne contenant pas de fibres susceptibles de former des filasses.
Fonte grise, fonte trempée ou acier inoxydable ?
En plus de la forme de roue, le choix du matériau est également primordial. D’une manière générale, la fonte grise est parfaitement adaptée à la plupart des utilisations, notamment en raison de l’abrasivité relativement réduite des eaux usées en comparaison avec d’autres fluides. Dans certains cas cependant, avec des eaux usées corrosives ou chimiquement agressives issues par exemple d’applications industrielles, il faudra opter pour des matériaux spéciaux.
Pour le pompage de fluides abrasifs, on utilise des alliages chrome-nickel durs afin de conserver les contours de la roue le plus longtemps possible et de garantir ainsi de manière optimale le rendement de la pompe et la sécurité de fonctionnement à long terme.
L’acier inoxydable duplex convient au transport de fluides chimiquement agressifs. Cet acier moulé inoxydable résiste à la cavitation, présente un très bon coefficient de résistance et est très résistant à la corrosion par piqûres lors du transport d’eaux usées acides à forte teneur en chlorures ainsi que d’eau de mer et d’eau saumâtre. Grâce à sa bonne résistance chimique, par exemple aux eaux usées contenant du phosphore et de l’acide sulfurique, ce matériau offre d’autres possibilités d’application dans l’industrie chimique et les procédés industriels.
Conclusion :
À chaque type d’eaux usées sa pompe
Avec son large éventail de roues, KSB est en mesure de fournir la pompe optimale pour chaque utilisation.