Détection et correction des désamorçages sur pompes de relevage : air, clapets, pertes de charge et protocoles de remise en service
Désamorçage des pompes de relevage : comprendre, diagnostiquer, sécuriser
Symptômes typiques et impacts sur l'installation
Le désamorçage d'une pompe de relevage (eaux usées, eaux brutes, eaux industrielles, effluents agroalimentaires) correspond à une perte partielle ou totale de la colonne d'eau côté aspiration, conduisant à un pompage instable ou nul. Sur site, il se traduit généralement par :
- chute de débit ou débit erratique,
- cycles courts (démarrages répétés),
- alarmes défaut (marche à sec, surcharge, défaut variateur, défaut niveau),
- vibrations, bruit de cavitation (souvent décrit comme un bruit de « graviers »),
- impossibilité de réamorçage sans action manuelle (purge, remplissage, remise en eau).
Pourquoi la cause est rarement unique
Dans la majorité des cas, l'incident résulte d'une combinaison de facteurs : air en aspiration (prise d'air ou poche), clapet anti-retour non étanche, pertes de charge devenues excessives, ou conditions d'aspiration hors enveloppe hydraulique (notamment un NPSH disponible trop faible favorisant la cavitation). Des défauts de montage/exploitation aggravent souvent le phénomène : absence de purge sur points hauts, conduite en contre-pente, niveaux mini trop bas, ou réglages d'automatismes inadaptés.
Objectif : traiter la cause racine et fiabiliser
L'objectif est de fournir une méthode opérationnelle pour : (1) identifier rapidement la cause principale, (2) corriger durablement (hydraulique, mécanique, instrumentation, exploitation), (3) remettre en service selon un protocole reproductible limitant les risques matériels et sanitaires.
Sur le terrain, S.A.R.L MORELEAU intervient sur ces problématiques en eau et assainissement : entretien, vente et réparation de systèmes de pompage, audits de traitement des eaux (optimisation/exploitation) et réfection d'ouvrages (tuyauteur, monteur, soudeur), avec une approche orientée diagnostic et remise en fiabilité.
Désamorçages : air, clapets et pertes de charge
Air aspiré et poches d'air : mécanismes et effets
Une prise d'air en aspiration (raccord, bride, joint, fissure, piquage corrosion, presse-étoupe/garniture selon conception) suffit à dégrader l'amorçage dès que l'aspiration fonctionne en dépression. Des poches d'air peuvent aussi se former sans fuite externe : points hauts non purgeables, contre-pentes, variations de niveau en bâche, ou vortex (entonnoir d'aspiration) si l'immersion est insuffisante ou si le calme hydraulique est dégradé.
Conséquences fréquentes : perte de débit, instabilités, coups de bélier lors des réamorçages et accélérations de vieillissement (roue, garnitures, paliers).
Clapet anti-retour : étanchéité et dynamique
Un clapet anti-retour non étanche (fibres, siège usé, battant grippé, ressort fatigué selon modèle) entraîne une vidange partielle de la conduite de refoulement à l'arrêt. Le redémarrage impose alors à la pompe de reconstituer une colonne instable, ce qui favorise l'aspiration d'air et le désamorçage, surtout si l'aspiration n'est pas pleinement noyée.
Un clapet mal dimensionné ou mal positionné peut aussi générer des pertes de charge supplémentaires et des transitoires (coup de bélier) pénalisant la stabilité.
Pertes de charge, HMT et NPSH : liens avec cavitation
Les pertes de charge se cumulent (singularités, vannes partiellement fermées, colmatage, rétrécissements, rugosité/corrosion, crépines, filtres, vitesses excessives). Une HMT plus élevée déplace le point de fonctionnement et peut éloigner la pompe de sa zone de meilleur rendement (BEP), augmentant le risque de cavitation.
En aspiration limitée, la condition de stabilité est classiquement : NPSHa (disponible) > NPSHr (requis) + marge. En cas de NPSHa insuffisant, la formation de bulles et leur implosion dégradent la roue et les étanchéités, puis conduisent à l'instabilité et au désamorçage.
Cadre d'exploitation : exigences et sécurité
Assainissement : continuité de service et autosurveillance
En assainissement, la prévention des débordements et la continuité de service imposent des ouvrages accessibles, maintenables et instrumentés selon les enjeux. Le cadre réglementaire des systèmes d'assainissement collectif et de l'autosurveillance est notamment défini par l'arrêté du 21 juillet 2015 (et ses versions consolidées).
Interventions : risques espaces confinés et atmosphères dangereuses
Les postes de relevage et ouvrages d'assainissement peuvent être des espaces confinés avec risques d'asphyxie/intoxication (ex. H2S), noyade, chute et manutention. Les principes de prévention (organisation, ventilation, contrôle d'atmosphère, permis d'intervention) sont rappelés par l'INRS et les autorités publiques, notamment via Travail-emploi.gouv.fr et les ressources INRS sur les espaces confinés.
Consignation électrique : prérequis avant remise en service
Avant toute intervention (mécanique, hydraulique, instrumentation), la consignation électrique et la maîtrise des énergies sont un prérequis. Le risque électrique et la consignation sont cadrés dans la norme NF C 18-510 (référencée par les pratiques de prévention du risque électrique), avec une synthèse INRS disponible ici : INRS ED 6187 - Prévention du risque électrique.
Diagnostic terrain : méthode structurée
1) Lecture rapide des indicateurs
- Pression refoulement instable, débit irrégulier, intensité moteur fluctuante.
- Présence d'air aux purgeurs/prises d'air, bruits typiques de cavitation, vibrations.
- Temps de réamorçage anormal, cycles courts, amorçage uniquement après arrêt prolongé.
2) Contrôles hydrauliques : localiser l'organe en cause
- Mesurer (si disponible) la pression aspiration et la pression refoulement et apprécier l'évolution des pertes de charge (vanne, colmatage, rugosité).
- Vérifier les niveaux en bâche : niveau mini opérationnel vs risque de vortex et marche à sec.
- Test clapet : observation de la tenue de colonne à l'arrêt (chute de pression, retour d'eau), inspection du siège/battant, recherche d'obstruction.
- Recherche de prise d'air : état des joints, couples de serrage, brides, piquages corrosion, points hauts non purgeables, tronçons en contre-pente.
Sur réseaux enterrés/inaccessibles, une approche par sectorisation, isolement et inspection ciblée est souvent nécessaire pour remonter à la zone défaillante.
3) Contrôles mécaniques et électriques
- Sens de rotation (triphasé), sous-tension, protections mal réglées, cohérence des rampes/paramètres variateur.
- État garniture/joints, usure roue (suspicion cavitation), alignement selon configuration.
- Confrontation courbe pompe / point de fonctionnement réel (HMT, débit), pour objectiver une dérive réseau.
Corrections : actions durables sur l'installation
Étanchéité et purge : supprimer l'air à la source
- Reprise d'étanchéité raccords/brides, remplacement joints, correction de défauts de planéité.
- Ajout/repositionnement de purgeurs aux points hauts, suppression contre-pentes, correction de tronçons piégeant l'air.
- En bâche : prévention du vortex (immersion minimale, déflecteurs si besoin, réglage des niveaux de commande).
Clapets anti-retour : fiabiliser le non-retour
- Nettoyage, remise en état (siège/battant/ressort selon conception et usure).
- Vérification du dimensionnement (DN, vitesses) et choix du type (battant, boule, double battant) adapté aux effluents (fibres, charges).
- Positionnement et accessibilité maintenance (limiter volumes de retour et transitoires).
Pertes de charge et NPSH : stabiliser l'hydraulique
- Curage/dégorgement, suppression d'étranglements, remise en état de tronçons rugueux/corrodes selon criticité.
- Optimisation du tracé (rayons de courbure, réduction des accessoires pénalisants), maîtrise des vitesses d'écoulement.
- Contrôle des crépines/paniers (colmatage), adaptation au niveau de charge.
- Ajustement du point de fonctionnement : roue, vitesse, ou redimensionnement si le réseau a évolué.
Protocole de remise en service sécurisé
Étape 0 : sécurisation et préparation
- Consignation, balisage, vérification des énergies, et application des règles internes d'intervention (dont NF C 18-510).
- Si ouvrage assimilable à espace confiné : ventilation, contrôle d'atmosphère, moyens de secours, EPI adaptés.
- Contrôle des vannes (isolement/refoulement) et du by-pass si présent.
Étape 1 : remise en eau et purge
- Remplissage progressif, ouverture des purgeurs aux points hauts.
- Vérification d'absence de fuite et tenue des assemblages.
Étape 2 : démarrage contrôlé
- Démarrage à débit/pression maîtrisés (rampes variateur si présent).
- Surveillance intensité, pressions, débit, vibrations, températures paliers.
- Validation du non-retour : arrêt et contrôle du maintien de colonne.
Étape 3 : validation de stabilité
- Essais en cycles répétés (arrêt/redémarrage) pour exclure tout désamorçage intermittent.
- Recalage des niveaux (flotteurs/sondes), temporisations, alarmes marche à sec.
Étape 4 : traçabilité et maintenance
- Compte rendu : causes, actions, mesures avant/après.
- Plan de maintenance préventive : clapets, purgeurs, nettoyage bâche/crépine, suivi intensité/pressions (tendance).
Mesure et autosurveillance : objectiver les dérives
Instrumentation utile pour limiter le curatif
Pour sortir d'une maintenance uniquement réactive, l'instrumentation suivante est généralement pertinente selon criticité : capteurs pression amont/aval, mesure d'intensité, compteur horaire, alarmes cycles courts, détection marche à sec, enregistrement de tendances.
Cas d'usage : prélèvement automatique en STEP
En autosurveillance, disposer d'échantillons représentatifs peut aider à corréler des dérives process (gaz, matières, colmatage) avec des événements d'exploitation. Selon le contexte, un préleveur automatique tel que HACH LANGE Bühler 3010 (préleveur à poste fixe) est utilisé pour organiser des campagnes de prélèvements et fiabiliser le suivi d'exploitation.
Réamorcer durablement : traiter la cause, pas le symptôme
Synthèse technique
Un désamorçage est le plus souvent la conséquence combinée de l'air (prise d'air, poches, vortex), d'un clapet anti-retour défaillant et de pertes de charge excessives, avec un impact direct sur la stabilité hydraulique, la tenue de colonne et le risque de cavitation (NPSH).
Conclusion et CTA
Une résolution durable repose sur un diagnostic instrumenté, des corrections ciblées (étanchéité, purge, clapets, réduction des pertes de charge, réglages d'automatismes) et un protocole de remise en service sécurisé et traçable. Pour fiabiliser un poste de relevage, réduire les arrêts non planifiés et stabiliser les coûts d'exploitation, contactez S.A.R.L MORELEAU et demandez un devis d'intervention (diagnostic, remise en état, audit et plan de maintenance).
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