invention pompe à main fleur

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des pompes à eau à main



5) En quoi consiste ce procédé ? Comment est-il mis en oeuvre ?
Il existe plusieurs dizaines de modèles de pompes à main et plusieurs façons de les classer.

On les choisit en fonction de leur hauteur d’aspiration ou de leur débit d’exploitation, lequel varie selon cette profondeur et le type de pompe.
On distingue alors les pompes dites aspirantes qui ne peuvent être utilisées que pour de faibles hauteurs d’aspiration (inférieures à environ
7 m comme les pompes VN6 ou Shalowell en Asie ), celles-ci étant les moins chères et les pompes refoulantes dont :
- les pompes à hauteur d’élévation moyenne (8 à 20 m environ comme la pompe Tara ),
- les pompes à hauteur d’élévation intermédiaire (jusqu’à 45 m voire 60 m) comme les pompes India Mark II, Afridev, Hydro-India 60 Vergnet, Afripump ou Kardia) ,
- les pompes à grande hauteur d’élévation (jusqu’à 80, 100 ou 120m comme les pompes Monolift, Volanta, India Mark III…).



Particularité des pompes refoulantes
Elles permettent de refouler l’eau plus haut que le niveau du sol. La capacité d’une pompe refoulante dépend de la pression de l’eau dans le corps de la pompe. Dans ce cas c’est la connaissance de la hauteur manométrique totale (HMT = Hauteur d’aspiration + hauteur de refoulement à proprement parler) qui permet, entre autres, de choisir le type de pompe nécessaire.
N.B. ceux qui souhaiteraient en savoir davantage sur la méthode précise de calcul de cette HMT peuvent consulter la première page du document suivant :
Leroy Sommer. Pompes – Méthode de Sélection. disponible en ligne sur :
http://www.midibobinage.fr/UserFile...

Il nous paraît cependant préférable, pour mieux comprendre leurs caractéristiques, de les classer plutôt en trois grandes catégories en fonction de la technologie choisie pour la partie « pompage » : piston, diaphragme ou rotor.
On peut aussi les distinguer ensuite en fonction de leur type de transmission : par tringlerie, par câble, par chaîne, ou par voie hydraulique et selon leur système de commande : par levier, par volant, par manivelle ou par pédale.
Il existe enfin diverses catégories de matériaux utilisés : fonte, acier, inox, PVC… C’est, entre autres, ce qui fait souvent la différence dans la solidité, le poids et le prix des pompes.

Ajoutons enfin que les deux principaux paramètres hydrauliques qui caractérisent une pompe, quel qu’en soit le modèle, sont :
- son débit ( en litres/heure ou en m3/h)
- sa hauteur manométrique totale (HMT), égale, aux pertes de charge près, à la somme de la hauteur d’aspiration et de sa hauteur de refoulement. Plus elle est élevée, plus le débit est faible.
(la hauteur d’aspiration, théoriquement limitée à 10,33 m, mais en pratique à 7 ou 8m compte tenu des pertes de charge correspond à la dépression nécessaire pour faire le vide dans un tuyau et y faire monter l’eau).

Chaque pompe est caractérisée par une courbe (abaque) représentant le plus souvent sa hauteur HMT en fonction de son débit dont il est conseillé de prendre connaissance avant tout achat.

a) Les pompes à piston
On distingue deux types de pompes à piston selon que celui-ci est initialement à l’extérieur du puits (pompe aspirante à piston émergé ou immergé sous le niveau d’eau. Si les conditions hydrauliques le permettent, ce qui n’est pas le cas de nombreux villages, il est préférable d’utiliser des pompes à piston émergé (moindre coût, facilité d’entretien et de réparation)

Les pompes à piston aspirantes (piston émergé) :

Le principe de fonctionnement de la pompe à piston diffère légèrement selon que l’on se trouve dans la phase d’amorçage de la pompe ou dans la phase d’utilisation.
On appelle phase d’amorçage celle durant laquelle, tout en versant un peu d’eau dans le corps de pompe, on actionne son bras pour faire monter l’eau avant de créer une dépression suffisante pour la faire monter.


Pompe aspirante Shalowell conçue avec
l’aide de l’UNICEF Malaisie
Lorsque l’on abaisse le bras de levier, on tire sur la tringle sur laquelle le piston est fixé. Dans la course ascendante du piston, le clapet monté sur celui-ci est fermé alors que le clapet inférieur est ouvert. Ceci provoque une aspiration de l’eau dans le corps de la pompe.. Quand on remonte le bras, la tringle descend avec le piston dont le clapet s’est ouvert, alors que le clapet inférieur sous le poids de l’eau s’est refermé. L’eau vient donc s’écouler au-dessus du piston.
Ensuite lorsque l’on ré-appuie sur le bras, la tringle monte et entraîne le piston vers le haut. Le clapet monté sur le piston se ferme – l’eau est refoulée vers la surface. En même temps, dans sa course montante, le piston aspire l’eau du puits dans la partie inférieure du cylindre, le clapet inférieur est ouvert. Le cycle est ainsi achevé.


Ces pompes sont les moins coûteuses (de l’ordre de 100 à 200 €) mais elles sont souvent plus fragiles et se détériorent vite dans le cas où l’eau
pompée est abrasive ou boueuse. Elles fonctionnent jusqu’à 7 m maxi de profondeur et ne sont donc surtout employées que pour les puits dont le niveau d’eau est bas.
Remarque : la hauteur d’aspiration d’une pompe varie d’un modèle à l’autre mais, pour un modèle donné, elle varie également en fonction de l’altitude. Ainsi en zone de montagne l’installation d’une pompe à main à piston aspirante ne pourra par exemple se faire que si la profondeur de la nappe phréatique n’excède pas 5 mètres pour un site situé à plus de 1200 mètres au-dessus du niveau de la mer.

Les pompes à piston refoulantes (à piston immergé) :

Le corps de la pompe est situé sous le niveau de l’eau mais le principe des mouvements des clapets et du piston reste le même que celui des pompes aspirantes. En revanche il n’y a plus besoin d’amorcer la pompe puisque le corps de la pompe est déjà sous l’eau.
Le principal avantage de ces pompes par rapport aux précédentes est qu’elles peuvent fonctionner à des profondeurs plus élevées (souvent près de 45 m mais parfois 100 voire 120 m). En revanche les opérations d’entretien et de réparation seront plus difficiles et coûteuses puisqu’elles nécessiteront l’extraction de pièces enfouies.
Exemples de pompes de ce type : India Mark II, Hydro-India 60 Vergnet, Afridev, Afripump (Voir fiche E 37 : Présentation de quelques modèles de pompes à main assez répandus)


b) Les pompes à rotor
Elles sont constituées d’un rotor en mouvement ayant une forme hélicoïdale à filetage simple, tournant dans un stator fixe en forme hélicoïdale à filetage double. La géométrie et les dimensions de ces deux pièces sont telles que lorsque le rotor est inséré dans le stator, il se forme une double chaîne de cavités étanches (alvéoles).

Lorsque le rotor tourne à l’intérieur du stator, les alvéoles progressent le long de l’axe de la pompe en décrivant une spirale sans changer de forme ni de volume, transférant ainsi le produit depuis l’entrée d’aspiration jusqu’à la sortie de refoulement.
Ces pompes sont relativement performantes et offrent l’avantage de ne pas utiliser de soupapes et de joints qui posent généralement des problèmes d’usure.
Ces pompes permettent également d’accéder à des nappes souterraines relativement profondes (45 mètres) ou elles peuvent être utilisées pour refouler l’eau si la hauteur d’aspiration nécessaire est faible. De plus elles peuvent aussi être utilisées dans le cas de pompage d’une eau chargée en impuretés ou abrasive sans risque important d’endommager la pompe.
Toutefois leur maintenance et leur réparation sont souvent un peu complexes et nécessitent l’intervention de techniciens spécialisés.
Exemple de pompe de ce type : la pompe à rotor hélicoïdal et à manivelle Monolift, qui peut aspirer à 100m de profondeur et refouler à 15 m, mais dont le prix « usine » est déjà de 2200 € pour aspirer à 60 m.

c) Les pompes à diaphragme
Elles sont constituées d’un manchon flexible à diaphragme, ou baudruche, placé à l’intérieur d’un cylindre rigide situé au-dessous du niveau d’eau. Ce dernier se gonfle et se dégonfle grâce à l’utilisation d’un système hydraulique actionné par un bras de manoeuvre.
Quand l’opérateur appuie sur le levier, le manchon se gonfle, d’où une augmentation de la pression d’eau dans le cylindre rigide qui provoque l’ouverture de la soupape de refoulement et la fermeture de la soupape d’aspiration. L’eau est alors refoulée à la surface.
Quand l’opérateur relève le levier, le manchon se dégonfle, d’où une diminution de la pression dans le cylindre rigide qui provoque la fermeture de la soupape d’aspiration permettant ainsi le remplissage du cylindre.
Ces pompes opèrent aussi à des profondeurs assez élevées (40 m). Elles offrent une étanchéité parfaite, surtout en comparaison des pompes à piston et un meilleur rendement mécanique puisque les frottements dans le mécanisme sont très limités. Elles fonctionnent sans problème avec des eaux boueuses ou abrasives.
Exemple de pompe de ce type : la pompe Hydro-India Vergnet 60 .A noter que des modèles similaires mais actionnées par pédale
(Voir Fiche E 39 « Les pompes à pédale à transmission hydraulique ») permettent d’atteindre les 60 ou 120m.


6) Principaux avantages et inconvénients et Coût des pompes

Villageoise Togolaises utilisant une pompe
AFRIDEV - Photo Caritas
Vous les trouverez dans la Fiche E 36 « Avantages et inconvénients des pompes à main. Comment les choisir et les entretenir ? » et de façon plus précise encore pour les principaux modèles de pompes dans la Fiche N° E 37 « Présentation de quelques modèles de pompes à main assez répandus ».