Slide 1

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 2

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


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Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 4

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 5

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 6

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


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Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 8

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 9

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 10

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 11

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 12

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 13

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 14

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 15

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 16

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 17

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18


Slide 18

Diagnostique, Retrofit et
Optimisation d’équipements de
pompage

COLLE Damien
Responsable Pole Etudes et Expertises
Centres de Services - ENSIVAL MORET

Sommaire
Présentation de la société
Introduction
Fonctionnement d’une pompe
Diagnostique d’un système de pompage
Solution d’optimisation et de réduction des coûts

2

Présentation de la société
Spécialisé dans la conception et la construction de pompes
industrielle
Débit jusqu’à 30.000 m3/h et des températures de services de
-160°C à 900°C

Savoir faire mondialement reconnu dans les industries
spécialisée dans des conditions de pompage difficiles :
Pétrole et gaz
Chimie
Solaire
Sucre
Marine et Dessalement
Minérale
Distribution de l’eau

Support Client:
Maintenance et remise en état de pompes toutes marques
Fiabilisation et études de solutions de pompage clés en main
Pièces de rechanges
Formations

3

Introduction
Les systèmes de pompage représentent 20% de la
consommation mondiale d’électricité et 25 à 50% de la
consommation d’énergie dans l’exploitation de certains sites
industriels et jusqu’à 75% dans le domaine de la distribution de
l’eau

Un système de pompage = une pompe + un entrainement + un
réseau de tuyauteries + des dispositifs de commandes
Fonction de la pompe : fournir l’énergie au fluide pour
l’acheminer dans des canalisations ou conduits vers un point
distant.

4

Introduction
Coût du cycle de vie d’un système de pompage

La pompe: seul élément du système consommant de
l’énergie pour transférer le fluide  élément central de
l’analyse
5

Introduction
La pompe n’assure sa fonction que lorsqu’elle est intégrée à un
système
L’énergie consommée dépend alors de :
La conception de la pompe
La conception de l’installation
La manière dont le système est utilisé

Objectif:
Réduire la consommation d’énergie ainsi que ses coûts en
harmonisant les différents facteurs entre eux et en maintenant
cette harmonisation tout au long de la durée de vie de
l’installation

6

Fonctionnement d’une pompe
Courbes caractéristiques des
pompes et réseaux
La courbe caractéristique du réseau représente
la hauteur ou la pression nécessaire à la
pompe pour refouler un débit donné dans le
circuit:
•

Hauteur statique : énergie nécessaire pour élever
le liquide  constante indépendante du débit

•

Hauteur dynamique : énergie nécessaire pour
compenser les pertes par frottement et par
singularité  varient comme le carré du débit

Le point de fonctionnement de la pompe est à
l’intersection de la courbe caractéristique de
la pompe et de la courbe du réseau

7

Fonctionnement d’une pompe
Plage de fonctionnement et fiabilité du système de pompage

8

Fonctionnement d’une pompe
A retenir:
Meilleur rendement à un seul débit
Domaine de fonctionnement préférentiel de 70 à 120% du
point de rendement maximal

En dehors de cette plage : la fiabilité du système diminue,
sa consommation d’énergie augmente fortement et les
risques de défaillance augmentent:
Recirculations internes
Flexion de l’arbre
Efforts sur les paliers et durée de vie des roulements
Elévation de température
Vibrations
Cavitation
Fiabilité de l’étanchéité
…
9

Diagnostique d’un système de pompage
Comprendre le procédé et son fonctionnement:
Inventaire complet de la documentation des éléments constituant le
système de pompage : Plan de circulation des fluides, dossier technique,
courbes caractéristiques des pompes, fiches techniques des moteurs, etc..
Analyser le procédé de pompage
Examen des règles d’exploitation
et de la conception du système
Identification des besoins du procédé

Analyser les historiques de maintenance
Inventaire des types d’avaries répétées
Identification des éléments représentant
des coûts de maintenance élevés.

10

Diagnostique d’un système de pompage
Audit sur site et analyse du réseau:
Bilan de santé de l’état mécanique et hydraulique de la machine:
Examen visuel
–
–
–
–

Fuites
Etat des châssis, fixations…
Echauffements
…

Mesures des performances
réelles sur site:
–
–
–
–
–

Débits
Pressions
Vitesses de rotation
Puissances absorbées et Rendements
…

Analyse vibratoire spectrale
-

Usure roulements et des paliers
Frottements
Cavitation
Recirculations internes
Résonance de châssis
…

Analyse du réseau
-

Courbes de réseau et pertes de charges
Etudes hydrauliques
…

11

Diagnostique d’un système de pompage
Conclusions Audit et Analyses:
Etablir les données entrée à l’étude des solutions d’amélioration:

– Identification des besoins du procédé
– Calcul du rendement réel des machines
– Identification des dysfonctionnements
– Identification des causes d’avarie
– Analyse du réseau et courbe caractéristique

12

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés
Objectif: Eviter le surdimensionnement de la pompe et ajuster en
permanence le point de fonctionnement au point de meilleur rendement
afin de réduire la consommation énergétique et éviter les fonctionnements
en dehors des plages d’utilisation recommandées.
Données d’entrée: Connaître la demande de débit au cours du temps et les
caractéristiques du réseau (courbes de pertes de charge)
Méthodes: Adapter les choix en fonction des besoins et des
caractéristiques du réseau
Retrofit d’équipement
Variation de vitesse
Fonctionnement des pompes en parallèle
Régulation…

13

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du
procédés – Exemple
Variation de vitesse sur une ensemble de pompe de
piscine
Surconsommation – avaries répétées – mauvais rendements
Résultat de l’audit et du bilan de santé des machines:
– Surdimensionnement des pompes par rapport au risque
de colmatage des filtres
– Fonctionnement des pompes en dehors des plages
préférentielles
– Vibrations dues à une mauvaise installation des pompes
et de mauvaises conditions d’exploitation
– Coûts de maintenance corrective très élevés
Solutions:
– Standardisation des matériels
– Regroupement des pompes
 Gain énergétique 30%
– Installation de variateur de fréquence pour piloter la
directement sur la
vitesse en fonction de l’encrassement des filtres
consommation
– Maintenance préventive
14

Solutions d’optimisation et de
réduction des coûts
Contrôle de l’efficacité du système par rapport aux besoins du procédé –
Exemple
Régulation – Entrepôt pétrolier – Revamping
chargement camion
Problématique : diminuer les temps de chargement
camion
Résultat de l’audit:
– Validation des performances des pompes
– Le débit de remplissage des camions est
inférieur au potentiel hydraulique des
installations : 70 à 90 m3/h mesuré au lieu de
110 à 125 m3/h possible
– Pertes de l’ordre de 20% dans les By-Pass de
protection en fonctionnement nominal
Solutions:
– Ré-équilibrage du fonctionnement des
pompes : privilégier les fonctionnements en
parallèle des pompes de même taille
– Régulation des By-Pass

Clapet de
non retour

Pompe

Filtre

By
pass

Aspiration

 Gain de 30% sur le temps de
chargement
15

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes
Objectif: maintien du rendement de la pompe dans sa plage de
fonctionnement admissible
L’augmentation des pertes de débit par fuites internes ou externes est la cause
la plus importante de la chute du rendement, de la pression de refoulement et de
l’augmentation des risques de cavitation
exemple: un jeu hydraulique anormal de 5mm au lieu de 0,6 réduit le rendement d’une roue fermée de 10 à
15% et d’une roue semi ouvertes de 10 à 20%

Les dysfonctionnements entrainant des vibrations excessives (cavitation,
obstruction, fonctionnement en dehors du domaine préférentiel…) sont aussi la
cause de perte de rendement
Méthodes:
Surveillance des fuites
Surveillance des vibrations, du débit, des puissances absorbées
Organisation de la maintenance et de la surveillance
16

Solutions d’optimisation énergétique
et de réduction des coûts
Surveillance et maintenance des systèmes – Exemples
Usures et fuites internes sur une station de pompage dans le domaine de
l’irrigation
Besoins saisonniers : débit de 400 à 1700 m3/h
Rendements pompes au neuvage : 73%
Résultat de l’audit et du bilan de santé:
– Débit mesuré 1200 m3/h maximum
– Pertes : 30%
Conclusions:
– Usure hydraulique
– Usure mécanique
– Fuites garnitures
Solutions:
– Remise à niveau du matériel
 Gain de 25% sur le débit
– Reprise des jeux hydrauliques
distribué
– Nouveau système d’étanchéité

17

Conclusion
Méthodologie de diagnostique et optimisation énergétique:
Poser la problématique:
Comprendre le fonctionnement global de l’installation de pompage
Lister les problèmes rencontrés
Identifier les besoins réels

Audit de l’installation
Identifier le point de fonctionnement des pompes par rapport aux
caractéristiques du réseau
Déterminer la consommation réelle et les rendements actuels
Identifier les dysfonctionnements
Analyse du réseau et courbe caractéristique

Plan d’action
Remises à niveau et retrofit du matériel
Etude et solutions d’optimisation pour améliorer l’efficacité du système
Surveillance et Maintenance
18