Richard Sun
20 ans d'expérience dans la fabrication de pompes
Qu'est-ce qu'une pompe d'irrigation ?
Une pompe d'irrigation est un type de pompe qui transporte l'eau destinée à l'irrigation des cultures. Le moteur principal de cette pompe est soit un moteur électrique, soit un moteur diesel. Le moteur principal fournit l'énergie utilisée pour transporter l'eau de sa source à la destination voulue. Cette pompe fonctionne grâce à un mouvement, soit rotatif, soit alternatif. Ce mouvement crée un état de basse pression communément appelé vide. Avec un vide, le fluide est forcé de se déplacer de son stockage/source vers la pompe. Grâce au mouvement des pièces internes, l'eau acquiert de l'énergie cinétique et de l'énergie de pression, ce qui lui permet de se déplacer jusqu'à la destination voulue.
Comment fonctionne une pompe d'irrigation ?
Les pompes d'irrigation sont des pompes centrifuges. Comme leur nom l'indique, ces pompes fonctionnent grâce à la force centrifuge. Les principales pièces de la pompe comprennent un moteur d'entraînement, un arbre, un accouplement, une roue et un corps. Le moteur d'entraînement fournit la puissance de rotation à l'arbre. La roue est généralement montée sur l'arbre. Ainsi, la rotation de l'arbre entraîne la rotation de la roue. La rotation de la roue crée un vide à l'intérieur de la pompe, ce qui a pour effet d'aspirer l'eau de sa source vers la pompe. Lorsque l'eau pénètre dans la pompe et grâce à la rotation de la roue, elle acquiert davantage d'énergie cinétique et se dirige vers le corps de la pompe. À l'intérieur du corps, la vitesse de l'eau (énergie cinétique) diminue tandis que l'énergie de pression augmente. L'énergie de pression garantit que l'eau dispose de l'énergie nécessaire pour s'écouler vers la destination voulue. Ce type de pompe convient à tous les types d'irrigation, tels que l'aspersion, l'irrigation latérale, l'irrigation par pivot central et l'irrigation par sillons. La figure ci-dessous montre les composants d'une pompe d'irrigation centrifuge et son mécanisme de fonctionnement.
Figure : Fonctionnement de la pompe centrifuge (https://medium.com/@marinerspoint/centrifugal-pump-parts-working-and-diagram-98d19e7e9d12)
Types de pompes d'irrigation
Il existe différents types de pompes d'irrigation centrifuges conçues pour l'irrigation des cultures. Ils sont présentés ci-dessous :
Pompe d'irrigation monobloc
Cette machine n'a pas d'accouplement, comme c'est le cas pour d'autres pompes. Un seul arbre relie le moteur électrique et la roue. Cette conception permet de réduire le coût de la pompe. Elle permet également de réduire les pertes d'énergie liées à l'utilisation d'un accouplement dans d'autres pompes. La principale caractéristique de ce dispositif est que les orifices d'aspiration et de refoulement sont orientés à angle droit l'un par rapport à l'autre. Il s'agit d'une pompe très courante sur le marché.
Avantages
- Conception simple qui facilite les réparations, le nettoyage et l'entretien.
- Taille réduite par rapport aux autres pompes.
- Moins de perte d'énergie car il n'y a pas d'accouplement par rapport aux autres pompes.
- Elle est moins chère que les autres pompes d'irrigation centrifuges.
- Taille polyvalente pour s'adapter aux différents débits et aux différentes hauteurs de chute.
- Facile à installer.
- Débit élevé.
- Haute efficacité.
- Grande fiabilité grâce à une conception superbe.
- Rentabilité
Inconvénients
- Il faut l'apprêter avant de l'utiliser.
- La flexibilité est limitée car la pompe et le moteur sont reliés par un seul arbre.
- Il peut souffrir de surchauffe, surtout s'il est utilisé au-delà de sa capacité.
- Il est sujet à la cavitation.
- Il n'utilise qu'une seule roue.
Pompe d'irrigation auto-amorçante
La particularité de cette pompe est qu'elle s'amorce d'elle-même avant que le processus de pompage normal ne commence. Ainsi, l'opérateur n'a pas besoin d'ajouter manuellement de l'eau à l'intérieur de la pompe pour effectuer un amorçage normal, ce qui est courant sur d'autres pompes. Lorsque la pompe est mise en marche, sa roue tourne, ce qui crée un vide. L'eau est alors aspirée de sa source dans la pompe. L'eau se mélange à l'air à l'intérieur de la pompe. L'air ayant une faible densité, il s'élève au-dessus de l'eau. Le mélange air-eau monte dans la pompe vers l'orifice de sortie, où l'air est évacué et l'eau retourne dans le réservoir de la pompe. L'eau se mélange alors à l'air restant et remonte à nouveau. Le processus se répète jusqu'à ce que tout l'air soit évacué, puis le pompage normal de l'eau commence.
Figure : Pompe auto-amorçante évacuant l'air
Source : https://www.northridgepumps.com/article-89_what-are-self-priming-pumps
Avantages
- Capacité à s'amorcer.
- Taille polyvalente permettant de s'adapter à différentes têtes et différents débits.
- Débits élevés.
- Faibles coûts d'entretien.
- Installation et réparation faciles.
- L'amorçage prend moins d'une minute.
- Facile à utiliser.
- Il est capable de traiter de l'eau contenant des solides en suspension.
- Très fiable et durable.
- Conception compacte et simple.
- Résistant à la corrosion.
Inconvénients
- Il a besoin d'être apprêté lorsqu'il est neuf ou après une longue période d'inutilisation.
- Le rendement est relativement inférieur à celui des autres pompes.
- Coût initial relativement élevé.
Pompe d'irrigation submersible
Cette pompe, comme son nom l'indique, fonctionne en étant immergée dans l'eau à pomper. Elle convient au pompage de l'eau des trous de forage, des réservoirs souterrains profonds et d'autres cas similaires. Le fabricant conçoit la pompe avec un corps hermétiquement scellé pour s'assurer qu'aucune goutte d'eau ne pénètre dans la pompe. L'eau pénétrant dans la pompe endommagerait le moteur de la pompe et d'autres composants électriques, ce qui rendrait la pompe inutilisable. La pompe est équipée d'un câble d'alimentation qui transmet le courant de la prise de courant à la pompe. La pompe est également dotée d'un système de contrôle qui permet à l'utilisateur de la mettre en marche ou de l'arrêter sans avoir à la sortir des profondeurs du sol.
Avantages
- Il fonctionne lorsqu'il est immergé dans l'eau.
- Il ne permet pas la perméabilité à l'eau.
- Il fonctionne en immersion dans l'eau.
- Il a une longue durée de vie.
- Très fiable et rentable.
- Il est auto-amorçant.
- Haute efficacité.
- Débit et hauteur de pompage élevés.
- Taille polyvalente.
- Résistance à la corrosion.
- Conception compacte et simple.
Inconvénients
- Coût initial élevé par rapport aux autres pompes de même capacité.
- L'inspection, la réparation et l'entretien constituent un défi.
- Il est sujet à la cavitation.
Pompe d'irrigation à boîtier divisé
Pompe d'irrigation à boîtier divisé
Cette pompe est composée de deux chambres. Les deux chambres sont reliées entre elles par des boulons et des écrous. Certains modèles sont dotés de deux orifices d'aspiration, ce qui permet une double aspiration et, par conséquent, un débit élevé. Ces pompes sont fabriquées dans des matériaux métalliques résistants qui garantissent leur sécurité face à la haute pression et à la corrosion. Il en existe deux types : le type vertical et le type à division verticale. Les pompes verticales sont moins encombrantes que les pompes horizontales de même capacité. Ce type d'appareil convient aux endroits où une pression élevée est nécessaire. Le type horizontal est le plus courant des deux. Il convient à une utilisation où l'eau est nécessaire à une pression constante et pendant de longues heures de travail.
Figure : Pompe d'irrigation à boîtier divisé
Avantages
- Très fiable par rapport à la plupart des autres pompes.
- Débits élevés de 3500 m3/hr
- Capacité à travailler pendant de nombreuses heures sans surchauffe.
- Double capacité d'aspiration.
- Facile à monter et à démonter.
- Résistant à la corrosion.
- Capacité à supporter une forte pression.
- Durabilité et fiabilité élevées.
- Disponible en aspiration simple ou double.
- Accès facile aux composants internes.
- Facilité d'installation, de réparation et d'entretien
- Disponible en plusieurs tailles.
- Résistant à la corrosion.
- Haute efficacité.
Inconvénients
- Coût élevé par rapport aux autres pompes.
- Faible flexibilité relative.
- De grande taille et donc de poids élevé.
- Nécessite un apprêt.
- Sujet à la cavitation.
Pompe d'irrigation à énergie solaire
Il s'agit d'un type particulier de pompe alimentée par l'énergie solaire. La pompe utilise des panneaux solaires photovoltaïques (PV) qui captent l'énergie solaire et la transmettent à la pompe. La pompe se compose de panneaux solaires, d'un régulateur de charge, de disjoncteurs/fusibles et de câbles électriques. La pompe fonctionne de la même manière que les autres pompes centrifuges : lorsqu'elle est mise en marche, elle fait tourner la roue et génère ainsi la pression et l'énergie cinétique nécessaires au transport de l'eau jusqu'à l'endroit voulu. Cette pompe est applicable à presque tous les types d'irrigation tels que l'irrigation par sillons, l'irrigation en terrasses, l'arrosage, l'irrigation par pivot central et l'irrigation latérale.
Figure : Pompe à énergie solaire pour l'irrigation (https://www.jesaton.co.ke/solar-water-pumping-systems-installation-in-kenya/).
Avantages
- Facile à réparer et à entretenir.
- Respectueux de l'environnement.
- Convient aux régions éloignées.
- Installation facile.
- Très fiable.
- Longue durée de vie.
- Faibles exigences en matière d'entretien.
- Portable.
- Pas de frais de carburant.
- Peu de main-d'œuvre est nécessaire.
Inconvénients
- Coûts initiaux élevés.
- Il ne peut pas fonctionner la nuit ou par temps nuageux.
Pompe d'irrigation à moteur diesel
Il s'agit d'une pompe alimentée par un moteur diesel. La pompe et le moteur sont assemblés en une seule unité. Elle convient lorsque la source d'eau est éloignée du réseau électrique. La rotation du vilebrequin du moteur contribue à faire tourner l'arbre de la pompe, ce qui entraîne la rotation de la roue et permet l'écoulement du liquide. Cette pompe peut être utilisée pour l'irrigation par aspersion, l'irrigation latérale et l'irrigation par pivot central.
Figure : Pompe d'irrigation à moteur diesel (https://www.purityfire.com/gasoline-diesel-pump/portable-2-inch-3-inch-irrigation-diesel.html ).
Avantages
- Très portable.
- Convient pour une utilisation dans les zones reculées.
- Taille polyvalente.
- Longue durée de vie.
- Large gamme de débits et de hauteurs de chute.
- Facile à installer et à réparer.
Inconvénients
- Coûts d'entretien et d'exploitation élevés.
- Consommation d'énergie élevée.
- Il a besoin d'un apprêt.
- Lourde par rapport aux autres pompes.
Étapes pour choisir la bonne pompe d'irrigation
Déterminer les besoins en eau
Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de cette première étape. Il s'agit notamment de
- Volume d'eau. La question à laquelle il faut répondre ici est la suivante : "Quelle est la quantité d'eau nécessaire par jour ?".
- Déterminez ensuite la source d'eau. Par exemple, si l'eau provient d'un puits profond, il est préférable d'utiliser une pompe submersible. Si l'eau provient d'un puits peu profond ou d'une rivière, une pompe monobloc, une pompe à carter divisé ou une pompe auto-amorçante conviendront parfaitement.
- Capacité et taille de la pompe. Sur la base du volume d'eau nécessaire par jour, estimez la taille et la capacité de la pompe. Si vous n'êtes pas sûr de savoir comment faire le calcul, vous pouvez consulter des experts en pompes qui, sur la base des besoins quotidiens en eau, vous proposeront différentes pompes qui vous conviendront le mieux. Choisissez celle qui vous conviendra le mieux.
- Entretien et durabilité. L'expert en pompes vous proposera différentes options, mais veillez à choisir celle qui est fabriquée dans des matériaux solides. Elle résistera ainsi à la corrosion. Choisissez également celle qui ne tombera pas en panne trop souvent, car elle finirait par vous vider les poches en raison des réparations et de l'entretien fréquents.
- Le budget. Dans ce cas, essayez de comparer les différentes options de pompes et leurs prix. Tenez également compte des frais d'installation, de la consommation d'énergie et des coûts d'entretien. En conclusion, choisissez une pompe adaptée à votre budget, mais veillez à ce qu'elle réponde à vos besoins de pompage.
Dimensionner correctement la pompe.
Pour choisir la meilleure pompe d'irrigation, il faut tenir compte de facteurs tels que la pression et le débit. Cela permettra de s'assurer que la pompe correspond à vos besoins en matière d'approvisionnement en eau. Ainsi, calculez la taille optimale de la pompe en fonction de la hauteur de charge, des débits et des conditions de fonctionnement. Si vous choisissez la pompe correctement, vous obtiendrez celle qui répondra efficacement à vos besoins quotidiens en eau, sans sous-performance ni surcharge. En outre, une pompe bien dimensionnée sera moins coûteuse à faire fonctionner, car elle ne tombera pas fréquemment en panne. Elle ne consommera pas non plus trop d'énergie. Quatre facteurs clés vous aideront à sélectionner la pompe d'irrigation idéale :
- Pression et débit. Le débit correspond au volume d'eau nécessaire dans un certain laps de temps. Il est mesuré en termes de m3/heure, litres par minute (LPM) ou gallons par minute (gpm). Quelle est donc la quantité d'eau dont vous avez besoin en une heure ? Veillez à ce que le débit et la pression demandés correspondent à la pompe qui sera achetée.
- Taille de l'entrée et de la sortie. Veillez à ce que la pompe soit adaptée à la taille du système de pompage, c'est-à-dire que les orifices d'entrée et de sortie correspondent à la taille des tuyaux pour un transfert efficace de l'eau. Cela permet également de s'assurer que les tuyaux et les vannes ne fuient pas en raison d'une pression excessive.
- Hauteur verticale (hauteur de chute). Quelle est la distance verticale à laquelle la pompe peut élever l'eau ? Il s'agit d'un facteur très important qui permettra à la pompe d'irrigation de soulever efficacement l'eau de sa source.
- Distance de pompage horizontale. Ce facteur, associé à la hauteur verticale, affecte de manière significative la capacité de votre pompe à transférer l'eau vers une destination spécifique.
Spécifications de la pompe
- Débit d'évacuation. Il est également connu sous le nom de débit. Plus le débit est élevé, plus le pompage est rapide, et inversement. Veillez à ce que le débit de refoulement corresponde au débit dont vous avez besoin. Ce débit est également lié à la quantité d'eau dont vous avez besoin par jour.
- Puissance requise. Il s'agit de la puissance dont la pompe a besoin pour vous servir lorsqu'elle est utilisée. Elle est mesurée en chevaux (hp) ou en kilowatts (kW). La puissance requise dépend de la hauteur de charge totale et du débit. Plus la hauteur de chute et le débit sont élevés, plus la puissance est utilisée, et donc plus le coût de l'énergie est élevé.
- Niveau sonore. Choisissez une pompe conçue pour réduire le bruit. Cela est nécessaire, en particulier lorsque la pompe est installée à proximité d'un bâtiment résidentiel. Cela évitera de déranger les personnes vivant à proximité.
- Matériaux de construction. Vérifiez quels matériaux ont été utilisés pour fabriquer votre pompe. Dans ce cas, il est conseillé de choisir une pompe fabriquée dans des matériaux résistants à la corrosion. Il peut s'agir d'acier ou de thermoplastiques de haute qualité. Le choix d'une pompe avec de tels matériaux lui permettra de durer des dizaines d'années.
Vérifier la garantie de la pompe
Vérifiez la garantie de la pompe avant de l'acheter. La garantie montre que l'entreprise est convaincue de vous avoir vendu un produit parfait. De même, si la pompe présente des défauts de fabrication, cela signifie que le fabricant sera disposé à échanger la pompe défectueuse contre une pompe neuve et en bon état.
Facteurs à prendre en compte lors de la sélection d'un système d'irrigation
Type de sol
Le type de sol affecte considérablement la méthode d'irrigation employée ainsi que les durées d'irrigation. Les sols argileux serrés sont capables de retenir l'humidité pendant une longue période par rapport aux sols sablonneux et ont donc besoin d'un taux d'application d'eau plus faible. D'autre part, les sols sablonneux ont besoin d'un apport d'eau fréquent pour assurer l'humidité des racines.
Topographie du terrain
Le pivot central et le système de déplacement ne doivent pas être utilisés sur des terres fortement inclinées ou vallonnées. Un système de goutte à goutte fonctionnerait mieux si les tuyaux latéraux suivaient les lignes topographiques.
Modèles météorologiques locaux
L'irrigation au goutte-à-goutte fonctionne bien en cas de vents forts et dans les zones arides à faible taux d'humidité. Cependant, dans ces cas, les arroseurs ne fonctionneraient pas bien car les pertes d'eau seraient extrêmement élevées.
Types de cultures
Les goutte-à-goutte et les arroseurs nécessitent un investissement important. Il est donc recommandé de les utiliser pour les cultures à haute valeur ajoutée, telles que les vergers, les petits fruits et les légumes, plutôt que pour les cultures comme le soja et le blé.
Qualité de l'eau
Les systèmes d'irrigation au goutte-à-goutte nécessitent une certaine forme de filtration. De même, les systèmes aériens tels que les arroseurs ont parfois besoin d'être filtrés. Analyser l'eau pour vérifier la présence d'agents pathogènes véhiculés par l'eau. Selon la méthode d'irrigation et les cultures utilisées, l'injection de chlore peut s'avérer nécessaire. Les minéraux dissous et le fer soluble constituent un autre problème lié à l'eau.