Pompe immergée multicellulaire : principe et usages

Une pompe immergée multicellulaire empile plusieurs roues en série, séparées par des diffuseurs : chaque étage ajoute de la pression, et ces pressions s’additionnent jusqu’à dépasser 10 bars, là où une roue unique plafonne. C’est pour cette raison que les pompes de forage profond sont multicellulaires, et qu’elles exigent une eau claire.

Roues empilées, diffuseurs interposés

Une pompe multicellulaire n’est pas une addition de petites pompes indépendantes. C’est une seule pompe équipée de plusieurs roues (ou turbines), toutes montées sur le même arbre, qui tournent ensemble à la même vitesse. Entre deux roues se trouve un diffuseur, un passage qui ralentit l’eau et transforme sa vitesse en pression.

1. Entrée par le basL’eau est aspirée et passe dans la première roue.
2. Premier diffuseurElle en ressort avec une pression accrue, avant de remonter vers l’étage suivant.
3. Étages suivantsChaque roue puis chaque diffuseur ajoute de la pression, jusqu’à la sortie.

Une pompe à une seule roue doit produire toute la pression d’un coup. La multicellulaire partage cette charge entre ses étages, ce qui lui permet de répondre aux pressions qu’exigent les forages profonds : de petites augmentations de pression répétées en cascade valent une forte augmentation. La somme des pressions de tous les étages forme la pression totale. Pour les bases sur ce type d’appareil, voir ce qu’est une pompe immergée.

Pourquoi la profondeur demande une multicellulaire

Plus un forage est profond, plus la colonne d’eau pèse et plus la pression à vaincre augmente. Repère simple : 1 bar de pression équivaut à peu près à 10 mètres de hauteur. Un forage où l’eau se trouve à 50 mètres sous le sol demande donc environ 5 bars pour la remonter à la surface, sans compter les pertes dans la tuyauterie.

Une pompe à une seule roue ne peut pas fournir cette pression au-delà d’une certaine profondeur : il faut empiler les étages. C’est l’une des raisons pour lesquelles on choisit une pompe immergée plutôt qu’une pompe de surface pour un forage profond. Les pompes adaptées aux forages de 10 à 30 mètres, comme à ceux de 40 à 60 mètres, sont multicellulaires.

Le nombre d’étages n’est pas proportionnel à la profondeur : il varie aussi avec le débit. C’est la courbe débit et hauteur donnée par le fabricant qui indique à quelle hauteur manométrique totale (HMT) la pompe fonctionne pour un débit donné. Plus la profondeur augmente, plus la HMT à fournir augmente, et plus il faut d’étages. Aucune règle du type « un étage pour tant de mètres » ne tient : le fabricant et l’installateur choisissent le nombre d’étages à partir de la profondeur réelle, du débit voulu et de la courbe de la pompe. Si le calcul est mauvais au démarrage, c’est que le nombre d’étages était mal choisi, pas que la pompe est défectueuse.

Eau claire seulement : granulométrie et usure

Une multicellulaire exige de l’eau claire : pour une pompe de puits, la granulométrie doit rester inférieure à 5 millimètres. Les roues tournent tout près des diffuseurs, avec des jeux serrés pour un bon rendement. Une roue rayée ou usée refoule moins bien, voire plus du tout, et son remplacement suppose de remonter toute la pompe. Sable, limon et argile rayent ces surfaces et provoquent une usure prématurée.

Avec ses nombreux étages, la multicellulaire multiplie les surfaces de frottement : elle est plus sensible aux particules abrasives qu’une pompe à une seule roue. C’est un compromis : on gagne en pression, on perd en robustesse face au sable.

Un débit plus stable sous pression élevée

Les pompes multicellulaires maintiennent un débit plus stable même à des pressions élevées, comparées à une pompe à une seule roue, dont le débit a tendance à diminuer quand la pression augmente. Dit autrement, le confort d’utilisation reste prévisible quand la pression demandée augmente. Pour un forage profond, cette tenue de courbe est un vrai bénéfice. Elle ne justifie pas à elle seule de choisir une multicellulaire pour un puits peu profond.

Usure et entretien

Comme toute pompe immergée, une multicellulaire s’use. Sa durée de vie dépend de la qualité de l’eau, donc de l’efficacité de la crépine, et de la fréquence des démarrages : une eau sale accélère l’usure, et une pompe qui démarre et s’arrête souvent subit plus de contraintes qu’une pompe en fonctionnement continu. Pour ce qui use une pompe au-delà du sable, voir la durée de vie d’une pompe immergée. Le fonctionnement sans intervention est expliqué dans l’article sur la pompe immergée automatique.

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