Qu'est-ce que le fonctionnement à sec et comment protéger une pompe de forage contre ce phénomène ?

Les pompes submersibles pour forage ont une haute performance et sont conçues pour pomper en continu de l'eau propre à partir de forages, de puits et de réservoirs de collecte. Une condition indispensable à leur bon fonctionnement est que les pompes de forage soient immergées dans l'eau sous le niveau dynamique pendant toute la durée de leur fonctionnement. En effet, les pompes submersibles aspirent l'eau qu'elles poussent ensuite jusqu'au point de prélèvement. Le flux d'eau environnant assure également le refroidissement de la pompe et empêche la surchauffe du moteur.

Cependant, si le forage ne contient pas suffisamment d'eau propre, la pompe de profondeur continue de fonctionner mais sans une quantité suffisante de liquide. Cet état est appelé fonctionnement à sec et peut conduire à la destruction complète de la pompe.

En cas de manque d'eau, les effets indésirables suivants peuvent survenir :

• La pompe aspire de l'eau souterraine contaminée, qui peut contenir une quantité excessive de matières solides. Les pompes de forage sont conçues pour pomper de l'eau propre : une teneur plus élevée en particules abrasives et en matériaux sableux dans l'eau augmente l'usure de la pompe, réduit son efficacité et raccourcit considérablement la durée de vie de la pompe de forage. L'eau contaminée est ensuite poussée jusqu'aux points de prélèvement, mais elle peut également être nocive pour la santé. Le forage d'eau doit être nettoyé pour un nouveau pompage d'eau avec une pompe submersible.

• La pompe submersible aspire de l'air ou un autre gaz du sol environnant. Des bulles se forment dans l'eau, ce qui réduit considérablement la performance de la pompe et leur présence peut entraîner des dommages et la destruction complète de la pompe.

• Le refroidissement de la pompe submersible de forage n'est pas suffisant. Le flux d'eau autour de la pompe de forage assure son refroidissement. Si cependant il n'y a pas d'eau dans la source, la pompe ne peut pas se refroidir. La température de la pompe submersible augmente brusquement, ce qui peut entraîner une usure critique des roulements et la combustion et la destruction complète du moteur. 

Comment protéger une pompe submersible contre le fonctionnement à sec ?  

Les dommages causés à une pompe de forage en raison du fonctionnement à sec sont l'une des causes les plus fréquentes de pannes de pompes, alors que l'investissement dans une protection adéquate est négligeable par rapport au coût d'une nouvelle pompe. Il existe plusieurs technologies qui garantissent que votre pompe s'éteindra à temps en cas de niveau d'eau bas. Cependant, les pompes de forage ont une conception spécifique, et toutes les méthodes de protection contre le fonctionnement à sec ne peuvent pas être utilisées dans ce cas.

En général, la protection contre le fonctionnement à sec pour une pompe submersible peut être assurée de plusieurs manières, mais lors du choix d'une méthode spécifique, il est nécessaire de prendre en compte les conditions du forage où la protection de la pompe sera installée.

Comment donc assurer la protection contre le fonctionnement à sec ?

• Acheter une pompe submersible de forage qui a déjà une protection contre le fonctionnement à sec intégrée.

• Installer des sondes pour surveiller le niveau dans le forage/puits.

• Monter des interrupteurs sur la pompe submersible.

Pompes de forage avec protection intégrée contre le fonctionnement à sec

Les pompes submersibles avec variateur de fréquence, comme par exemple les pompes de forage Grundfos SQ/SQE, ont une protection intégrée contre le fonctionnement à sec.

Les pompes submersibles de forage surveillent la pression à l'aide d'une unité de contrôle. Si l'eau descend en dessous du niveau d'aspiration, la pression chute brusquement. Le variateur de fréquence détecte immédiatement le changement et arrête le moteur avant qu'il ne soit endommagé. Les pompes de forage Grundfos SQ/SQE redémarrent automatiquement après cinq minutes, mais si l'eau est toujours insuffisante, elles s'éteignent à nouveau en cinq secondes pour éviter la surchauffe du moteur. Le processus se répète jusqu'à ce qu'il y ait suffisamment d'eau dans la source.

Interrupteurs pour pompes submersibles

Les unités de commutation pour la protection de la pompe contre le fonctionnement à sec sont montées directement sur la pompe submersible. Il s'agit d'une forme efficace de protection pour les pompes autonomes qui ne sont pas contrôlées par une unité de contrôle.

Les interrupteurs à flotteur représentent une solution simple pour surveiller le niveau d'eau. L'interrupteur est connecté à la pompe en position de base et dès que le niveau baisse, il bascule et éteint la pompe. Lorsque le niveau remonte, la pompe se met en marche. L'inconvénient des interrupteurs à flotteur est qu'ils nécessitent suffisamment d'espace autour de la pompe pour le mouvement du flotteur. Dans le cas de forages étroits, leur installation n'est donc pas possible.

Les interrupteurs combinés surveillent la pression et le débit suffisants de la pompe submersible. Lors de l'ouverture du robinet (prélèvement d'eau), la pression baisse, ce à quoi l'interrupteur combiné réagit en allumant la pompe. Dès que le prélèvement d'eau est terminé, l'interrupteur détecte l'arrêt du débit et l'augmentation de la pression et éteint la pompe. Si le forage ne contient pas la quantité d'eau nécessaire, la pompe ne se met pas en marche, car la pression et le débit ne sont pas suffisants pour son pompage.