Comment choisir une pompe pour puits profond destiné à l'irrigation agricole

Choisir une pompe pour puits profond destinée à l'irrigation agricole ne se résume pas à trouver une pompe suffisamment puissante pour puiser l'eau d'un puits. La pompe doit fournir un débit suffisant pour le système d'irrigation, assurer la pression requise par les asperseurs ou le système de goutte-à-goutte, respecter la capacité de pompage du puits et fonctionner de manière économique pendant les longues saisons d'irrigation.

Ceci est particulièrement important pour les exploitations agricoles où les pompes peuvent fonctionner de nombreuses heures par jour. Une pompe surdimensionnée augmente les coûts d'équipement et d'énergie, tandis qu'une pompe sous-dimensionnée peut laisser les zones d'irrigation avec un débit ou une pression insuffisants. La meilleure solution consiste donc à définir d'abord les besoins en irrigation, puis à adapter la pompe au puits et à la canalisation.

1. Commencez par déterminer les besoins en eau du système d'irrigation.

Le premier paramètre à déterminer est le débit nécessaire. Celui-ci doit correspondre à la quantité d'eau réellement requise par le système d'irrigation en fonctionnement, et non à la capacité maximale indiquée dans un catalogue de pompes. Les besoins en eau d'une exploitation utilisant l'irrigation goutte à goutte, l'irrigation par aspersion ou l'irrigation par pivot central peuvent être très différents, même pour des surfaces irriguées similaires.

Par exemple, si plusieurs zones d'irrigation fonctionnent simultanément, leur débit combiné détermine le débit requis par la pompe. Si les zones fonctionnent séparément, la pompe n'aura peut-être à alimenter que la zone la plus sollicitée. La présence de réservoirs de stockage peut également influencer le choix de la pompe, car celle-ci peut les remplir progressivement au lieu de répondre immédiatement à la demande de pointe en irrigation. La page « Solutions de pompage pour l'irrigation agricole » présente un aperçu des types de pompes utilisés pour les puits profonds, les réservoirs et les systèmes d'irrigation à grand débit.

Le débit de la pompe nécessaire doit être comparé au rendement du puits. Une exploitation agricole peut avoir besoin de 100 m³/h, mais si le puits ne peut fournir durablement que 60 m³/h, l'installation d'une pompe de 100 m³/h n'augmentera pas le niveau de la nappe phréatique. Ce niveau baissera jusqu'à ce que la pompe ne soit plus suffisamment immergée ou que le puits ne puisse plus se recharger assez rapidement. Dans ce cas, un pompage à débit constant vers un réservoir de stockage peut constituer une solution plus adaptée.

2. Calculer la hauteur manométrique à partir du niveau d'eau de pompage et de la pression d'irrigation.

Une fois le débit établi, l'étape suivante consiste à calculer la hauteur manométrique requise. Une erreur fréquente lors de l'achat d'un puits est d'utiliser sa profondeur totale comme hauteur manométrique. En réalité, ce qui importe généralement, c'est le niveau d'eau pompé pendant le fonctionnement de la pompe, auquel s'ajoutent l'altitude du champ, la pression requise par le matériel d'irrigation et les pertes de charge dans la canalisation.

Un calcul simplifié est :

Hauteur manométrique totale = Hauteur d'élévation verticale + Pression d'irrigation + Pertes de charge dans la canalisation

Supposons que le niveau d'eau pompé soit à 45 mètres sous terre, que le point le plus haut du champ se situe à 15 mètres au-dessus de la tête de puits, que le système d'irrigation nécessite une pression de 3 bars et que la perte de charge calculée dans la conduite soit de 10 mètres. Une pression de 3 bars correspond à une hauteur d'eau d'environ 30,6 mètres ; la hauteur d'eau totale requise est donc d'environ 100,6 mètres .

Si le système requiert un débit de 60 m³/h, la pompe doit donc être choisie pour un débit d'environ 60 m³/h et une hauteur manométrique d'environ 101 m . Notre guide sur le calcul de la hauteur manométrique totale pour une pompe de puits profond explique ce calcul plus en détail.

Ce point de fonctionnement est beaucoup plus utile à un fournisseur de pompes que des affirmations telles que « le puits a une profondeur de 120 mètres » ou « nous avons besoin d'une pompe de 30 kW ».

3. Choisissez une pompe adaptée au système d'irrigation et au puits.

Une pompe agricole adaptée doit satisfaire deux exigences simultanées : le système d’irrigation doit recevoir suffisamment d’eau et le puits doit pouvoir fournir cette eau en continu. Les recommandations de Franklin Water en matière d’irrigation soulignent également l’importance du débit, de la hauteur manométrique, de la profondeur d’installation de la pompe, du diamètre du tubage et des commandes lors de l’évaluation d’un système de pompage submersible.

C’est pourquoi les résultats des essais de pompage sont précieux pour le choix du matériel destiné à un nouveau puits agricole. Le niveau d’eau statique indique le niveau de la nappe phréatique lorsque la pompe est arrêtée, tandis que le niveau d’eau en fonctionnement indique sa baisse pendant le pompage. La pompe doit rester suffisamment immergée au débit de fonctionnement prévu, sans être positionnée trop près des sédiments au fond du puits.

La pompe doit également être compatible avec le diamètre du tubage. Pour les applications en eaux souterraines profondes, une pompe submersible de forage pour l'irrigation et l'alimentation en eau peut être sélectionnée en fonction du débit et de la hauteur manométrique requis, mais les dimensions finales doivent toujours être vérifiées par rapport au diamètre intérieur minimal du puits.

4. Choisissez le type de pompe en fonction de la source d'eau.

Tous les projets d'irrigation agricole ne nécessitent pas le même type de pompe. En cas d'eau souterraine profonde, une pompe de forage multicellulaire ou de type QJ est généralement préférable, car une hauteur de refoulement importante peut être nécessaire pour amener l'eau à la surface et maintenir la pression d'irrigation. La gamme de pompes submersibles QJ de SLAPK, par exemple, propose différentes combinaisons de débit et de hauteur de refoulement pour les applications agricoles et d'adduction d'eau.

La situation est différente lorsque l'eau d'irrigation provient d'une rivière, d'un canal ou d'un réservoir. Si le projet exige un débit très important mais une hauteur de refoulement de seulement quelques mètres, l'utilisation d'une pompe de puits multicellulaire à haute pression serait inefficace. Une pompe submersible axiale ou à flux mixte serait alors plus appropriée. La gamme de pompes axiales SLAPK est conçue pour les applications à haut débit et faible pression et est également homologuée pour l'irrigation agricole.

Cette distinction peut éviter aux acheteurs une erreur courante : demander une « grosse pompe d’irrigation » sans déterminer au préalable s’il s’agit d’une application en puits profond/à haute pression ou d’une application en eau de surface/à débit élevé .

5. Tenez compte du coût d'exploitation avant de choisir une pompe plus puissante.

Les pompes agricoles accumulent souvent beaucoup plus d'heures de fonctionnement que les pompes utilisées de manière intermittente dans les bâtiments. De ce fait, le rendement de la pompe, le diamètre de la canalisation et le point de fonctionnement sont des considérations commerciales importantes, au-delà des simples détails techniques.

Une pompe plus puissante n'est pas forcément plus sûre. Si la pompe choisie produit une hauteur manométrique bien supérieure aux besoins, le système risque de devoir être étranglé, ce qui engendre un gaspillage d'énergie. Un tuyau de refoulement sous-dimensionné augmente également les pertes de charge et oblige la pompe à fournir un effort supplémentaire chaque heure de fonctionnement. Sur une saison d'irrigation, cet effort inutile se traduit par une surconsommation d'électricité.

Lors de la comparaison des devis, les acheteurs doivent donc demander la courbe de puissance de la pompe proposée et vérifier le point de fonctionnement optimal pour l'irrigation sur cette courbe. La puissance du moteur doit être déterminée en fonction du choix du système hydraulique, et non constituer le point de départ du choix de la pompe.

Lorsque les besoins en irrigation varient considérablement au cours de la journée ou entre différentes zones, la régulation par variateur de fréquence peut être envisagée. Elle permet au système d'ajuster la pression et le débit, mais il convient de vérifier le moteur, la plage de fonctionnement de la pompe et les besoins en refroidissement avant de choisir un variateur de fréquence.

6. Que faut-il inclure dans une demande de devis pour une pompe d'irrigation ?

Un devis pertinent commence par des informations utiles sur le projet. Au lieu de demander :

« Veuillez me faire un devis pour une pompe d'irrigation de 37 kW. »

fournir au fournisseur quelque chose qui ressemble davantage à :

Source d'eau : Puits profond
Débit requis : 80 m³/h
Niveau d'eau de pompage : 65 m
Niveau de refoulement : 10 m au-dessus de la tête de puits
Pression d'irrigation requise : 3 bars
Pipeline : 600 m de long
Tubage de puits : diamètre intérieur de 250 mm
Alimentation électrique : 380 V / 50 Hz / triphasé
Application : Irrigation agricole par aspersion

Grâce à ces informations, le fournisseur peut calculer ou vérifier la hauteur manométrique totale, contrôler la courbe de performance, confirmer la puissance du moteur et déterminer si la pompe proposée convient au puits.

Il convient également de mentionner la qualité de l'eau. Le sable peut accélérer l'usure, tandis que les eaux souterraines corrosives peuvent nécessiter un matériau de pompe différent. Pour les projets où la chimie de l'eau influence le choix des matériaux, des configurations en acier inoxydable peuvent être envisagées une fois les exigences hydrauliques définies.

Conclusion

Le choix d'une bonne pompe d'irrigation agricole doit prendre en compte l'ensemble du système d'irrigation, et non pas uniquement la puissance du moteur ou la profondeur du puits. Commencez par déterminer les besoins en eau du système d'irrigation, comparez-les au débit durable du puits, calculez la hauteur manométrique totale, puis sélectionnez la pompe en fonction de sa courbe de performance.

Pour l'irrigation par puits profonds, les informations les plus utiles pour obtenir un devis précis sont le débit requis, le niveau d'eau de pompage, le diamètre du puits, la pression d'irrigation, l'altitude de refoulement, la longueur de la canalisation, la tension et l'état de l'eau .

Si vous envisagez un projet d'irrigation ou d'approvisionnement en eau pour votre exploitation agricole, veuillez nous communiquer ces paramètres ainsi que la superficie approximative à irriguer et la méthode d'irrigation. Nous pourrons ainsi analyser les conditions d'exploitation, identifier le point de fonctionnement optimal et vous recommander une configuration de pompe adaptée, en vous fournissant un devis technique et commercial.