Présentation du système

La station de pompage didactisée SPH400 reproduit à échelle réduite le réseau de distribution d’une petite cité et de sa campagne environnante, alimenté par un réservoir de stockage d’eau.

Ce choix de configuration répond à plusieurs contraintes : un nombre variable d’utilisateurs, de fortes fluctuations des ressources en eau, notamment en période estivale, ainsi que la nécessité de disposer d’une réserve importante lorsque la puissance installée ne suffit pas à couvrir les pointes de consommation.

Modélisation de la station

Le système modélise une station de pompage rurale composée d’un puits en liaison avec la nappe phréatique, d’un réservoir tampon et d’un château d’eau.

Circuit hydraulique

Tout d’abord, la pompe d’exhaure prélève l’eau dans la nappe phréatique pour alimenter le réservoir tampon. Ensuite, trois pompes reprennent cette eau afin de remplir le château d’eau. Enfin, trois électrovannes, installées sur le château d’eau, simulent la consommation des usagers et assurent le retour de l’eau vers la bâche.

Puits

Le puits se présente sous la forme d’un bac équipé d’une vanne manuelle de vidange située au point le plus bas de l’installation.

Pompe d’exhaure

La pompe d’exhaure met en œuvre une pompe centrifuge entraînée par un moteur asynchrone triphasé à cage, piloté par un variateur de vitesse à loi U/f de 0,75 kW.

Réservoir tampon

Le réservoir tampon transparent intègre un capteur de niveau analogique. Associé à un automate programmable industriel et au variateur U/f, il permet la mise en œuvre d’une régulation de niveau de type PID.

Par ailleurs, deux capteurs TOR contrôlent les niveaux minimum et maximum du réservoir. Une canalisation équipée d’une vanne à boisseau manuelle relie le réservoir tampon au puits et autorise un débit de vidange supérieur au débit de la pompe d’exhaure.

Alimentation du château d’eau

À partir du réservoir tampon, trois pompes centrifuges, entraînées par trois moteurs asynchrones triphasés à cage, alimentent le château d’eau transparent.

Tout d’abord, la consommation des ménages est simulée par trois électrovannes, commandées manuellement par boutons-poussoirs ou automatiquement par un automate programmable industriel. Celles-ci assurent le retour de l’eau du château d’eau vers le puits.

Gestion du fonctionnement

Ensuite, en fonction du nombre d’électrovannes activées (de 1 à 3), une à trois pompes de reprise se mettent en service. L’automate programmable industriel compact pilote l’ensemble du système et intègre une régulation PID garantissant le contrôle automatique de l’installation.

Conception et sécurité du banc

Enfin, le banc, conforme à la norme CE, regroupe l’ensemble des dispositifs de sécurité nécessaires à l’exploitation et à la maintenance. Monté sur roulettes avec système de blocage, il se déplace aisément tout en garantissant une parfaite stabilité lors des manipulations.

D’une part la PARTIE OPÉRATIVE comprend:

• Puits de captage : 130 L
• Bassin de reprise : 60 L
• Château d’eau : 60 L
• Groupe d’exhaure : pompe centrifuge inox 5 m³/h – 0,75 kW
• 3 groupes de reprise : pompes centrifuges inox 1,5 m³/h – 0,37 kW
• Instrumentation : capteur de débit analogique, manomètre sur exhaure
• Niveau : 5 capteurs TOR + 1 capteur analogique
• Actionneurs : 3 électrovannes

D’autre part le COFFRET ÉLECTRIQUE intègre :

• un automate programmable M241 avec entrées/sorties TOR et analogiques, régulation PID et deux interfaces de communication ;
• un pupitre de dialogue communicant avec l’automate via liaison série ;
• une programmation organisée en pages d’application et pages alarmes ;
• un variateur de fréquence numérique ;
• les équipements d’alimentation et de protection de l’installation.