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Riz - Guide du producteur

 

Partie I : La culture

 

La station de pompage

 

Située sur un point haut, la station de pompage alimente un canal placé en bordure du périmètre. Elle est constituée le plus souvent d'un bâtiment qui abrite les pompes et la source d'énergie, de conduites d'aspiration et de refoulement et d'un bassin.

 

La puissance d'une station de pompage est à raisonner en fonction de la taille du périmètre, donc du débit nécessaire, et de la hauteur de pompage dit Hauteur manométrique totale (Hmt) qui varie de 1 à 3 m dans la région du delta à 15 m dans la moyenne vallée du fleuve Sénégal (tableau 1).

 

Tableau 1 : Exemple de groupes de pompage
Surface
ha
Débit
m3/h
Type de pompe Ø Aspirat. /
Refoulement
Durée
de vie
en années
Hmt 20 m : Pompes centrifuges sur GMP
10 à 15 150 2 cylindres, 15 CV 150 / 150 5 à 10
15 à 25 250 2 cylindres, 25 CV 250 / 200 5 à 10
30 à 45 400 3 cylindres, 40 CV 300 / 250 5 à 10
Hmt 10 m : Pompes centrifuges électriques
20 à 30 250 KSB 125-200, 12 CV 250 / 200 10 à 15
30 à 50 400 KSB 150-250, 20 CV 300 / 250 10 à 15
150 à 250 2000 KSB H 500-500, 80 CV 500 / 500 15 à 20
Hmt 3 m : Pompes à hélice électriques
20 à 35 300 KSB H 200-200, 7 CV 200 10 à 15
40 à 65 500 KSB H 300-250, 10 CV 300 10 à 15
90 à 150 1200 KSB H 400-315, 20 CV 400 15 à 20
180 à 320 2500 KSB H 500-445, 45 CV 500 15 à 20


Les principales caractéristiques d'une pompe sont :
            - Le débit, symbolisé par la lettre Q, exprimé en mètre cube par heure (m3/h).
            - La force d'élévation, appelée Hauteur manométrique totale (Hmt), exprimée en mètre.
            - Le rendement de la pompe, symbolisé par la lettre η.
            - La puissance absorbée à l'arbre de la pompe Pa, exprimée en kilowatt (kW), donné par la formule :

 
Pa = Q x Hmt
367 x η
 Exemple : Q = 200 m3/h, Hmt = 10 m, η = 0,75
                 Pa = 200 x 10 / 367 x 0,75 = 4 kW ou 5,5 Ch
1 kW = 1,36 ch ; η = 0,7 à 0,85

 

- Groupes motopompes (GMP)

Les GMP ont été massivement introduits dans la vallée dans les années 80 par la SONADER et la SAED sur financement de la Banque Mondiale pour répondre aux besoins des petits périmètres. Ces pompes présentent une Hmt de 10 à 25 m adaptée à la situation hydraulique de la moyenne vallée. Prenons l'exemple d'une pompe de marque KSB Guinard Etanorm 200-250R présentant les caractéristiques suivantes à un régime de 1 450 tr/mn :
- Débit = 200 l/s, soit 720 m3/h à une Hmt de 5 m
- Rendement de la pompe η = 0,7
- Puissance absorbée à l'arbre de la pompe : Pa = (720 x 5) / (367 x 0,7) = 14 kW

Le dimentionnement du moteur diesel doit prendre en compte la situation climatique du lieu, qui peut nécessiter de majorer la puissance du moteur. Pour une altitude de moins de 100 m et une température pouvant atteindre 45°C, ce 'dé-timbrage' est de 5 % :
- Puissance absorbée par le moteur diesel : Pm = 14 / (1 - 0,05) = 14,7 kW

Si cette pompe est alimentée par un moteur Deutz, le F3L912 3 cylindres, d'une puissance de 24 kW à 1 500 tr/mn (23,3 kW à 1 450 tr/mn), est le model qui se rapproche le plus de la puissance recherchée. La consommation en gasoil de ce moteur est de :
- 232 g/kW/h à 100 % de la puissance absorbée à 1 500 tr/mn
- 238 g/kW/h à 75 %
- 248 g/kWh à 50 %

Ici, la puissance absorbée à 1 450 tr/mn est de : 14,7 / 23,3 = 63 %
La consommation horaire pour un débit de 720 m3/h et une Hmt de 5 m est de : 14,7 x 243 (248 - (63-50) x (248-238) / (75-50)) = 3 572 g ou 4,2 l/h ;

Un point important est de savoir que pour une même référence de pompe (ici Etanorm 200-250R), le constructeur propose le plus souvent 5 à 6 dimenssions de roues, permettant différentes Hmt pour une même plage de débit. Ici, la pompe choisie est équipée de la roue qui présente la Hmt la plus faible, soit 5 m. La même pompe, équipée d'une autre dimenssion de roue peut assurer une Hmt de 15 m. La puissance nécessaire à l'arbre de la pompe étant proportionnelle à l'Hmt, celle-ci nécessitera 3 fois plus de puissance.

La puissance absorbée par l'arbre de la pompe 720 m3/h pris comme exemple, équipée d'une roue permettant une Hmt de 15 m est d'environ 42 kW. Le moteur diesel pour actionner cette pompe aura une consommation de l'ordre de 12 l/h.

Le besoin en eau étant de l'ordre de 17 000 m3 par hectare pour une culture de riz en hivernage, la consommation de gasoil sera :
- Pour une pompe avec une Hmt de 5 m : 17 000 / 720 x 4,2 = 99 l/ha
- Pour une pompe avec une Hmt de 15 m : 17 000 / 720 x 12 = 272 l/ha

La consommation en gasoil est généralement comprise entre 0,18 et 0,20 l/heure/cv pour les moteurs turbocompressés et 0,19 et 22 l/heure/cv pour les moteurs atmosphériques.

Ces moteurs 2, 3 ou 4 cylindres nécessitent un contrôle quotidien des niveaux d'huile et de carburant. Du fait des conditions extrèmes (températures élevées, gasoil contenant du soufre, atmosphère poussièreuse) la vidange du moteur et le changement des filtres à huile et à gasoil sont effectués toutes les 100 à 150 h (voir préconisation constructeur). L'huile généralement préconisée sous ce climat est de type multigrade SAE 20 W 50 répondant à des spécifications minimum : API CD ou CCMC D2 pour les moteurs d'avant 1987, API CE pour les moteurs de 1987 à 1994 et API CF ou ACEA E2 pour les plus récents. Une huile de qualité inférieure à cette norme peut entraîner une détèrioration du moteur. De même, le gasoil ne doit pas être transporté en fût, mais à l'aide de citernes de 1 000 l équipées d'une vidange de décantation et d'un reniflard. L'entretien des filtres à air est réalisé toutes les 50 h maximum : nettoyage au gasoil et changement de l'huile des filtres à bain d'huile ou souflage de l'intérieur des filtres papiers.

Au niveau de la pompe, l'eau doit toujours suinter en goutte à goutte au niveau du presse étoupe, afin de refroidir l'axe. Le suintement est contrôlé en serrant uniformément les 2 boulons du presse étoupe et si besoin, en changeant la tresse.

 

- Stations de pompage électrique

Dans le delta, la hauteur de pompage est souvent  limitée à quelques mètres. Aussi les pompes électriques à hélice ou immergées, alimentées par le réseau public ou par un groupe électrogène seront préférèes aux GMP. En effet, si la Hmt pour élever l'eau d'un bras du fleuve est de 2 m, il est possible de choisir un pompe électrique dont l'élévation sera limitée à 2 m. Prenons l'exemple d'une pompe immergée de marque Flygt LL 3602 présentant les caractéristiques suivantes :
- Débit = 200 l/s, soit 720 m3/h à une Hmt de 2 m
- Rendement de la pompe η = 0,576
- Puissance absorbée à l'arbre de la pompe : Pa = (720 x 2) / (367 x 0,576) = 6,8 kW
- Rendement du moteur électrique η = 0,847
- Puissance absorbée par le moteur électrique : Pm = 6,8 / 0,847 = 8 kW

Si cette pompe est alimentée par un groupe électogène de 10 kVA (cosinus = 0,8), la consommation de ce groupe sera de l'ordre de 3,5 l/h de gasoil.

Ici le rendement de cette pompe est faible. Pour des pompes de 1000 l/s et plus (3 600 m3/h), il est possible d'obtenir un rendement η = 0,78

Le besoin en eau étant de l'ordre de 17 000 m3 par hectare pour une culture de riz en hivernage, la consommation de gasoil sera :
- Pour une pompe avec une Hmt de 2 m est un rendement η = 0,576 : 17 000 / 720 x 3,5 l/h = 83 l/ha
- Pour une pompe avec une Hmt de 2 m est un rendement η = 0,78 : 17 000 / 3 600 x 10,6 l/h = 50 l/ha

Avec une pompe à hélice, il est possible de définir la Hmt souhaitée au décimètre près et donc de réduire encore le besoin d'énergie pour le pompage nécessitant de faibles Hmt. 

Figure 2 : Schéma d'une station de pompage équipée de 2 pompes électrique à hélices
Station de pompage équipée de 2 pompes électriques à hélices



- Les ouvrages

Concernant les GMP, l'écoulement en sortie de bassin est amélioré en plaçant les conduites de refoulement au fond du bassin. Un sous dimensionnement, même peu important des canalisations, entraîne une diminution du débit et une surconsommation de carburant. Pour les GMP de la vallée, une surconsommation 1 de 40 % est couramment constatée.

La figure 2 présente une station de pompage électrique équipée de 2 pompes à hélice alimentant un canal bétonné sur 5 m de long. Le canal d'amené est approfondi d'environ 0,8 m pour créer une chambre d'aspiration, cloisonnée en 2 compartiments. La largeur d'un compartiment est égale à 3 fois le Ø des pompes. 

 

 

Sommaire

 

Liens externes

  1. 1 Référence CEMAGREF / SOGREAH, Les pompes et les stations de pompages, Ministère de la Coopération, Paris (1994), chapitre "Groupes mobiles de pompage dans la vallée du Sénégal", p392 à 396

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