Avez-vous déjà entendu parlé des groupes de pompage séquentiels? Dans cet article, nous expliquons le principe de fonctionnement du contrôle séquentiel des pompes à eau haute pression à entraînement hydraulique HPW DYNASET. À la fin, vous trouverez une brochure téléchargeable de cette solution.
Les groupes de pompage séquentiels en bref
Un groupe de pompage séquentiel est un ensemble de plusieurs pompes fonctionnant de manière coordonnée. Sur la photo ci-dessous, on peut voir une unité de quatre pompes à eau haute pression à entraînement hydraulique DYNASET HPW460 connectées les unes aux autres. Il s’agit d’un système complet, relié à une source d’alimentation hydraulique par seulement deux flexibles et proposant une combinaison de plusieurs niveaux de pression et de débits refoulés à puissance hydraulique entrante fixe.
Pourquoi le terme “séquentiel”? Il fait référence à la façon dont les pompes fonctionnent ensemble, comme le montre le graphique ci-dessous. La puissance d’alimentation hydraulique disponible étant répartie équitablement entre chaque pompe, toutes se mettent en marche simultanément au démarrage du système. À la fin de cette première séquence, lorsqu’un certain niveau de pression est atteint, l’une des pompes s’arrête et toute la puissance hydraulique est alors distribuée dans les trois pompes restantes. En refoulement, la pression continue alors d’augmenter tandis que le débit diminue d’un quart. Ce cycle se reproduit à l’identique jusqu’à la quatrième séquence où il n’y a plus qu’une pompe qui fonctionne.
Vitesse contre force
Une séquence signifie donc l’arrêt d’une pompe afin de répartir la puissance du système hydraulique sur celles encore en marche et ainsi augmenter la pression de refoulement. Mais alors, pourquoi est-il nécessaire d’avoir un groupe à quatre pompes si au final la pression maximale n’est atteinte qu’avec une seule? C’est parce qu’il faut prendre en compte la vitesse.
Lors du démarrage du groupe, les quatre pompes fonctionnent simultanément et refoulent ainsi un volume d’eau quatre fois supérieur à une pompe seule. Ainsi, les premières séquences sont plus rapides que les dernières.
Pourquoi dans ce cas les quatre pompes ne fonctionnent-elles pas sur tout le cycle? La réponse se trouve dans le fait que l’augmentation de la pression exige de la puissance supplémentaire en alimentation qui est limitée. Ainsi, au fur et à mesure des séquences, les pompes s’arrêtent les unes après les autres afin d’avoir au final toute la puissance hydraulique disponible dans une seule pompe et donc une pression de refoulement poussée à son maximum.
Concrètement, on peut prendre comme exemple un tuyau métallique qu’il faut découper en son milieu à l’aide d’une cisaille. Au début, le tuyau se plie facilement, mais plus on avance dans la tâche, plus il y a besoin de force pour découper le métal.
Dans ce cas et pour en revenir au groupe de pompage séquentiel, les quatre pompes fournissent lors de la première séquence un débit important de manière à obtenir un mouvement rapide de la cisaille. Au fur et à mesure de la compression, la force prend le dessus sur la vitesse et les pompes s’arrêtent les unes après les autres afin d’avoir en fin de cycle assez de pression dans les mâchoires de la cisaille pour le découpage.
Le groupe de pompage permet ainsi d’utiliser la puissance hydraulique maximale disponible à bon escient, selon que l’on ait besoin à un moment de plus de vitesse, et donc de débit ou à un autre de force, et donc de pression.
Pour quelles applications?
Typiquement, les groupes de pompage séquentiels sont parfaits dans les environnements où la puissance hydraulique disponible est limitée. Par exemple, les vannes d’obturation automatique (BOP) dans le forage pétrolier sont actionnées avec ce type d’unité. Également, divers appareils tels que les broyeurs, les épandeurs et les outils combinés fonctionnent avec des groupes de pompage séquentiels. Enfin, on trouve ce type d’unités dans les véhicules télécommandés sous-marins (ROV).
