Le relevage des eaux usées commence par le choix de la bonne pompe
Tout ce qu'il faut savoir sur le choix et l'installation des pompes dans les systèmes de relevage
Caves, garages souterrains ou bâtiments éloignés du réseau d’assainissement: il arrive parfois que les eaux usées ne puissent pas s’écouler naturellement. Une station de relevage offre alors une solution. Le choix de la pompe, le diamètre des conduites, le système de commande et l’installation sont essentiels pour garantir un fonctionnement fiable et durable.
Applications
Les installations de relevage sont principalement utilisées lorsque le flux d’eaux usées se trouve en dessous du niveau du réseau d’assainissement. Les caves ou les espaces souterrains en sont des exemples typiques. De nos jours, ces espaces sont aménagés de manière plus fonctionnelle et abritent notamment des toilettes, une salle de bains ou un sauna. Mais pensez par exemple à un garage souterrain où l’eau de pluie s’écoule vers le bas, ou à un terrain situé en dessous du niveau du raccordement au réseau d’assainissement.
Une deuxième application concerne l'emplacement. En effet, certains bâtiments peuvent être très éloignés du réseau d'égouts le plus proche. Grâce aux installations de relevage, les eaux usées peuvent être acheminées sur de plus longues distances et évacuées vers l'égout principal.
Si un terrain ne présente pas une pente suffisante pour permettre l’évacuation naturelle des eaux usées, une station de relevage est mise en place pour pomper ces eaux vers un niveau supérieur. Les installations de relevage peuvent donc être utilisées aussi bien dans les projets de construction que dans les projets résidentiels, dès lors que les eaux usées ne peuvent plus s’écouler par gravité vers le réseau d’assainissement.
La conduite de refoulement doit être acheminée vers le haut jusqu’au-dessus du niveau dit "de refoulement"
Paramètres
Pour le choix de la pompe, nous tenons compte de différents paramètres. Le premier est le débit à pomper. Ensuite, nous examinons le type d’eau: eaux grises, eaux fécales ou eaux noires, ou encore eaux pluviales. Les eaux pluviales étant évacuées séparément des eaux grises et des eaux noires, un système d’évacuation séparé est obligatoire. Dans de tels cas, une deuxième station de relevage sera nécessaire.
Un troisième paramètre est la différence de niveau géodésique: quelle hauteur la pompe doit-elle surmonter entre le réservoir et le point vers lequel l’eau doit être acheminée? De plus, la longueur et le diamètre de la conduite de refoulement jouent un rôle, car plus la conduite est longue, plus la résistance est importante. Pour une grande distance, un diamètre plus important peut donc être avantageux. Cela réduit la résistance de la conduite et donc la puissance de pompage nécessaire.
Composants
Réservoir
Le réservoir est l’espace dans lequel les eaux usées sont acheminées avant d’être pompées vers les égouts via la conduite de refoulement. La taille du réservoir joue ici un rôle important. Si l’installateur doit démonter la pompe ou un élément de la conduite de refoulement, l’eau encore présente dans la conduite doit pouvoir s’écouler en toute sécurité sans que le réservoir ne déborde. C’est pourquoi la capacité du réservoir doit être supérieure à celle de la conduite de refoulement.
Il est également important que la conduite de refoulement soit orientée vers le haut, au-dessus du "niveau de refoulement". Cela permet de créer une protection hydraulique – une boucle de refoulement – au cas où le réseau d’assainissement public serait saturé et que l’eau reflue vers le bâtiment. À ne pas confondre avec un clapet anti-retour situé dans ou immédiatement après l'installation de relevage. Imaginons que la pompe tombe en panne alors qu’il reste de l’eau dans la conduite de refoulement: le clapet anti-retour empêche alors l’eau de refluer vers le réservoir, ce qui éviterait que la pompe ne se remette à fonctionner inutilement. Si cela se produit, la pompe risque de s’user prématurément et cela entraîne une consommation d’électricité inutile.
Pompes et roues
Le choix du type de pompe dépend de la nature de l’eau. Le premier type, qui est également le plus couramment utilisé, est la pompe à écoulement libre. La roue vortex génère un fort tourbillon dans le corps de pompe, entraînant ainsi l’eau et les impuretés. Les matières fécales et le papier toilette peuvent ainsi être pompés sans avoir besoin d’être préalablement broyés.
Dans le cas des eaux noires, il est important que la conduite de refoulement soit correctement dimensionnée: un diamètre trop grand réduit la vitesse d'écoulement, ce qui peut entraîner, à la longue, une accumulation de matières solides et, par conséquent, un engorgement. En fonction de la longueur de la conduite de refoulement, on opte donc généralement pour une conduite d’un ou deux calibres supérieurs à la sortie de la pompe. Par exemple, pour une sortie de pompe de 50 mm, la conduite de refoulement horizontale peut passer à 63 ou 75 mm. Pour les eaux pluviales et les eaux grises ne contenant pas de matières solides, un diamètre de conduite plus grand peut généralement être utilisé sans problème.
Dans le cadre de projets de rénovation, il n’est pas toujours possible d’installer une nouvelle conduite de refoulement de plus grand diamètre. Il faut souvent utiliser une conduite de refoulement existante, relativement petite. Une pompe à couteaux constitue alors une solution adaptée: ses couteaux broient les objets solides avant qu’ils ne soient acheminés par la petite conduite de refoulement. L’inconvénient des lames est qu’elles s’émoussent avec le temps. Il faut donc les remplacer à intervalles réguliers. De plus, de longues fibres ou des corps étrangers peuvent s’enrouler autour du mécanisme et finir par provoquer un blocage.
Un troisième type est la pompe à roue à aubes. Cette pompe est le meilleur choix pour l’évacuation des eaux pluviales. Grâce à son rendement hydraulique plus élevé, la roue à aubes peut atteindre des débits importants sans devoir immédiatement recourir à des puissances motrices très élevées. Il est toutefois important que l'eau ne soit pas extrêmement polluée.
Pompe simple ou double?
Les clients peuvent choisir entre une installation à une ou deux pompes. La norme prévoit trois cas de figure dans lesquels il est recommandé d’opter pour un système à double pompe:
- Les logements collectifs, tels que les immeubles d’appartements ou les maisons de retraite. Dans une maison individuelle, il y a généralement des toilettes ou une salle de bains de secours en cas de panne de la pompe. L’impact d’une panne est en revanche bien plus important dans un grand immeuble d’appartements, par exemple.
- Il est également recommandé d’utiliser un système à deux pompes en aval d’un séparateur de graisse. C’est le cas notamment des cuisines industrielles, des cuisines de restaurants et des entreprises de transformation alimentaire. Une deuxième pompe garantit la fiabilité du fonctionnement et évite ainsi toute panne.
- Une troisième application concerne le pompage des eaux de pluie. La pluie est un phénomène météorologique imprévisible: en cas de fortes précipitations, des débits importants peuvent s’écouler en peu de temps. C’est pourquoi, dans ce cas également, on envisage d’installer un système à double pompe.
Dans le cas des pompes doubles, il existe des systèmes en cascade dans lesquels les pompes démarrent en alternance via le boîtier de commande.
Aération et purge
Une installation de pompage doit pouvoir aspirer de l’air lorsque l’eau est évacuée. Parallèlement, le système doit également pouvoir se purger. Dans les systèmes classiques, la conduite d’aération et de purge s’étend jusqu’au-dessus du niveau du sol et parfois même au-dessus du toit. Une véritable prouesse technique qui a un coût, car il faut traverser des dalles de plancher et des plafonds, voire plusieurs compartiments coupe-feu.
Dans certaines configurations, l’aération et la purge peuvent également être organisées localement, ce qui évite d’avoir à installer une conduite distincte traversant plusieurs étages. Dans ce cas, la conduite d’égout est utilisée, dans des conditions normales, pour l’alimentation en air. Lorsque cette canalisation se remplit entièrement d’eau en raison d’un refoulement, le système bascule vers une alimentation en air alternative. Ainsi, l’installation de pompage peut être suffisamment aérée même dans cette situation. Une aération correcte reste importante pour éviter des problèmes tels que les nuisances olfactives et un dysfonctionnement de l’installation.
Pour limiter davantage les nuisances olfactives, il est préférable d’opter pour une installation "à sec", dans laquelle le moteur se trouve à l’écart des eaux usées. Dans le cas d’une installation "humide", la pompe submersible est entièrement immergée dans le réservoir. Ce type d’installation est plus couramment utilisé pour les petits appareils et certains systèmes encastrés dans le sol.
Commande
Grâce à différents systèmes de mesure de niveau, la pompe sait quand elle doit se mettre en marche:
- Le système de commande le plus simple est un interrupteur à flotteur. Le pompage est activé lorsque la montée des eaux pousse le flotteur vers le haut dans le réservoir d’eaux usées.
- Un système couramment utilisé est la détection pneumatique de niveau, également appelée capteur de pression. La montée de l’eau dans l’installation de relevage comprime l’air contenu dans un tube plongeur. Cette pression est mesurée dans le boîtier de commande via un tuyau d’air.
- Dans le cas d’une sonde de conductivité, deux électrodes détectent, grâce à la conductivité électrique, si elles se trouvent sous l’eau. Il faut tenir compte du fait que l’eau de pluie ou la condensation sont moins conductrices.
- Les capteurs hydrostatiques, également appelés sondes de niveau, mesurent la pression générée par la hauteur de la colonne d’eau et la convertissent directement en un signal électrique. Cette solution est particulièrement intéressante lorsqu’il s’agit de couvrir de longues distances. C’est la solution la plus coûteuse, mais souvent la meilleure pour les puits de pompage critiques pour l’exploitation.
- Outre un système de détection de niveau pneumatique, une sonde optique peut également être utilisée comme sonde d’alarme. La sonde optique est placée plus haut dans le réservoir et émet un signal sous forme de lumière infrarouge. Dès que l’eau atteint ce capteur, le faisceau lumineux est interrompu et l’alarme se déclenche.
Installation
Installation libre
L'installation de refoulement est généralement installée en position libre dans le bâtiment ou intégrée dans la dalle de plancher. L'installation en position libre est facile à mettre en place et peut être réalisée sans dépenses importantes. L'inconvénient est toutefois que l'appareil est visible et prend de la place.
Encastrement dans le sol
Par ailleurs, l’installation complète peut être intégrée dans la dalle de plancher. Idéalement, l'emplacement de la pompe est déjà prévu dans les plans par l'architecte ou le bureau d'études. En effet, plusieurs éléments techniques doivent être préparés: la conduite de refoulement, la conduite d'alimentation, le conduit de passage pour les câbles électriques et les câbles des capteurs, ainsi qu'éventuellement un joint de bride.
Travaux de terrassement
À l’extérieur du bâtiment également, la pompe peut être placée dans le sol. On parle alors généralement d’un puits de pompage. De cette manière, l’installation peut être facilement dissimulée dans le sol. Il faut toutefois tenir compte du couvercle qui recouvre l’installation. Un couvercle doit par exemple être étanche aux odeurs en cas d’eaux usées. Si des véhicules circulent sur le couvercle, celui-ci doit pouvoir supporter ce poids.
Il arrive souvent que l’entrepreneur ou l’architecte ait déjà prévu une fosse de pompage en béton, mais que l’installateur doive encore y intégrer tous les équipements de pompage. Un module préassemblé peut alors s’avérer très utile, car il évite d’avoir à monter sur place toutes les pièces séparées dans une fosse en béton. En effet, les ouvertures sont souvent étroites, ce qui complique le travail de l’installateur.
Kit complet ou composition sur mesure?
En tant qu’installateur, vous pouvez composer vous-même votre kit en achetant auprès de différentes marques. Mais en cas de problème, des désaccords peuvent surgir entre les fabricants quant à la responsabilité de la défaillance. Pour éviter ces désaccords, il est conseillé d’acheter un kit complet auprès d’un seul fabricant. Optez également pour des composants faciles à démonter afin de faciliter l’installation, la réparation et l’entretien.
Entretien
La fréquence d’entretien des installations de relevage dépend de la nature de leur utilisation. Il est recommandé d’effectuer un entretien annuel des installations à usage privé. Dans le cadre d’une utilisation professionnelle, on vise un entretien tous les deux ans. Lorsque l’installation est soumise à une utilisation très intensive – comme dans les espaces publics –, il est conseillé de prévoir un entretien tous les trois mois. Les véritables contrats d’entretien sont rares.
Lors de l'entretien, vérifiez si le caoutchouc des clapets anti-retour est usé ou non. Vérifiez également s’il y a des salissures ou des dépôts de graisse sur le système de commande ou le réservoir. En effet, la graisse chaude qui pénètre dans l’installation avec les eaux usées commence à se solidifier, formant ainsi une épaisse couche de graisse. De plus, à long terme, la graisse peut endommager les gaines en caoutchouc des câbles. Dans les stations de relevage équipées de broyeurs, il faut également contrôler les lames. Il arrive souvent que des personnes jettent dans les toilettes des objets qui n’y ont pas leur place: des lingettes humides et des serviettes hygiéniques, mais aussi des couches et des t-shirts. Cela peut causer de gros problèmes, même avec des pompes broyeuses.
Avec la collaboration de DAB PUMPS, GRUNDFOS et KESSEL