Puissance pompe : calcul de la puissance selon débit et HMT
Puissance pompe : pour 5 m³/h et une HMT de 7,5 m, avec un rendement de 50 %, la pompe absorbe environ 204 W. Formule, bar et exemples pas à pas.
Pour la puissance pompe, deux nombres suffisent : la hauteur à vaincre et le débit voulu. Pour 5 m³/h et une HMT de 7,5 m, l’eau reçoit 102 W. Avec un rendement de 50 %, la pompe doit absorber 204 W à son arbre.
Pensez à un seau que l’on monte chaque seconde. Plus le seau est lourd, plus il faut de force. Plus la hauteur est grande, plus il faut de travail. La puissance est la vitesse à laquelle ce travail se fait.
L’essentiel en bref
- La HMT est la hauteur géométrique plus les pertes de charge, en mètres.
- La puissance hydraulique vaut 1 000 × 9,81 × Q × HMT, avec Q en m³/s.
- La puissance absorbée vaut la puissance hydraulique divisée par le rendement.
- 10 m de hauteur d’eau font environ 0,98 bar.
- Une pompe à 50 % de rendement absorbe deux fois sa puissance hydraulique.
Calcul puissance pompe en quatre étapes
Le calculateur ci-dessus demande la hauteur géométrique, les pertes, le débit en m³/h et le rendement en pourcentage. Il donne la HMT, la pression en bar, la puissance hydraulique et la puissance absorbée.
Le calcul HMT pompe commence par la hauteur totale, puis passe au débit. Avec les valeurs par défaut, le calcul à la main donne :
- HMT : 6 + 1,5 = 7,5 m.
- Débit en m³/s : 5 ÷ 3 600 = 0,001389 m³/s.
- Puissance hydraulique : 1 000 × 9,81 × 0,001389 × 7,5 = 102,2 W.
- Puissance absorbée à 50 % : 102,2 ÷ 0,5 = 204,4 W.
Les deux parties de la HMT
La hauteur manométrique totale rassemble deux éléments.
- La hauteur géométrique : la différence de niveau entre le plan d’eau d’aspiration et le point de sortie. La longueur des tuyaux ne compte pas ici.
- Les pertes de charge : le frottement de l’eau dans les tuyaux, les coudes, les vannes et les filtres. Plus les tuyaux sont longs et étroits, plus les pertes grimpent.
HMT = hauteur géométrique + pertes de charge. Si la sortie doit aussi fournir une pression, cette pression s’ajoute en mètres de colonne d’eau.
Exemple : une cave dont le niveau se trouve 6 m plus bas que la sortie. La conduite perd 1,5 m par frottement. La HMT vaut donc 6 + 1,5 = 7,5 m.
Pour estimer une perte dans une conduite précise, le calcul de perte de charge donne la méthode.
HMT en bar : tableau
Une colonne d’eau de 10,2 m exerce une pression de 1 bar. Pour passer de mètres à bar, divisez donc par 10,2. Le calcul exact multiplie par 0,0981.
| HMT | Pression |
|---|---|
| 5 m | 0,49 bar |
| 10 m | 0,98 bar |
| 20 m | 1,96 bar |
| 30 m | 2,94 bar |
| 40 m | 3,92 bar |
Un manomètre placé à la sortie permet de contrôler le résultat. Cette conversion vaut pour l’eau. Un autre liquide a une densité différente, et la pression change.
Exemples de calcul
Cave à vider : hauteur 6 m, pertes 1,5 m, débit 5 m³/h.
- HMT : 6 + 1,5 = 7,5 m
- Puissance hydraulique : 1 000 × 9,81 × (5 ÷ 3 600) × 7,5 = 102 W
- Puissance absorbée à 50 % : 102 ÷ 0,5 = 204 W
Eau montée sur un toit : hauteur 10 m, pertes 2 m, débit 10 m³/h.
- HMT : 10 + 2 = 12 m
- Puissance hydraulique : 1 000 × 9,81 × (10 ÷ 3 600) × 12 = 327 W
- Puissance absorbée à 60 % : 327 ÷ 0,6 = 545 W
Arrosage sous pression : HMT 40 m, débit 3 m³/h.
- Puissance hydraulique : 1 000 × 9,81 × (3 ÷ 3 600) × 40 = 327 W
- Puissance absorbée à 45 % : 327 ÷ 0,45 = 727 W
Dans le dernier exemple, la pression vient de la hauteur. 40 m de HMT font environ 3,9 bar à la sortie.
Piscine : débit d’abord, puissance ensuite
Pour une piscine, le débit se calcule à partir du volume. Un bassin de 20 m³ filtré en 8 heures demande 20 ÷ 8 = 2,5 m³/h.
Ce débit ne donne pas à lui seul la puissance. Il faut aussi la HMT réelle du circuit, avec le filtre, la pompe à chaleur et les tuyaux. Avec 4 m de HMT, la puissance hydraulique vaut 1 000 × 9,81 × (2,5 ÷ 3 600) × 4 = 27 W. Le calcul ne donne pas la puissance de la pompe du commerce.
Pour choisir une pompe de piscine, regardez la courbe débit-hauteur du fabricant. Elle indique le débit réel pour une HMT donnée. Le calcul de volume d’une piscine donne le volume d’eau, et le débit d’une pompe de piscine de 10 m³/h montre un exemple de choix.
Puissance selon la HMT
Avec un débit fixe de 5 m³/h et un rendement de 50 %, la puissance suit la hauteur de façon directe.
| HMT | Puissance hydraulique | Puissance absorbée |
|---|---|---|
| 7,5 m | 102 W | 204 W |
| 15 m | 204 W | 409 W |
| 20 m | 272 W | 545 W |
Doubler la hauteur double la puissance. Doubler le débit à hauteur égale fait aussi doubler la puissance.
Pour trouver le débit à partir d’un volume et d’un temps, le calcul du débit volumique fait la conversion en m³/h.
Rendement et choix du moteur
Le rendement indique la part de l’énergie électrique qui arrive dans l’eau. Le reste se perd en chaleur et en frottement.
| Type de pompe | Rendement courant |
|---|---|
| Petite pompe de maison ou de jardin | environ 30 à 60 % |
| Pompe plus grosse, au point de fonctionnement optimal | environ 60 à 80 % |
Le rendement dépend du point de fonctionnement. Hors de la zone optimale de la courbe, il baisse nettement. Le fabricant indique ce point dans sa fiche.
Pour le moteur, prévoyez une marge. Une marge de 10 à 20 % est courante, pour absorber les variations et l’encrassement des filtres. Avec 727 W absorbés, un moteur d’environ 0,8 à 0,9 kW est donc un bon ordre de grandeur.
Erreurs fréquentes
- Longueur de tuyau comptée comme hauteur. Seule la différence de niveau est la hauteur géométrique.
- Pertes oubliées. Sur une longue conduite ou un petit diamètre, les pertes peuvent peser autant que la hauteur.
- Rendement trop optimiste. Une pompe annoncée à 70 % ne l’atteint qu’à un point précis de sa courbe.
- Rendement saisi en décimal. Le calculateur attend 50 et non 0,5. Avec 0,5, il le ramène à la limite basse de 1 %, et la puissance sort environ 50 fois trop haute.
- Unités mélangées. Une formule en m³/s avec un débit en m³/h donne un résultat 3 600 fois trop grand.
Quand faire vérifier
Pour un petit arrosage ou un bassin de jardin, ce calcul donne une bonne estimation. Pour une installation fixe dans une cave, un toit ou un puisard, le choix du moteur et du câblage revient à un électricien. L’électricité d’une pompe extérieure ou dans un puisard doit être protégée et installée selon les règles en vigueur.
Pour un puisard ou une pompe de relevage, le calcul du puisard aide à choisir la taille du bac et la pompe adaptée.
Questions fréquentes
Comment calculer la puissance d’une pompe ?
La puissance hydraulique vaut 1 000 × 9,81 × Q × HMT, avec Q en m³/s et HMT en mètres. Divisez-la par le rendement pour obtenir la puissance absorbée. Pour 5 m³/h, 7,5 m et 50 %, cela donne 102 W puis 204 W.
Quelle puissance pour une pompe de piscine de 20 m³ ?
Le volume seul ne suffit pas. Il faut le débit voulu, la HMT du circuit et le rendement. Un bassin de 20 m³ filtré en 8 heures demande 2,5 m³/h. Avec une HMT de 4 m, la puissance hydraulique vaut 27 W. Les pompes de piscine se choisissent ensuite sur la courbe du fabricant.
Comment convertir une HMT en bar ?
Divisez la hauteur en mètres par 10,2, ou multipliez-la par 0,0981. Une HMT de 10 m correspond à environ 0,98 bar, et 40 m à environ 3,92 bar.
Quel rendement prendre pour une petite pompe ?
Pour les petites pompes de maison et de jardin, le rendement se situe souvent entre 30 et 60 %. Prenez la valeur de la fiche du fabricant. Sans fiche, un calcul prudent à 40 ou 50 % est plus sûr.
Tous les résultats sont des estimations. Vérifiez les quantités et les prix avec votre négoce ou un artisan avant d’acheter.