COMPRENDRE LES LIMITES CONCERNANT L’ASPIRATION DES POMPES DE SURFACE ?

Le rôle d’une pompe de surface, avant de distribuer l’eau dans une maison, d’irriguer un champ ou de remplir un réservoir, est tout d’abord de capter cette eau. Le captage se fait fréquemment dans un puits, un forage ou une réserve dont l’eau est au-dessous du niveau de la pompe

Cette dernière devra donc d’abord « aspirer » l’eau avant de la redistribuer. On sait aussi que la profondeur à laquelle une pompe peut aller chercher l'eau n'est pas infinie.

On parle souvent de 7 mètres, 8 mètres, voire 9 mètres lorsque l'on est vraiment optimiste...

Mais pourquoi pas 15 mètres, 100 mètres ou plus encore ?

La réponse est liée directement à la pression atmosphérique.

Pour comprendre le phénomène, imaginons une expérience :

Nous sommes au bord de la mer, où la pression atmosphérique moyenne est de 10,33 m (ce qui correspond, en unité du système international, à 1013 millibar ou 1013 hectopascals pour les météorologues).

Nous disposons d'un bac rempli d'un liquide parfait (par liquide parfait, nous entendons un liquide qui ne peut pas bouillir, même à une très haute température) et dont la densité est égale à celle de l'eau. A ce stade, nous constatons que la surface du liquide est parfaitement plane et horizontale.

Pourquoi en est-il ainsi ?

Tout simplement parce que la pression atmosphérique "appuie" de façon égale sur toute cette surface. Si la pression était plus faible sur quelques cm², nous observerions une petite bosse à cet endroit-là. Ce qui n'est, bien entendu, jamais le cas !

Nous plongeons dans le liquide un tuyau droit, ouvert aux deux extrémités, et nous remarquons que le liquide monte à l'intérieur, pour se stabiliser au même niveau qu'à l'extérieur. C'est normal : la pression, encore une fois, est identique à l'intérieur et à l'extérieur du tuyau, c'est un peu le principe des vases communiquant. Précisons que ce tuyau est parfait : il est si lisse qu'il ne génère aucune perte de charge. Nous installons une pompe à vide sur la partie supérieure du tuyau et nous la mettons en route. Nous constatons maintenant que le liquide monte dans le tuyau. Pourquoi ? Parce que la pression à l'intérieur du tuyau est plus faible que la pression atmosphérique, ce qui permet à cette dernière de pousser le liquide. Nous aurions obtenu le même effet (avec la même cause!) en installant à la surface du liquide une rondelle d'un diamètre égal à celui du bac, percée d'un trou permettant le passage du tuyau, et en appuyant dessus. Si nous faisions une mesure en cours d'expérience, alors que la pression à l'intérieur du tuyau est, par exemple, de 4,20 m, on pourrait mesurer une élévation du liquide dans le tuyau de 6,13 m, c'est à dire de la différence entre 10,33 m et 4,20 m.