Calculer la HMT d’une pompe de forage

À quoi sert le calcul de la HMT ?

La hauteur manométrique totale, ou HMT, représente la hauteur que la pompe doit fournir pour acheminer l’eau jusqu’au point de distribution, tout en tenant compte de la pression souhaitée et des pertes dans le tuyau. Elle s’exprime en mètres. Pour choisir une pompe de forage ou de puits, il faut considérer la HMT avec le débit voulu : la pompe doit pouvoir fournir ce débit à la hauteur calculée.

La profondeur déterminante est celle du niveau dynamique, c’est‑à‑dire le niveau de l’eau dans le puits pendant le pompage. Le niveau statique, mesuré lorsque la pompe ne fonctionne pas, ne remplace pas cette donnée. Une estimation fondée sur le niveau statique peut donc conduire à sous-évaluer la hauteur nécessaire.

Les éléments additionnés

Le calcul suit cette relation, avec les hauteurs exprimées en mètres et la pression en bars :

HMT = niveau dynamique + hauteur à monter au‑dessus du sol + pertes de charge du tuyau + pression au robinet convertie en mètres.

La pression demandée au robinet est convertie à raison d’environ 1 bar = 10,2 m. Par exemple, une pression demandée de 2 bars ajoute environ 20,4 m à la HMT. Cette conversion représente la hauteur correspondant à la pression ; elle ne remplace pas le calcul des pertes dans la conduite.

Comment sont calculées les pertes de charge ?

Les pertes linéaires sont estimées avec la formule de Hazen-Williams, en utilisant un coefficient de 140 pour le polyéthylène. Sous forme métrique, elle s’écrit : h = 10,67 × L × Q^1,852 / (C^1,852 × D^4,871). Dans cette expression, h est la perte linéaire en mètres, L la longueur de tuyau en mètres, Q le débit en m³/s, C le coefficient Hazen-Williams et D le diamètre intérieur en mètres. Pour ce calcul, C vaut 140.

La conduite est prise en compte selon son diamètre intérieur, et non selon le diamètre nominal inscrit sur le tube. Les correspondances proposées sont :

• 20 mm pour un tube PE 25 ;
• 26 mm pour un tube PE 32 ;
• 32,6 mm pour un tube PE 40 ;
• 40,8 mm pour un tube PE 50.

Une fois les pertes linéaires calculées, elles sont majorées de 10 % pour tenir compte des coudes et des raccords. Cette majoration s’applique aux pertes de charge, pas à la somme entière de la HMT. La longueur utilisée pour les pertes décrit le parcours du tuyau ; la hauteur à monter au‑dessus du sol est comptée séparément dans la formule.

Exemple de calcul

Prenons un cas d’illustration avec un niveau dynamique à 30 m sous le sol, un robinet situé 5 m au‑dessus du sol, une conduite de 45 m en PE 32, un débit voulu de 2 m³/h et une pression demandée de 2 bars. Le diamètre intérieur retenu est 26 mm. Avec Hazen-Williams et C = 140, les pertes linéaires sont d’environ 2,5 m. Après la majoration de 10 %, elles atteignent environ 2,8 m. La pression contribue pour 2 × 10,2 = 20,4 m. La HMT vaut donc environ 30 + 5 + 2,8 + 20,4, soit 58,2 m. La valeur arrondie aux 5 m supérieurs est 60 m.

Pour cet exemple, la pompe se choisit en vérifiant sur sa courbe qu’elle fournit le débit de 2 m³/h à la HMT de référence arrondie à 60 m. Le choix doit aussi respecter la marge de 10 à 20 % recommandée par le calculateur. Cet exemple illustre la méthode ; les valeurs de votre installation doivent être mesurées ou déterminées pour votre situation.

Débit, vitesse et puissance indicative

Le débit intervient directement dans le calcul des pertes : lorsque le débit augmente, les pertes dans la conduite augmentent aussi. Le diamètre intérieur joue également un rôle important, car une conduite plus étroite entraîne davantage de pertes pour un même débit. La vitesse de l’eau est calculée à partir du débit et de la section intérieure du tuyau. Elle est signalée lorsqu’elle dépasse 1,8 m/s.

La puissance électrique affichée est une indication fondée sur un rendement global de 45 %. La puissance hydraulique dépend du débit et de la HMT ; l’estimation électrique tient compte de ce rendement. Cette valeur aide à situer l’ordre de grandeur nécessaire, mais ne constitue pas à elle seule un critère suffisant pour sélectionner un moteur ou une pompe.

Erreurs fréquentes et limites

• Confondre niveau statique et niveau dynamique : utilisez la profondeur du niveau d’eau en pompage.
• Oublier la pression au robinet : elle ajoute une hauteur équivalente, même si le point de distribution est proche.
• Utiliser le diamètre extérieur du tube : les diamètres de calcul sont les diamètres intérieurs indiqués.
• Négliger la longueur de conduite : elle participe aux pertes linéaires et doit correspondre au parcours considéré.
• Lire uniquement la hauteur maximale annoncée : vérifiez le débit disponible à la HMT utile sur la courbe de la pompe.

Le résultat reste une estimation selon les éléments saisis et les hypothèses indiquées : formule de Hazen-Williams, coefficient 140, majoration de 10 % et rendement global de 45 %. Il ne décrit pas à lui seul toutes les particularités d’une installation et ne garantit pas le débit réellement obtenu. Si le niveau dynamique est incertain, si le débit nécessaire est important ou si le choix concerne une installation complexe, demandez l’avis d’un professionnel du pompage ou du forage. Il pourra vérifier les données de l’installation et la courbe de fonctionnement de la pompe avant le choix final.