Les postes de relevage sont souvent surdimensionnés pour s'assurer qu'ils soient suffisamment grands - mais les bonnes intentions risquent d'avoir l'effet inverse.  
Dans ce module, vous apprendrez à dimensionner un poste de relevage pour assurer des conditions de fonctionnement optimales dans les bâtiments tertaires et les petits systèmes d'évacuation d'eaux usées municipales. Vous obtiendrez également un certain nombre d'exemples de calculs pratiques qui vous seront utiles dans ce processus. Les exemples s'appliquent aux pompes jusqu'à 30 kilowatts.

L'un des principaux inconvénients du surdimensionnement d'un poste est la stagnation prolongée des eaux usées entraînant une sédimentation et finalement un colmatage. Pourquoi cela ?  

Supposons que le diamètre optimal du poste soit de 1,5m, mais qu'on décide qu'il  fasse 2m pour avoir une réserve de volume. Les niveaux de démarrage et d'arrêt de la pompe sont les mêmes quel que soit le diamètre, mais avec 2m le niveau de démarrage mettra plus de temps à être atteint. Et avec des démarrages moins fréquents, les eaux usées stagnent plus longtemps dans le poste.

Lors du dimensionnement du poste, quatre éléments principaux doivent être pris en compte :
- Le débit entrant
- Le volume effectif
- Le diamètre du poste
- Et enfin la distance entre le départ et l'arrêt  

Examinons-les un par un pour expliquer ce qu'il faut prendre en compte et comment chaque étape est calculée.

La toute première chose à connaître lors du dimensionnement du poste est le débit entrant. Ce chiffre est généralement fourni par des experts externes car le calcul est assez complexe. La quantité d'eau entrante fluctue pendant la journée et d'un jour à l'autre - et dépend également de la nature des eaux usées. L'eau de pluie qui ruisselle entraîne de fortes fluctuations alors que les eaux usées ont des mouvements plus réguliers.

Une fois que nous connaissons le débit entrant, nous pouvons calculer la capacité de la pompe.

Prenons un exemple où le débit entrant est fixé à 32 litres par seconde. Pour trouver la capacité de la pompe requise, nous la multiplions par 1,05, ce qui signifie que la pompe doit être capable de pomper 34 litres par seconde pour garantir que le poste ne soit jamais inondé.

Lors du choix de la pompe, il est essentiel d'examiner également le nombre maximum de démarrages horaires qu'elle est capable d'effectuer pour s'assurer qu'elle puisse suivre aux heures les plus chargées de la journée. Plus le nombre de démarrages horaires est élevé, mieux c'est.

Il est maintenant temps de calculer le volume effectif. Mais avant cela, il est indispensable de connaître le nombre de pompes à installer et de savoir si les pompes doivent fonctionner en parallèle ou en alternance.

Le fonctionnement en parallèle, où deux pompes ou plus fonctionnent simultanément côte à côte, est généralement appliqué dans les systèmes combinés traitant à la fois les eaux usées et les eaux de pluie. Le fonctionnement alterné, où chaque pompe alterne entre la position de service et la position de veille après chaque cycle, convient lorsque les eaux usées et les eaux de pluie sont évacuées dans des systèmes séparés.

Voyons maintenant comment est calculé le volume effectif de chacune des deux options.

Dans les systèmes de relevage avec deux pompes fonctionnant en parallèle, ces dernières fournissent conjointement la capacité requise. En d'autres termes, les pompes combinées sont capables de pomper 34 litres par seconde en charge de pointe.

Dans l'exemple, les pompes sont capables d'effectuer 20 démarrages par heure.

La formule suivante est utilisée pour calculer le volume effectif entre le démarrage et l'arrêt. Cela nous donne un volume effectif de 1,53 mètre cube.

Le volume effectif d'un système à fonctionnement alterné est calculé en utilisant exactement la même formule MAIS sur la base de la capacité d'une seule pompe et non de deux comme en fonctionnement parallèle.    

Ainsi, lors du dimensionnement des pompes, il est important de tenir compte du fait que chaque pompe doit être capable de fournir 100 % de la capacité à elle seule, ce qui signifie que les pompes dans cet exemple seront plus grosses que celles en fonctionnement parallèle.

Ensuite, il est temps de déterminer le diamètre du poste. Comme nous l'avons établi au début de cette session, le diamètre est essentiel pour garantir des conditions de fonctionnement optimales. Si le poste est trop grand, le nombre de démarrages et d'arrêts risque de ne pas être suffisant pour empêcher la sédimentation.

Le diamètre requis est déterminé en fonction du nombre de pompes et de l'espace supplémentaire nécessaire pour la tuyauterie, etc.

Si nous reprenons l'exemple précédent avec deux pompes en fonctionnement parallèle, ce système nécessitera un diamètre de poste de 1,8 m - ou un rayon de 0,9 m.

Enfin, nous sommes prêts à calculer la distance entre le niveau de départ et le niveau d'arrêt - ou la hauteur effective.

Nous savons que le volume effectif est de 1,53 m cube et que le rayon de la fosse est de 0,9 m.

Maintenant, pour calculer la hauteur effective, nous allons utiliser la formule suivante. Cela nous donne une hauteur effective de 0,6 m.
Et pourquoi est-il important d'avoir la bonne distance entre le démarrage et l'arrêt ? Eh bien, une distance trop longue réduit le nombre de cycles et peut provoquer une sédimentation dans le fond du poste car l'eau stagne trop longtemps. Au final, cela entraîne un colmatage et des temps d'arrêt non planifiés.   

D'autre part, si la distance entre le niveau de départ et le niveau d'arrêt est trop courte, le moteur est potentiellement surchargé lorsque l'entrée d'effluents est maximale en raison d'un trop grand nombre de démarrages et d'arrêts peuvant causer des pannes. C'est pourquoi il est important de toujours prendre en compte le nombre maximum de démarrages horaires des pompes.

Pour conclure, abordons brièvement les systèmes alternatifs à  comportant deux pompes.

Si une station de pompage ne dessert que quelques habitations, le débit entrant est souvent limité et une seule pompe suffira à fournir la capacité appropriée. Le débit de la pompe choisie doit alors être beaucoup plus important que celui entrant pour limiter la sédimentation dans la conduite de refoulement en maintenant une vitesse élevée.

Les postes avec plus de deux pompes sont généralement utilisés dans les systèmes unitaires - soit pour augmenter la capacité, soit pour avoir des pompes de secours en cas de fortes fluctuations soudaines, par exemple lors de fortes pluies.