Que penser d’une pompe à vitesse variable pour la piscine ?

Sylvain Gautier

Sylvain GAUTIER

Nous avons rencontré Sylvain GAUTIER, Ingénieur Hydraulique au sein du Pôle Technique de Procopi, diplômé de l'Ecole des Mines de Nantes.

Première question, quel est le principe de fonctionnement d'une pompe à vitesse variable ?

Sylvain GAUTIER : Une pompe à vitesse variable est une pompe capable de faire varier la vitesse de rotation de son moteur et donc de sa turbine. Plus la vitesse de rotation du moteur est importante, et plus le débit et la pression fournis par la pompe seront importants. De la même façon, la consommation électrique de la pompe augmente lorsque la vitesse de rotation augmente.

Les pompes à vitesse variable dans le domaine de la piscine sont la plupart du temps des pompes équipées d'un moteur à aimant permanent dont la conception permet cette variation de la vitesse de rotation. On trouve également, mais de façon plus marginale, des pompes classiques que l'on équipe d'un variateur de fréquence qui permet de faire varier la vitesse de rotation d'un moteur asynchrone.

Les économies d'énergie sont souvent un argument de vente avancé lorsque l'on parle de pompes à vitesse variable, qu'en est-il vraiment ?

S.G : Il y a effectivement eu beaucoup de marketing fait autour des pompes à vitesse variable en termes d’économies d’énergie. Et les chiffres annoncés donnent envie : 30, 50 % d'économie d'énergie. J’ai même déjà vu la promesse de faire baisser la facture d'électricité de 90 % grâce à ce type de pompe.

Chez PROCOPI, nous essayons d'avoir une démarche la plus scientifique et la plus objective possible. C'est pourquoi nous avons décidé de monter un banc de tests permettant de comparer les performances des 2 technologies de pompes.

Ce banc, que nous avons présenté lors de nos ateliers techniques aux Procofolies 2014, est équipé de 3 pompes : 1 Eurostar 50, 1 Eurostar 150, toutes les 2 à moteur asynchrone et une Eurostar Eco Touch à vitesse variable et à moteur aimant permanent. Pour chacune de ces trois pompes, nous pouvons mesurer le débit fourni et la puissance électrique consommée. A l'aide d'une vanne de réglage, il est possible de simuler différents types de circuits hydrauliques avec plus ou moins de pertes de charge.

Sylvain Gautier présente le banc de démonstration lors des Procofolies

Et suite aux différents essais que vous avez réalisés avec cet outil, quelles sont vos conclusions ?

S.G : A débit et pression identiques, le rendement du moteur à aimant permanent de la pompe à vitesse variable permet effectivement de consommer moins d’énergie que la pompe à vitesse fixe. Cela est dû à la technologie des moteurs à aimant permanent qui ont un meilleur rendement que les moteurs asynchrones.

Nous avons pu constater une réduction de 5 à 20% de la consommation électrique en fonction des points de fonctionnement (type de circuit hydraulique, vitesse utilisée). Nous sommes donc relativement loin des chiffres cités précédemment.

Là où le bât blesse, c'est sur le prix d'achat de la pompe. Quand le prix d'une pompe classique de piscine tourne autour de 500 ou 600 euros en prix public pour une pompe de qualité, pour celui d’une pompe à vitesse variable varie entre 1200 et 1500 euros.

Les économies d'énergie réalisées sont trop faibles pour rembourser rapidement les 600 à 1000 euros supplémentaires investis à l'achat de la pompe. Dans la plupart des cas et pour une utilisation de 6 mois/an, le retour sur investissement est de 15 à 20 ans. Dans les cas les plus favorables, il est de 8 à 10 ans.

C’est un pavé dans la mare que vous lancez ?

S.G : Je ne dis pas que la pompe à vitesse variable ne présente pas certains intérêts. Mais en terme d’économies d’énergie, sur une installation classique de piscine, nos essais ont prouvé qu'il n'y avait pas de rentabilité économique.

Il est beaucoup plus intéressant d'investir dans l'optimisation de son circuit hydraulique. Nous avons démontré, essais à l'appui, qu'il est possible d'économiser environ 150 euros par an (période d’utilisation de 6 mois à raison de 3 volumes d’eau de la piscine renouvelés en 24h) sur sa facture d'électricité pour un bassin 8 x 4 m, en optimisant le circuit hydraulique de sa piscine.

Le principe est simple. En installant des matériels qui ont moins de résistance hydraulique, comme par exemple, pour un bassin 8 x 4 m, une vanne multivoies 2", des tuyauteries 63 mm et des coudes de grand rayon, des collecteurs d’aspiration et de refoulement, les pertes de charge du circuit hydraulique seront fortement réduites. Cela permet d'installer une pompe plus petite, qui consommera donc moins d'énergie et qui pour autant donnera le même débit qu'une pompe plus grosse installée sur un circuit classique avec plus de pertes de charge.

Le surcoût de l'optimisation hydraulique est d’environ 450 euros TTC pour un bassin de 8 x 4 m (avec un local technique situé à 7 m du bassin). En économisant 150 euros par an, il ne faut donc qu’environ 3 ans pour amortir l'installation, installation qui est en partie enterrée et durera toute la vie de la piscine, ce qui n’est pas le cas d’une pompe.

PROCOPI propose d'accompagner ses clients dans la démarche de l'optimisation avec les "Études hydrauliques". A partir des données techniques simples du bassin (volume, distance du local technique...), nous modélisons le circuit hydraulique de la piscine pour préconiser les matériels les plus adaptés au besoin du bassin. Cela permet de concevoir des circuits hydrauliques avec 0,5 à 0,7 bar de pertes de charge là ou classiquement on a plutôt 1 ou 1.2 bar.

Non seulement les économies citées plus haut seront réalisées avec un temps de retour sur investissement performant, mais en plus, le matériel sera moins sollicité, augmentant ainsi sa durée de vie, et le niveau de bruit dans le local technique sera considérablement diminué.

Pompes de gauche à droite : Eurostar Eco Touch, Eurostar 150, Eurostar 50

Quel est alors l'intérêt d'une pompe à vitesse variable ?

S.G : Cela va paraitre un peu bête mais l'intérêt de la pompe à vitesse variable est de faire varier le débit. Cela signifie donc que ce genre de pompe est intéressant lorsqu'on a un bassin avec des besoins différents en termes de débit au cours d'une journée. Ainsi une utilisation possible d’une pompe variable sera adaptée si cette dernière permet non seulement le transport de l’eau pour la filtration, mais également l’alimentation d’un coin balnéothérapie, la gestion d’un bac tampon, etc.

Toutefois, ne pas oublier que la vitesse de passage dans les tuyaux est prépondérante. Une vitesse de passage trop faible dans les tuyaux, obtenue lors du fonctionnement à petite vitesse de la pompe à vitesse variable, occasionnera des phénomènes de sédimentation, pouvant générer un encrassement des tuyauteries.

Inversement, une vitesse de passage trop grande dans les tuyaux entraînera des phénomènes de vibrations et une augmentation des pertes de charge.

Il est donc requis de respecter 1.5 m/s à l’aspiration et 2 m/s au refoulement et il ne faut pas descendre en-dessous de 0.5 m/s et ne pas aller au-delà de 3 m/s.

De plus, si l’on réduit trop la vitesse (et donc le débit), cela peut poser différents problèmes. L'écrémage sera de mauvaise qualité et le débit insuffisant pour garantir un bon échange thermique dans le cas de l’utilisation d’une pompe à chaleur ou d’un échangeur par exemple.

Mais la pompe à vitesse variable ne permet-elle pas de réduire le débit d'une installation et donc la consommation énergétique ?

S.G : Effectivement, lorsqu'on réduit la vitesse et donc le débit, on consomme moins d'énergie. Mais je ne vois pas l'intérêt d'acheter une pompe équipée d'un moteur de 1,5 kW ou plus, si c'est pour la faire tourner en permanence à une vitesse où elle consomme 300 ou 400 W. Autant acheter une pompe classique de 400 W qui coûtera deux fois moins cher et qui fournira le même débit.

Pour résumer ?

S.G : Dans la plupart des cas, l'achat d'une pompe à vitesse variable ne se justifie pas, selon nous. Les retours sur investissement sont beaucoup trop longs pour que cela soit intéressant. Néanmoins, dans des cas spécifiques, avec des besoins différents en termes de débit, la pompe à vitesse variable peut se justifier.