La hauteur aspiration maxi de pompage cavitation et npsh

Sommaire de la page

1. Quelle est la hauteur d'aspiration maximale d'une pompe ?
2. Formules de la hauteur d'aspiration maximale
3. Hauteur d'aspiration maximale de l'eau selon sa température
4. Effet de l'altitude sur la hauteur d'aspiration (eau à 20…
5. Calculateur NPSH disponible et risque de cavitation
6. Explications détaillées et calcul dans Mecaflux
7. Questions fréquentes

Quelle est la hauteur d'aspiration maximale d'une pompe ?

Une pompe n'aspire pas : c'est la pression atmosphérique qui pousse le liquide vers elle. La hauteur d'aspiration maximale est donc limitée par H_max = (P_atm − P_v) / (ρ g) − NPSH_requis − ΔH_aspiration − marge, où P_v est la pression de vapeur saturante du liquide : en dessous, il bout et la pompe cavite. Pour de l'eau à 20 °C au niveau de la mer, la limite théorique est de 10,11 m (10,35 m d'atmosphère moins 0,24 m de pression de vapeur) ; avec un NPSH requis de 3 m, 1 m de pertes de charge dans la tuyauterie d'aspiration et 0,5 m de marge, la hauteur pratique tombe à 5,6 m. Elle n'est plus que de 3,9 m pour de l'eau à 60 °C et de 4,4 m à 1 000 m d'altitude. Le calculateur ci-dessous fait ce bilan pour votre liquide, votre altitude et votre pompe, et compare le NPSH disponible au NPSH requis.

Formules de la hauteur d'aspiration maximale

• H_max : hauteur d'aspiration maximale, en m, entre la surface du liquide et l'axe de la pompe placée au-dessus
• P₀ : pression absolue sur le liquide, en Pa : la pression atmosphérique P_atm pour un réservoir ouvert, qui dépend de l'altitude z (m)
• P_v : pression de vapeur saturante du liquide à sa température, en Pa (eau : 2,34 kPa à 20 °C, 19,9 kPa à 60 °C, 101,3 kPa à 100 °C)
• ρ : masse volumique du liquide, en kg/m³ ; g = 9,81 m/s² ; (P₀ − P_v)/(ρ g) est la limite théorique sans débit
• ΔH_asp : pertes de charge de la tuyauterie d'aspiration (crépine, clapet, coudes, conduite) au débit de fonctionnement, en m
• NPSH_r : NPSH requis par la pompe à ce débit, lu sur sa courbe, en m ; marge : 0,5 m au minimum

Hauteur d'aspiration maximale de l'eau selon sa température

Au niveau de la mer (101,3 kPa) ; pression de vapeur par l'équation d'Antoine ; hauteur pratique pour NPSH requis 3 m, pertes d'aspiration 1 m et marge 0,5 m

Température de l'eau	Masse volumique	Pression de vapeur Pv	Limite théorique (Patm − Pv)/ρg	Hauteur pratique
5 °C	1 000 kg/m³	0,87 kPa	10,24 m	5,7 m
10 °C	999,7 kg/m³	1,22 kPa	10,21 m	5,7 m
20 °C	998,2 kg/m³	2,33 kPa	10,11 m	5,6 m
40 °C	992,2 kg/m³	7,36 kPa	9,65 m	5,2 m
60 °C	983,2 kg/m³	19,9 kPa	8,45 m	3,9 m
80 °C	971,7 kg/m³	47,3 kPa	5,67 m	1,2 m
90 °C	965,2 kg/m³	70,0 kPa	3,31 m	aspiration impossible : pompe en charge
100 °C	958,1 kg/m³	101,3 kPa	0 m	pompe en charge obligatoire

Effet de l'altitude sur la hauteur d'aspiration (eau à 20 °C)

Atmosphère standard ; mêmes hypothèses pratiques (NPSH requis 3 m, pertes 1 m, marge 0,5 m)

Altitude du site	Pression atmosphérique	Limite théorique	Hauteur pratique
0 m	101,3 kPa	10,11 m	5,6 m
500 m	95,5 kPa	9,51 m	5,0 m
1 000 m	89,9 kPa	8,94 m	4,4 m
2 000 m	79,5 kPa	7,88 m	3,4 m
3 000 m	70,1 kPa	6,92 m	2,4 m

Calculateur NPSH disponible et risque de cavitation

Calcul gratuit du NPSH disponible d'une installation de pompage, comparé au NPSH requis de la pompe, et de la hauteur d'aspiration maximale. Les résultats se mettent à jour pendant la saisie.

Liquide pompé

Liquide

Température (°C)

Masse volumique ρ (kg/m³)

Pression de vapeur Pv (kPa abs)

Réservoir d'aspiration

Surface du liquide À l'air libreRéservoir fermé sous pression

Altitude du site (m)

Aspiration et pompe

Position de la pompe Au-dessus du liquide (en aspiration)Sous le niveau du liquide (en charge)

Dénivelé niveau du liquide / axe pompe (m)

Pertes de charge à l'aspiration (m)

NPSH requis de la pompe (m)

Marge de sécurité (m)

NPSH disponible

Hauteur d'aspiration maximale (avec la marge, aux mêmes pertes)
Limite théorique sans débit ni pompe (P − Pv)/ρg
Pression sur le liquide
Pression de vapeur saturante

NPSH disponible = (P − Pv)/ρg ± dénivelé − pertes de charge à l'aspiration, en mètres de colonne du liquide pompé. Le NPSH requis se lit sur la courbe du fabricant, au débit de fonctionnement : il augmente avec le débit, et les pertes de charge à l'aspiration aussi. Pression atmosphérique selon l'atmosphère standard ; pression de vapeur de l'eau par l'équation d'Antoine.

Explications détaillées et calcul dans Mecaflux

la hauteur d'aspiration dans un réseau de pompage est la cote verticale mesurée entre la surface du réservoir d'aspiration et l'axe de la pompe. Cette hauteur est directement liée à la charge Hydrostatique

Cette hauteur d'aspiration joue un rôle déterminant dans la puissance de la pompe et ne peut dépasser une certaine hauteur à cause des phénomènes de cavitation. Lorsque la hauteur maxi est atteinte on peut placer une pompe intermédiaire, mettre en pression le réservoir d'aspiration, diminuer la température du fluide...

La hauteur maxi d'aspiration dépend de la pression de vapeur saturante du fluide et donc de la température et de la pression ambiante.

La hauteur maxi d'aspiration théorique de l'eau au niveau de la mer est d'environ 10.33 mètres , dans la pratique on tient compte du Npsh de la pompe et des pertes de charges dues au débit du fluide.

La hauteur pratique d'aspiration maxi est située autour des 7 mètres à température ambiante.

Questions fréquentes

Pourquoi parle-t-on de 7 m en pratique alors que la théorie donne 10,33 m ?

Parce que 10,33 m est la hauteur d'eau que la pression atmosphérique équilibre dans un tube fermé, sans débit, sans pompe et sans vapeur. Dans une installation réelle, il faut retrancher la pression de vapeur du liquide (0,24 m à 20 °C, 2 m à 60 °C), les pertes de charge de la conduite d'aspiration et de la crépine, qui croissent avec le débit, le NPSH requis de la pompe (0,5 à 3 m, davantage pour les pompes rapides) et une marge de sécurité. On retrouve ainsi 6 à 7 m pour une petite pompe avec de l'eau froide, et bien moins avec de l'eau chaude ou en altitude.

Que faire quand la hauteur d'aspiration nécessaire dépasse la hauteur maximale ?

Rapprocher la pompe du liquide, ou la placer en charge, sous le niveau du réservoir (pompe immergée ou en fosse) : la hauteur devient négative et s'ajoute au NPSH disponible. Sinon, réduire les pertes de charge à l'aspiration avec une conduite courte et de gros diamètre, sans coudes inutiles, refroidir le liquide, mettre le réservoir sous pression, ou installer une pompe intermédiaire. Choisir une pompe à NPSH requis plus faible (vitesse de rotation plus basse, roue d'aspiration adaptée) est aussi une solution.

La hauteur d'aspiration change-t-elle la puissance de la pompe ?

Oui : la hauteur manométrique totale que la pompe doit fournir est la somme de la hauteur d'aspiration, de la hauteur de refoulement et des pertes de charge de tout le circuit. Aspirer à 5 m au lieu de 1 m ajoute 4 m à la hauteur totale, donc 4 × ρ g Q de puissance hydraulique, soit 109 W pour 10 m³/h d'eau. Une pompe en charge, placée sous le niveau du réservoir, profite au contraire de la hauteur de liquide qui la pousse.

Comment vérifier la hauteur d'aspiration de ma pompe sur mon installation ?

Dans Mecaflux Standard, vous saisissez la hauteur d'aspiration, le liquide et sa température, et le logiciel calcule le NPSH disponible et la hauteur manométrique totale, met à jour la puissance et déclenche une alerte de cavitation si le réseau ou la pompe la provoque ; les pompes de l'éditeur de pompes portent leur courbe de NPSH requis. Pour une station de pompage à concevoir ou à vérifier, Mecaflux réalise l'étude de votre projet et vous remet la note de calcul, ou vous propose une formation sur le logiciel appliquée à votre propre installation.