Pression absolue à la surface du liquide (Pabs)
La pression absolue à la surface du liquide dans le réservoir d'aspiration est un paramètre fondamental du calcul NPSH. Valeurs typiques : au niveau de la mer 10,33 mCE, réservoir ouvert à l'atmosphère 10,33 mCE. Pour un réservoir sous pression, il faut ajouter la pression du réservoir. Pour un réservoir sous vide, il faut soustraire le vide.
Altitude de l'installation
L'altitude d'installation de la pompe au-dessus du niveau de la mer influe sur la pression atmosphérique. La correction d'altitude est calculée automatiquement à raison d'environ 0,012 mCE par mètre d'altitude. Exemples : 0 m (niveau de la mer) correspond à 0 mCE de correction, 500 m d'altitude nécessite une correction de -6 mCE, 1000 m d'altitude nécessite -12 mCE de correction.
Pression de vaporisation du liquide (Pv)
La pression de vapeur saturante du liquide pompé varie en fonction de sa température. Pour l'eau, les valeurs sont : 0°C = 0,06 mCE, 10°C = 0,12 mCE, 20°C = 0,24 mCE, 30°C = 0,43 mCE, 40°C = 0,75 mCE, 50°C = 1,26 mCE, 60°C = 2,03 mCE, 80°C = 4,83 mCE, 100°C = 10,33 mCE.
Hauteur géométrique (Hgeo)
La hauteur géométrique représente la différence de niveau entre la surface du liquide et l'axe de la pompe. Le signe est positif si la pompe est en charge (niveau du liquide au-dessus de la pompe), et négatif si la pompe est en aspiration (niveau du liquide en-dessous de la pompe). Exemples : une pompe située 3 m sous le niveau correspond à +3 m, une pompe 5 m au-dessus du niveau correspond à -5 m.
Pertes de charge aspiration (ΔHasp)
Les pertes de charge totales dans la tuyauterie d'aspiration se mesurent de la surface du liquide jusqu'à l'entrée de la pompe. Elles incluent les pertes de charge linéaires dans les tuyaux ainsi que les pertes de charge singulières dues aux coudes, vannes, réductions, crépine et autres accessoires.
NPSH Disponible
Le NPSH disponible doit être supérieur au NPSH requis de la pompe pour éviter la cavitation. Le NPSH requis est indiqué sur la courbe constructeur de votre pompe. Une marge de sécurité recommandée de 0,5 à 1 mCE au-dessus du NPSH requis garantit un fonctionnement fiable.
NPSH Requis de la pompe (NPSHr)
Le NPSH requis correspond à la valeur minimale de NPSH nécessaire pour que la pompe fonctionne sans cavitation. Il s'agit du NPSH de la pompe au débit de celle-ci, cette valeur variant selon le point de fonctionnement. Cette valeur se trouve sur la courbe NPSH de la documentation constructeur, à relever sur la courbe au débit de fonctionnement souhaité, ou parfois indiquée dans le catalogue technique de la pompe. Le NPSH disponible doit toujours être supérieur au NPSH requis avec une marge de sécurité de 0,5 à 1 mCE minimum.
Calculateur de NPSH Disponible
Déterminez le NPSH disponible pour prévenir la cavitation de votre pompe
Une seule erreur de calcul. Une pompe qui cavite. Des milliers d’euros partis en fumée.
Chaque année, 82% des industriels subissent des arrêts non planifiés causés par des défaillances de pompes. Le coût est parfois de plusieurs dizaines de milliers d’euros par incident. Et la cavitation représente l’une des causes principales de ces pannes catastrophiques.
La bonne nouvelle ? Vous pouvez l’éviter entièrement.
Le calcul du NPSH disponible est votre bouclier contre la cavitation. Maîtrisez cette méthode, et vous protégerez vos installations contre les dégâts d’impulseur, les vibrations destructrices et les arrêts production imprévus qui plombent votre rentabilité.
Dans ce guide terrain, vous découvrirez la formule exacte pour calculer le NPSHd, les 5 valeurs critiques à collecter, des tableaux de référence immédiatement utilisables, et un cas pratique complet avec solutions concrètes quand votre NPSH s’avère insuffisant. Vous saurez aussi interpréter les courbes de pompe et éviter les 3 erreurs fatales que commettent 90% des opérateurs.
Comment lire le NPSHr sur les courbes de pompes
Le NPSH requis ne se calcule pas : C’est le fabricant de la pompe qui vous le fournit sur les courbes de performance. Ces courbes incluent la hauteur manométrique (HMT), le rendement, la puissance absorbée, et la courbe NPSHr en fonction du débit.
Pour trouver le NPSHr sur la courbe, localisez votre débit sur l’axe horizontal, tracez une verticale jusqu’à la courbe NPSHr, puis lisez la valeur sur l’axe vertical. Le NPSHr augmente avec le débit.
Règle de vérification impérative : NPSHd≥NPSHr +0,5 aˋ 1 m
Cette marge de sécurité compense les imprécisions de calcul, les variations de température, et les fluctuations de niveau.
Courbes de performance complètes pour le calcul du NPSH - Pompe centrifuge
Comment calculer le NPSH avec les courbes de performance ?
Ce graphique technique regroupe les quatre courbes essentielles pour analyser les performances d'une pompe centrifuge et effectuer le calcul du NPSH :
- Courbe de pompe (H) : Représente la hauteur manométrique totale en fonction du débit. Cette courbe décroissante indique la capacité de refoulement de la pompe.
- Courbe de puissance (P) : Montre l'évolution de la puissance absorbée par la pompe en fonction du débit. Elle permet de dimensionner le moteur électrique.
- Courbe de rendement (η) : Indique l'efficacité de la pompe. Le point de rendement maximal correspond au BEP (Best Efficiency Point), point de fonctionnement optimal.
- Courbe de NPSH requis : Définit le NPSH minimum nécessaire pour éviter la cavitation. Cette valeur augmente avec le débit.
Méthode de calcul :
- Identifier le point de fonctionnement souhaité sur la courbe de pompe
- Lire la valeur du NPSH requis (NPSHr) à ce débit
- Calculer le NPSH disponible (NPSHd) de l'installation
- Vérifier que NPSHd > NPSHr + marge de sécurité (0,5 à 1 m)
Ces courbes sont indispensables pour tout dimensionnement de pompe.
La formule de calcul du NPSH disponible
Le NPSH disponible (NPSHd) se calcule toujours en pressions absolues.
La formule générale du NPSH disponible s’exprime ainsi :
Formule de calcul
Signification des paramètres :
-
Pabs = C’est la pression absolue appliquée à la surface du liquide à pomper. (pression atmosphérique absolue au niveau de la mer : 10,33 mCE)
-
Correction altitude = réduction de pression selon l’élévation
-
Pv = pression de vapeur du liquide selon sa température (mCE)
-
Hgeo = hauteur géométrique : + si pompe en charge, – si en aspiration
-
ΔHasp = pertes de charge dans la tuyauterie d’aspiration (mCE)
-
0,5 = coefficient de sécurité standard
Pour comprendre en détail ce qu’est le NPSH, la différence entre NPSHd et NPSHr, et pourquoi ce paramètre est critique, consultez notre guide complet : Qu’est-ce que le NPSH d’une pompe ?
Les 5 valeurs à collecter pour votre calcul de NPSH
| Paramètre | Valeur à déterminer | Où trouver l'information |
|---|---|---|
| Altitude du site | ___ m | GPS ou plan d'implantation |
| Tension de vapeur du fluide | ___ mCE | Tables thermodynamiques, fiches techniques du fluide, etc |
| Hauteur d'aspiration | ___ m (+ ou -) | Relevé topographique terrain |
| Pertes De Charge dans la tuyauterie d'aspiration | ___ mCE | Calculateur de Perte de Charge |
| Pression absolue à la surface du liquide | ___ mCE | Pression atmosphérique + pression du réservoir |
Tables de valeurs essentielles
Variation de la pression selon l’altitude
La pression atmosphérique absolue diminue de 1,2 mCE tous les 1000 m d’élévation.
| Altitude | Pression atmosphérique absolue | Correction à appliquer |
|---|---|---|
| 0 m | 10,33 mCE | 0 |
| 500 m | 9,73 mCE | -0,6 mCE |
| 1000 m | 9,13 mCE | -1,2 mCE |
| 1500 m | 8,53 mCE | -1,8 mCE |
| 2000 m | 7,93 mCE | -2,4 mCE |
Pression de vapeur de l’eau selon la température
La pression de vapeur (valeur absolue) augmente exponentiellement avec la température. Point critique : À 100°C, l’eau bout car sa pression de vapeur égale la pression atmosphérique. Plus le fluide est chaud, plus le risque de cavitation augmente.
| Température | Pression vapeur (mCE) | Impact sur NPSHd |
|---|---|---|
| 20°C | 0,24 | Faible |
| 40°C | 0,75 | Modéré |
| 60°C | 2,03 | Important |
| 80°C | 4,83 | Critique |
| 100°C | 10,33 | Très critique |
Calcul des pertes de charge à l’aspiration
Les pertes de charge dépendent du diamètre de conduite, de la longueur de tuyauterie, du nombre de coudes et accessoires, du débit pompé et de la viscosité du liquide. Ces pertes augmentent avec le carré du débit, rendant ce paramètre déterminant pour les installations à fort débit.
Nous vous recommandons d’utiliser notre calculateur de perte de charge en ligne pour obtenir une valeur précise selon votre configuration (diamètre DN, longueur, accessoires, débit, viscosité).
Ordre de grandeur indicatif :
- DN32, 10 m, débit 20 m³/h : environ 1,5 à 2 mCE
- DN50, 10 m, débit 20 m³/h : environ 0,3 à 0,5 mCE
- DN80, 10 m, débit 100 m³/h : environ 0,8 à 1,2 mCE