Qu'est-ce que le NPSH d'une pompe ?

Votre pompe émet un bruit de graviers et vos performances chutent sans explication ? Vous êtes face à la cavitation, phénomène qui détruit sournoisement votre installation.

Le NPSH (Net Positive Suction Head) différencie une installation fiable d’un cauchemar opérationnel. Cette valeur détermine si votre pompe fonctionnera des années ou nécessitera des réparations coûteuses tous les six mois

Pour les responsables maintenance et bureaux d’études, maîtriser le NPSH est une nécessité économique. Un calcul incorrect multiplie les coûts de maintenance et réduit la durée de vie de vos pompes de 70%

Découvrez la définition précise, la distinction NPSH disponible vs requis, les normes internationales et la méthodologie de calcul qui protégera vos installations.

Le terme NPSH signifie « Net Positive Suction Head », traduit en français par « hauteur d’aspiration nette positive« . Cette valeur s’exprime en mètres de colonne de liquide (mCL) et représente la différence entre la pression absolue totale du liquide à l’entrée de la pompe et sa pression de vapeur saturante.​

Point crucial : Le NPSH se calcule toujours en pressions absolues, jamais en pressions relatives. Cette distinction est fondamentale car la pression de vapeur est une valeur absolue qui ne peut être comparée qu’avec d’autres pressions absolues.​

En termes simples, le NPSH quantifie l’énergie que le liquide possède à l’entrée de la pompe pour circuler depuis le réservoir d’aspiration jusqu’à la roue, tout en garantissant qu’il reste à l’état liquide. Lorsque la pression absolue d’un liquide descend en dessous de sa pression de vapeur saturante, celui-ci se vaporise, créant des bulles destructrices dans votre pompe.​

Le NPSH est une mesure de sécurité qui garantit que votre pompe dispose de suffisamment de pression à l’aspiration pour garantir que le produit pompé reste sous forme liquide dans le corps de pompe.

La compréhension du NPSH repose sur deux valeurs distinctes mais complémentaires que vous devez absolument distinguer.​

Le NPSH disponible (NPSHd)

Le NPSH disponible correspond à la pression absolue réellement présente à l’entrée de votre installation de pompage. Cette valeur dépend exclusivement des caractéristiques de votre système telles que :​

• La pression atmosphérique absolue (qui varie selon l’altitude de votre site)
• La hauteur géométrique entre le niveau du liquide et l’axe de la pompe
• La température du fluide (qui détermine sa pression de vapeur)
• Les pertes de charge dans la tuyauterie d’aspiration​

Le NPSH disponible est une caractéristique de l’installation. Il est de la responsabilité de l’exploitant de calculer et de garantir ce NPSH disponible.​

Le NPSH requis (NPSHr)

Le NPSH requis représente la pression minimale que la pompe exige à son entrée pour fonctionner sans cavitation. Cette valeur est une caractéristique intrinsèque de chaque pompe, déterminée par le fabricant lors d’essais en usine. Le NPSHr varie selon le modèle de pompe, son débit de fonctionnement et sa vitesse de rotation.​

Le constructeur fournit généralement une courbe de NPSH requis en fonction du débit, tracée sur le même graphique que la courbe de hauteur manométrique totale.​

La règle d’or pour éviter la cavitation

Pour garantir un fonctionnement fiable de votre pompe, la condition impérative est la suivante :​

NPSHd > NPSHr + marge de sécurité (0,5 à 1 mètre)

Cette marge compense les imprécisions de calcul, les variations de conditions opératoires et les incertitudes sur les propriétés des fluides. Sans cette marge, votre pompe risque d’opérer en cavitation même si mathématiquement les valeurs semblent équivalentes.​

Le NPSHd est donc ce que votre installation peut fournir, le NPSHr est ce que la pompe exige. Le premier doit toujours dépasser le second avec une marge de sécurité.​

Le NPSH est essentiel pour prévenir la cavitation, phénomène où des bulles de vapeur se forment et implosent dans le liquide pompé. Ce phénomène provoque des dégâts mécaniques considérables sur votre installation.​

Lorsque le NPSH disponible est inférieur au NPSH requis, plusieurs problèmes apparaissent :​

• Bruit caractéristique : Un son de « cailloux » ou « graviers » dans la pompe signale la cavitation
• Érosion par cavitation : L’implosion des bulles arrache de la matière sur les aubes de roue
• Chute des performances : Le débit et la pression délivrés diminuent fortement
• Vibrations excessives : Les roulements, garnitures mécaniques et arbres s’usent prématurément
• Coûts de maintenance élevés : Réparations fréquentes et arrêts de production non planifiés​

Une gestion adéquate du NPSH vous permet de protéger vos pompes en évitant la cavitation et en prolongeant leur durée de vie. Elle garantit également un fonctionnement efficace et fiable qui optimise les performances de votre installation. Cette maîtrise technique réduit les coûts de maintenance et les temps d’arrêt tout en sécurisant votre installation contre les défaillances prématurées.

Un NPSH mal maîtrisé détruit votre pompe rapidement. Le calculer correctement vous fait économiser des milliers d’euros en réparations et en temps d’arrêt.

il existe une normalisation mondiale stricte et universelle sur la définition, la méthode de test et la publication du NPSH requis par les fabricants de pompes.

• L’ISO 9906 structure la méthode globale (tous types de pompes).

• L’API 610 impose cette norme dans les secteurs industriels à haut niveau d’assurance qualité, avec quelques compléments.

• Le critère « NPSH3 » (baisse de 3 % du head) est incontournable et garantit la comparabilité des données.

• Le respect de ces normes assure une sélection de pompe fiable et reproductible, un comparatif honnête entre marques, et évite les risques de cavitation catastrophique dans l’installation industrielle.

Le NPSH s’applique aussi bien aux pompes centrifuges qu’aux pompes volumétriques utilisées dans le transfert de fluides industriels, qu’il s’agisse d’eau, de produits chimiques, de fluides visqueux ou chargés.​

Démarche à adopter pour vos projets de pompage :

1. Calculer le NPSHd de votre installation au débit attendu en tenant compte des pressions absolues.
2. Vérifier le NPSHr de la pompe sur la documentation technique du fabricant
3. S’assurer que NPSHd dépasse NPSHr avec une marge de 0,5 à 1 mètre​
4. Réévaluer régulièrement lors de changements de température, débit ou altitude​

Pour optimiser le dimensionnement de vos installations, il est également essentiel de maîtriser le calcul de perte de charge  qui intervient directement dans la détermination du NPSH disponible.