Pompes doseuses : associer performances, fiabilité et rapport qualité/prix

Que ce soit pour produire de l’eau potable, traiter des eaux usées ou bien des eaux industrielles, les exploitants ont besoin d’injecter divers réactifs et produits chimiques, très souvent liquides, et qu’il faut donc préalablement doser avec un maximum de précision et de régularité. Objectif : éviter tout surdosage ou sous dosage, gage de la qualité du traitement engagé. C’est, avec l’automatisation des procédés l’une des raisons pour lesquelles les pompes doseuses sont si répandues !

Reste que derrière cette appellation quelque peu générique, on trouve une grande diversité de modèles… et de fournisseurs : Aquacontrol, Grundfos, Milton Roy, PCM, ProMinent, Seko, Verder, Watson Marlow, Iwaki, Lutz-Jesco, Netzsch, Bécot etc. « Le choix d’une pompe dépend de facteurs très divers, indique Magali Levray, Responsable marché chez PCM. Les tâches de dosage sont de natures très différentes selon le fluide à doser. Le risque pour les industriels est de se perdre dans l’offre globale du marché pour y trouver les caractéristiques de pompes les mieux adaptées à leur besoin ».

Bien étudier le cahier des charges

Trouver la bonne pompe doseuse nécessite donc avant tout une analyse précise des besoins du client. « Au-delà de la qualité propre demandée à une pompe doseuse, il est important que le choix technique de celle-ci corresponde le mieux à l’application qu’elle va servir, confirme Joël Guilleray d’Aquacontrol. Le plus souvent, ce type d’appareil ne peut être choisi simplement sur catalogue et le client devra consulter son fournisseur pour définir le modèle au plus proche de son cahier des charges ». Même son de cloche chez ProMinent : « les critères de choix des pompes doseuses sont plus liés à l’application qui impose par exemple la nature du produit à doser, le taux de traitement, la contre pression au point d’injection… qu’au secteur, car la même pompe peut très bien s’adapter à l’eau potable et à l’industrie », complète Claude Klein.

On peut toutefois distinguer trois grandes familles de pompes doseuses : les modèles électromagnétiques constituant le plus gros des troupes, les pompes électromécaniques et enfin la famille des pompes péristaltiques.

Les modèles électromagnétiques présentent l’avantage d’être très précis, avec un mode de fonctionnement reproductible. Comme leur nom l’indique, leur principe repose sur un électro-aimant ; en produisant un champ électromagnétique impulsionnel, ce dernier déplace une pièce métallique selon un mouvement linéaire alternatif. La pièce métallique est solidaire d’une membrane : en se déplaçant, celle-ci crée une variation de volume à l’intérieur d’une chambre. Chaque battement correspondant à un volume fixe, le débit est proportionnel au nombre de coups par minute (cadence) et à la longueur de course du piston réglable par un vernier. Les cadences peuvent atteindre plusieurs centaines de coup par minute offrant ainsi une grande plage de variation du débit.

Les pompes électromagnétiques : polyvalentes et économiques

Les pompes doseuses à entraînement électromagnétique sont conçues pour le dosage des fluides en basse pression et faible débit pour de nombreuses applications industrielles. « En eau potable, ces pompes doseuses sont majoritairement utilisées pour doser de l’extrait de javel à des doses relativement faibles de l’ordre de 0,2 mg/l de chlore actif ; de ce fait, il faut choisir une pompe doseuse de petite cylindrée, précise Claude Klein chez ProMinent. Ces pompes doseuses sont bien souvent pilotées par un compteur d’eau à tête émettrice afin d’assurer une chloration constante ». Un problème récurrent de l’extrait de javel est sa capacité à dégazer et à cristalliser, cela entraîne un désamorçage de la pompe ou une obturation progressive de la canne d’injection, voir un éclatement de la conduite de dosage. Pour éviter ce risque, la nouvelle pompe gamma/X de ProMinent est dotée d’une régulation électromagnétique qui détecte les inclusions d’air dans la tête doseuse et affiche la pression dans la ligne de dosage.

Chez Aquacontrol, on propose aussi des pompes électromagnétiques telle la série Athena d’Injecta qui présente plusieurs atouts : tête spéciale en option pour liquides fortement dégazant, têtes de pompes en matériau PVDF résistant… et un dosage précis grâce à des doubles clapets à billes céramique et un électroaimant basse température.

Chez Verder, le standard reste la Verderdos série VE1 disponible en plusieurs modèles (constant/variable proportionnelle) et avec diverses combinaisons de débit/contre-pression ; une gamme étendue de matériaux et d’accessoires est disponible pour doser les produits chimiques dans toutes les applications liées au traitement de l’eau.

Seko propose pour sa part sur ses Tebka une membrane longue durée de vie. Economique et simple d’utilisation, elle permet de régler précisément le débit avec le réglage de course, un pilotage par 4/20, impulsions, et en standard, une multiplication-division des impulsions venant d’un compteur ou d’un automate. La gamme de modèles disponibles permet de couvrir des débits de 0,4 l à 110 l/h et des pressions jusqu’à 16 bar. Elle est dotée d’une tête de pompe en PVDF avec vanne d’amorçage manuelle et billes de clapets en céramique en standard.

Chez Etatron, la plus demandée reste la multifonction (MF/M) de la gamme DLX activées par une membrane en PTFE montée sur un piston d’un électro-aimant, et disponible avec une fixation murale ou sur un pied.

Les pompes doseuses Magdos LK et Magdos LP de Lutz-Jesco sont disponibles dans sept tailles de capacité et peuvent être utilisées dans la majorité des applications de process. Les débits couvrent de 0.5 à 15?l/h avec des pressions jusqu’à 16 bar. Les clapets à double biles assurent le dosage précis. La fréquence de coup des pompes Magdos LK peut être ajustée manuellement ou au moyen des contacts de contrôle externes pour adapter la capacité de dosage, tandis que la fréquence de coup des pompes Magdos LP peut aussi être ajustée via un signal 0/4-20 mA.

Pompes électromécaniques : pour des débits plus élevés

Mais pour Joël Guilleray d’Aquacontrol, si les pompes doseuses électromagnétiques constituent le gros des troupes, c’est aussi parce que « elles intègrent, à des coûts très compétitifs, diverses fonctions plus complexes à mettre en œuvre avec des pompes doseuses électromécaniques ». Ces dernières sont quant à elles généralement utilisées pour des débits élevés : à partir de 10 l/h et au-delà de 50 l/h, pour schématiser. Elles sont elles aussi dotées de membranes, mais qui sont actionnées par un moteur asynchrone et réducteur. Comme leurs consœurs électromagnétiques, elles peuvent opérer à des pressions élevées. De ce fait, « ces pompes doseuses à moteur sont plus souvent proposées pour des applications industrielles nécessitant des débits plus importants au-delà de 50 l/h environ, une pression à vaincre plus élevée - certains modèles montent à plus de 100 bar - des liquides à doser plus visqueux, et pouvant être alimentées en 230/400 V triphasé », estime Joël Guilleray d’Aquacontrol qui distribue les pompes à moteur Doseuro.

Pour des applications en eaux usées, ProMinent propose de son côté ses pompes doseuses Sigma 2 et 3 équipées de série d’une membrane de sécurité qui assure une barrière étanche en cas de rupture de la membrane de dosage, d’un capteur de rupture de membrane et d’une détection de surpression dans la ligne de dosage. Chez PCM, on mise sur les pompes de la série Lagoa, notamment intégrées dans plusieurs systèmes fournis par la société TMI ; elles couvrent une vaste plage de débits de 0,5 l/h à 330 l/h par doseur avec des contre pressions de 5 à 12 bar. « Pour obtenir un débit plus important qu’avec une seule tête de dosage ou écrêter les pulsations et ainsi obtenir un débit plus linéaire, PCM propose également des pompes en duplex ou en triplex », ajoute la responsable de marché Magali Levray. Milton Roy qui propose, à ce jour, la gamme de pompes doseuses traditionnelles la plus large au monde (de la pompe électromagnétique à la pompe à membrane hydraulique à 700 bar), a pour sa part lancé la Proteus avec des débits de 0,023 l/h à 68,1 l/h et une pression maximum de 12 bar. Pilotée par un moteur à vitesse variable de pointe, la Proteus est une pompe à membrane à entraînement mécanique qui permet de doser tous les produits chimiques, mêmes les plus problématiques tels que les polymères, fluides visqueux, liquides chargés… Chez Seko, on propose la série MSV, une nouvelle pompe doseuse à membrane motorisée disposant d’un moteur hautes performance et efficacité, montée verticalement dans un boîtier PVC ; le débit entre 10 et 120 l/h peut être réglé en réglant la longueur de course. 

Grundfos se distingue avec sa gamme de pompes doseuses à membrane, à moteur pas à pas Smart Digital, et ses nouveaux modèles XL DDA et DDE qui couvrent des débits de 0,075 à 200 l/h et des pressions jusqu’à 10 bar. Ils se caractérisent par une très large plage de réglage de 1 : 800 ainsi qu’une précision de dosage élevée de ± 1,5 % sur l’ensemble de la plage. En standard, la gamme Smart Digital permet le dosage de fluides hautement visqueux (jusqu’à 3.000 mPa.s) ou même de produits chimiques dégazants comme par exemple l’hypochlorite de sodium. De plus, la fonction AutoFlowAdapt de la DDA/FCM garantit l’intégrité du process de dosage, conformément au débit cible, en corrigeant les effets indésirables d’incidents éventuels sur l’installation (bulles d’air, cavitation, contre-pressions fluctuantes) : si le débit réel s’écarte de la consigne, l’unité de contrôle agit sur la vitesse de l’entraînement de la pompe pour assurer le dosage requis.

Les modèles péristaltiques : ils s’adaptent à de nombreux besoins

La troisième grande famille de pompes doseuses repose sur les modèles péristaltiques. Le principe ? Un rotor disposant généralement de 2 à 6 galets vient écraser un tuyau souple. À chaque rotation, il se produit ainsi une aspiration et un refoulement d’un volume de liquide donné. Une même pompe pouvant supporter plusieurs canaux, la rotation peut aussi effectuer plusieurs dosages. Très pratiques, elles offrent également un dosage très précis.

Plusieurs fournisseurs en proposent tels Albin Pump ou Watson Marlow avec sa gamme Qdos. « Le dosage avec une précision de 1 % et une répétabilité de 0,5 % de notre Qdos, et ce quel que soit le niveau de pression et le débit, permet d’éviter facilement les surdosages, indique Etienne Mauger, Responsable Filiale France chez Watson Marlow. Nos clients économisent sur le produit dosé, améliorent la qualité de leur produit fini, et limitent l’impact de leurs activités sur l’environnement ainsi que les coûts qui y sont associés ». La Qdos équipe notamment le liquifloc A97W de TMI, un poste d’inversion et de dosage en ligne d’émulsion de polymère ne nécessitant ni cuve, ni pompe d’injection. La Qdos30 équipe également les machines conçues et fabriquées par ATR Créations en matière de déshydratation des boues et de traitement des eaux. La maintenance se résume au seul changement de la tête de pompe sans outil de façon sécurisé et rapide. 

En effet, la tête de pompe ReNu est entièrement étanche. Aucune fuite n’est possible même lorsque le tube a percé. De plus, la pompe étant réversible, elle permet de vidanger le circuit avant d’avoir à intervenir dessus. Cela permet de garantir à l’opérateur de travailler en toute sécurité sans risque de projection de liquides dangereux mais également de travailler dans un environnement propre et sécurisé. « Le tube de la pompe Qdos a une durée de vie plus élevée que les tubes concurrents, confirme Jean-Philippe Hecq chez ATR créations. Le tube étant lubrifié en permanence, la pompe peut tourner à sec pendant de longues périodes sans souci ».

Chez Verder, les modèles péristaltiques phares sont regroupés dans la gamme des pompes compactes Verderflex VP. Il s’agit de modèles avec une fonction intégrée, telle une minuterie, un contrôle du pH ou un contrôle Redox. Le système est auto-amorçant, avec un contrôle de stabilité du tube innovant pour maximiser sa durée de vie.

« Avec une précision de l’ordre de ±1 % et une répétabilité quasi parfaite, les pompes péristaltiques Albin Pump apportent une solution à un problème de dosage, souligne de son côté Emmanuel Rolland, Directeur des Ventes France chez Albin Pump SAS. Nos pompes peuvent travailler sur des fluides difficiles (visqueux, abrasifs, corrosifs, sensibles au cisaillement, chargés), elles ont une importante capacité d’auto-amorçage et peuvent fonctionner à sec sans dommage. Il n’y a ni brassage ni agitation du produit, ce qui est très intéressant pour le pompage des produits fragiles ». Le tuyau étant la pièce maîtresse de la pompe, le matériau employé doit être adapté au fluide véhiculé. Albin Pump propose une gamme étendue de matériaux disponibles sur deux gammes de pompes, ALH (gamme haute pression) et ALP (gamme Basse pression) : caoutchouc naturel, nitrile, EPDM, nitrile alimentaire, Hypalon® et FKM Viton® pour les pompes ALH et caoutchouc naturel, nitrile, EPDM, néoprène, Norprène (alimentaire), silicone, Pharmed et Hypalon® pour les pompes ALP.