Moteur de pompe process et chimique : fluide, matériaux et choix du moteur

Le moteur d'une pompe chimique est un moteur asynchrone triphasé standard qui entraîne l'arbre d'une pompe process par un accouplement ; résister aux acides, bases, solvants ou huiles chaudes est le rôle des matériaux du corps, de la roue et de la garniture de la pompe, pas du moteur. Le moteur se choisit selon la masse volumique et la viscosité du fluide, le débit et la hauteur de la pompe et l'environnement où il se trouve. Pour la même pompe et le même point de fonctionnement, un liquide de 1 520 kg/m³ demande environ 52 % de puissance à l'arbre de plus que l'eau ; dans l'exemple ci-dessous, cet écart fait passer le moteur de 5,5 kW à 7,5 kW. En atmosphère explosive, un moteur à protection Ex est exigé, et la gamme DRG ne comprend pas de moteur Ex.

Cette page explique comment choisir le moteur des pompes process de classe ISO 5199 et ANSI B73, la plage de puissance du marché et le partage des responsabilités. Vous trouverez les moteurs adaptés et les prix actuels parmi les 120 modèles de la page Acheter un moteur électrique en ligne. Autres applications de pompage : Moteurs de pompe.

Qu'est-ce qu'une pompe process et chimique, et où l'utilise-t-on ?

Par son principe, une pompe process est une pompe centrifuge monocellulaire à aspiration axiale. Son installation est horizontale : la pompe repose sur un châssis avec son propre palier et le moteur est accouplé sur le même châssis. Son usage est de transférer des liquides corrosifs, chauds ou dangereux dans l'industrie chimique et de process. Ce qui la distingue d'une pompe à eau ordinaire, ce sont deux familles de normes :

• ISO 5199 : fixe les exigences techniques des pompes centrifuges de classe II ; les dimensions et paliers de performance suivent surtout ISO 2858 [2][3].
• ANSI/ASME B73.1 : pompe process horizontale d'origine nord-américaine à dimensions normalisées [1][4]. Son équivalent vertical en ligne est B73.2.

La gamme ISO 5199 d'un fabricant atteint, à 50 Hz, 3 300 m³/h de débit, 162 m de hauteur et une température de fluide de -40 à +400 °C [3]. Ces limites sont bien plus larges que pour les pompes à eau, et les usages sont tout aussi variés : chimie et pétrochimie, utilités de raffinerie, papeterie, sucreries et distilleries, lignes de galvanoplastie et de traitement de surface, lignes de transfert avant dosage chimique dans les stations de traitement.

Différence avec une pompe à eau à aspiration axiale, et entraînement par le moteur

Vue de l'extérieur, une pompe process ressemble à une pompe à eau à aspiration axiale EN 733 ; les deux ont une volute et un arbre horizontal. La différence tient à la robustesse : les pompes ISO 5199 offrent une chemise d'arbre remplaçable et des options de double garniture mécanique [3], et certaines gammes existent en version sans garniture à entraînement magnétique [4]. Les moteurs de pompes centrifuges, à aspiration axiale et en ligne font l'objet de pages séparées.

L'entraînement est presque toujours direct et accouplé. Pompe et moteur partagent un châssis en acier ; le moteur est un moteur standard à pattes (B3) relié à l'arbre de pompe par un accouplement élastique ou à entretoise [2]. L'accouplement à entretoise permet de déposer l'arrière de la pompe (palier, roue, garniture) sans déplacer le moteur ; on parle de conception « back pull-out ». Pour le moteur, cela signifie que tant que le bout d'arbre, la hauteur d'axe et les trous de fixation correspondent à la même carcasse CEI, on peut changer le moteur sans toucher à la pompe. L'alignement de l'accouplement doit être revérifié après le changement. La forme de montage exacte se lit sur le plan du fabricant de la pompe.

Côté vitesse, les pompes process sont surtout en 2 et 4 pôles. Les courbes des pompes ANSI sont données à 3500 et 1750 tr/min en 60 Hz et à 2850 et 1450 tr/min en 50 Hz [1]. Pour les fluides chargés de solides abrasifs ou sujets à la cavitation, une vitesse plus basse est préférée ; cette décision appartient au fabricant de la pompe.

Les matériaux concernent la pompe, l'environnement le moteur : la question Ex

L'erreur la plus fréquente dans le choix d'une pompe chimique est de chercher un « moteur résistant aux produits chimiques ». Le fluide ne touche jamais le moteur ; le moteur n'a besoin de connaître que la puissance à l'arbre et la vitesse de la pompe. La résistance au fluide se règle côté pompe : matériau du corps et de la roue (fonte, inox, duplex, alliage spécial ou revêtement plastique), type de garniture et matériau des joints. Dans le catalogue d'un fabricant, la variante de matériau se choisit explicitement « selon le liquide pompé » [2].

Ce qui concerne le moteur, c'est l'environnement autour de lui. On distingue trois cas :

• Environnement industriel normal : local de pompage propre ou peu poussiéreux, pas de gaz explosif. Un moteur triphasé standard convient.
• Vapeurs agressives ou lavages fréquents : les vapeurs acides ou les lavages chimiques attaquent le carter, la peinture et la boîte à bornes du moteur. Signalez cette condition avant la commande ; éloigner le moteur de la source de vapeur et ne pas diriger l'eau de lavage vers la boîte à bornes sont les premières mesures.
• Atmosphère explosive (zone ATEX) : en présence de solvants, de carburants ou de gaz inflammables, la pompe et le moteur doivent disposer de la certification de protection contre les explosions correspondante. Les fabricants de pompes proposent cette version à part [2]. La gamme DRG ne comprend pas de moteur Ex ; les moteurs DRG ne s'utilisent pas dans ces zones.

Le classement des zones est fixé par le document relatif à la protection contre les explosions du site ; en cas de doute, interrogez le responsable sécurité ou sécurité des procédés avant de demander un moteur.

Cliquez pour voir les prix actuels des moteurs électriques et commanderVOIR LES PRIX →

Combien de kW pour les moteurs de pompes process ?

A) Puissance moteur observée dans les modèles du marché

Dans ce groupe de pompes, on observe des options de moteur d'environ 0,25–355 kW selon le modèle et la capacité du fabricant [1][2]. Chaque pompe du tableau n'a qu'un moteur. Les valeurs des lignes ANSI sont la puissance maximale que ce groupe de palier peut transmettre ; les pompes à petite roue du même groupe fonctionnent à une puissance bien plus faible. La puissance augmente proportionnellement à la masse volumique du fluide, en même temps qu'avec le débit et la hauteur. Selon le catalogue d'un fabricant, un liquide de densité 1,2 demande 20 % de puissance en plus dans la même pompe, tandis que débit, hauteur et rendement de pompe restent inchangés [2]. La viscosité agit de façon plus complexe : la puissance absorbée augmente, la hauteur, le débit et le rendement de pompe baissent [2]. Reporter tel quel un choix de pompe fait pour l'eau sur un fluide épais laisse donc le moteur sous-dimensionné.

B) Moteurs ayant une correspondance dans la gamme DRG

Toute la plage 0,25–355 kW recoupe la gamme DRG de 0,25–355 kW en 1500 et 3000 tr/min. Ce qui ne se recoupe pas relève de la protection, pas de la puissance : les pompes qui exigent un moteur certifié Ex pour atmosphère explosive sont hors gamme DRG. Les pompes ANSI venues d'Amérique du Nord peuvent avoir un moteur aux cotes NEMA et en 60 Hz ; dans ce cas, l'arbre, les pattes et l'accouplement sont vérifiés à part lors du passage à un moteur CEI.

Exemple de calcul : comment un liquide dense agrandit-il le moteur ?

La puissance à l'arbre se calcule par P = ρ·g·Q·H / η_pompe (ρ kg/m³, Q m³/s, H m, P W). Une pompe process doit refouler 25 m³/h de liquide sous 30 m, rendement de pompe 0,58, 2 pôles.

Pour la puissance du moteur, le catalogue d'un fabricant donne un tableau de marges selon ISO 5199 : jusqu'à 4,3 kW de puissance de pompe requise, on choisit un moteur de 5,5 kW, jusqu'à 6,1 kW un moteur de 7,5 kW [2]. Avec de l'eau, le DRG-132S1-2 (5,5 kW, 2930 tr/min, 10,1 A sous 400 V) suffit donc, alors que le liquide dense demande le DRG-132S2-2 (7,5 kW, 2930 tr/min, 13,7 A sous 400 V). Le calcul suppose une viscosité proche de l'eau ; pour un fluide visqueux, il faut utiliser la courbe corrigée du fabricant de la pompe. Si la pompe est mise en service à l'eau puis passée au liquide dense, le moteur se choisit pour le fluide lourd. Vous pouvez refaire ce calcul avec vos valeurs dans le calculateur de puissance pompe et ventilateur.

Avant de demander un moteur pour une pompe chimique, réunissez :

• Plaque ou fiche technique de la pompe : débit, hauteur, vitesse ; ISO ou ANSI.
• Masse volumique du fluide, viscosité à la température de service et température.
• Puissance à l'arbre maximale donnée par le fabricant de la pompe (à l'extrémité grand débit de la plage).
• Plaque de l'ancien moteur : kW, tr/min, carcasse CEI ou NEMA, diamètre d'arbre, tension et fréquence.
• Zone où se trouve le moteur : existe-t-il un classement atmosphère explosive (si oui, Ex obligatoire) ?
• Environnement : vapeurs acides, lavages, extérieur ou local fermé.
• Réglage du débit : vanne ou variateur ; mode de démarrage.

Associer les moteurs DRG aux pompes process

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Notre gamme couvre 0,25–11 kW en carcasse aluminium et 0,55–355 kW en fonte ; 1000, 1500 et 3000 tr/min ; triphasé, 230/400 V ou 400/690 V ; montage B3, B5, B14 et B35 (avec une note de commande). Pour les pompes ISO 5199 sur châssis avec accouplement, hors atmosphère explosive, un moteur à pattes B3 est la correspondance directe. Modèles d'exemple pour les puissances fréquentes :

Dans une pompe process, un moteur grille souvent non à cause du moteur mais d'un fluide qui a changé : un produit plus dense ou plus visqueux fait monter le courant. Avant de changer le moteur, mesurez le courant et vérifiez le point de fonctionnement de la pompe avec le fluide actuel. Notre article sur le moteur électrique adapté à votre pompe centrifuge peut aussi aider. Les moteurs DRG MOTOR sont garantis 2 ans à compter de la date de livraison contre les défauts de matériau et de fabrication (certificat de garantie).

Moteurs DRG pour pompes process et chimiques

• DRG-132S1-2 – 5,5 kW – 2930 tr/min – 132S fonte
• DRG-132S2-2 – 7,5 kW – 2930 tr/min – 132S fonte
• DRG-160M1-2 – 11 kW – 2945 tr/min – 160M fonte
• DRG-180M-2 – 22 kW – 2955 tr/min – 180M fonte
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1460 tr/min – 132M fonte
• DRG-160L-4 – 15 kW – 1465 tr/min – 160L fonte

Cliquez pour voir les prix actuels et commander ces moteursVOIR LES PRIX →

Moteur de pompe chimique : questions fréquentes

Une pompe chimique a-t-elle besoin d'un moteur spécial ?

Pas à cause du fluide ; la résistance chimique vient des matériaux de la pompe. Le besoin d'un moteur spécial vient de l'environnement : en zone explosive, un moteur certifié Ex est obligatoire, et ce moteur n'est pas dans la gamme DRG.

Pourquoi la puissance moteur d'une pompe à acide est-elle plus élevée que pour l'eau ?

La puissance à l'arbre est proportionnelle à la masse volumique. Un liquide de densité 1,52 demande environ 52 % de puissance de plus que l'eau au même débit et à la même hauteur ; si la viscosité est aussi élevée, l'écart grandit encore.

Puis-je remplacer le moteur NEMA d'une pompe ANSI par un moteur CEI ?

En général oui, mais le diamètre d'arbre, la hauteur d'axe et les cotes des pattes diffèrent. Vérifiez le moyeu d'accouplement, les trous du châssis et, si besoin, une plaque d'adaptation, et tenez compte du fait que les vitesses données pour 60 Hz baissent sur un réseau 50 Hz.

Le choix du moteur change-t-il pour une pompe à entraînement magnétique ?

La méthode est la même : le moteur se choisit selon la puissance à l'arbre et la vitesse données par le fabricant de la pompe. Les pertes propres de l'accouplement magnétique et son comportement au démarrage figurent dans les données du fabricant de la pompe.

Envoyez-nous la fiche technique de la pompe, les données du fluide et la plaque de l'ancien moteur ; nous confirmerons ensemble le bon modèle DRG. Téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected], page contact. Pour tous les modèles et les prix actuels : Acheter un moteur électrique en ligne.

Sources

1. Goulds Pumps (ITT) – 3196 i-FRAME ANSI Process Pump (broşür) – pompe process ANSI B73.1 ; puissance maximale par palier STi 30 kW, LTi 149 kW, i-17 261 kW ; courbes 50 Hz à 2850 et 1450 tr/min.
2. Grundfos – NBG, NBGE, NKG, NKGE Data booklet, 50 Hz – pompes NKG conformes à ISO 5199 ; moteurs 0,25–355 kW ; version à accouplement avec moteur normalisé B3 (IM 1001) sur châssis commun ; tableau des marges ISO 5199 ; densité 1,2 = 20 % de puissance en plus ; ATEX sur demande.
3. KSB – MegaCPK Standardised Chemical Pumps (tip serisi kitapçığı) – exigences techniques ISO 5199, dimensions ISO 2858 ; à 50 Hz débit ≤ 3300 m³/h, hauteur ≤ 162 m, température -40 à +400 °C.
4. Ruhrpumpen – Industrial Pumps Catalog 2024 – lignes pompe process ISO 2858/5199, pompe process ANSI B73.1 et pompe process sans garniture à entraînement magnétique.