Moteur de pompe d'irrigation agricole : choix du moteur pour pompes de surface

Le moteur d'une pompe d'irrigation est un moteur asynchrone triphasé standard qui entraîne la pompe de surface au champ (pompe centrifuge à axe horizontal ou pompe multicellulaire) par un accouplement ou un corps monobloc ; sa puissance découle du débit et de la hauteur que la pompe doit fournir. Par exemple, une pompe qui prend 90 m³/h dans un étang et les refoule vers une rampe d'aspersion sous 55 m de hauteur demande environ 19,3 kW à l'arbre si l'on prend un rendement de pompe de 0,70 ; avec 10 % de marge cela fait 21,2 kW, et l'on choisit un moteur 2 pôles de 22 kW. Le moteur d'une pompe immergée descendue dans un forage n'est pas traité ici : c'est un moteur spécial mince qui travaille sous l'eau, et DRG ne vend pas de moteurs immergés ; nous en parlons dans notre article sur les moteurs de pompe de forage et immergée.

Cette page traite des pompes d'irrigation dont le moteur est hors de l'eau : modes de liaison, puissances du marché, usage saisonnier et longues lignes de câble. Vous trouverez les moteurs adaptés et les prix actuels parmi les 120 modèles de la page Acheter un moteur électrique en ligne. Pour les autres applications de pompage : Moteurs de pompe.

Qu'est-ce qu'une pompe d'irrigation de surface et où se place-t-elle ?

Le principe est centrifuge : la roue donne de la vitesse à l'eau et la volute la transforme en pression. L'installation est horizontale : pompe et moteur reposent sur un châssis au bord de la ressource ou dans un local de pompage. L'usage est l'irrigation agricole ; une « pompe d'irrigation » n'est pas un principe à part mais une pompe centrifuge utilisée au champ.

Une pompe de surface aspire l'eau d'un étang, d'un canal d'irrigation, d'une cuve ou de la tête d'un puits peu profond. Le côté aspiration a une limite physique : dans la fiche d'un fabricant de pompes monobloc EN 733, la hauteur manométrique d'aspiration est limitée à 7 m [1]. Dans les forages où le niveau d'eau descend sous cette limite, une pompe de surface ne fonctionne pas ; on y emploie une pompe immergée ou une pompe à turbine à arbre vertical. C'est pourquoi, en irrigation, la profondeur de la ressource décide d'abord du type de pompe, le moteur vient ensuite.

Usages fréquents au champ :

• Pompe placée avant le groupe de filtration, qui alimente un réseau goutte-à-goutte depuis un étang ou un canal.
• Pompe haute pression qui alimente l'aspersion et les enrouleurs d'irrigation.
• Pompe de serre qui alimente l'unité de fertirrigation et les lignes goutte-à-goutte depuis une cuve.

Quel type de pompe, et comment le moteur est-il relié ?

Trois dispositions dominent en irrigation. La vue d'ensemble des moteurs de pompes centrifuges, à aspiration axiale et multicellulaires relève de pages séparées ; nous ne traitons ici que les différences au champ.

Pompe centrifuge monocellulaire (fort débit, pression moyenne)

C'est le type le plus courant en goutte-à-goutte et en irrigation à la raie. En version monobloc, la roue est montée directement sur l'arbre du moteur ; le moteur est fixé par sa bride au corps de pompe et le bout d'arbre suit les cotes du fabricant de la pompe. En version à accouplement, la pompe repose sur le châssis avec son propre palier et un moteur standard à pattes (B3) est relié par un accouplement élastique. Avec accouplement, on peut monter un moteur de même puissance, vitesse et carcasse CEI ; en monobloc, vérifiez d'abord l'arbre et la bride.

Pompe multicellulaire horizontale (haute pression)

Des roues en série augmentent la pression étage par étage. Les longues rampes d'aspersion, les enrouleurs et les terrains en hauteur demandent cette pompe. Dans le catalogue d'un fabricant, la gamme multicellulaire horizontale est proposée sur socle avec accouplement, avec des tableaux qui l'associent à des moteurs fermés normalisés [3] ; le moteur est là encore à pattes et accouplé.

De la prise de force du tracteur à l'entraînement électrique

Les pompes tractées sont entraînées par la prise de force via un arbre à cardan, et un fabricant indique jusqu'à 120 kW dans cette gamme [2]. Quand une ligne électrique arrive au champ, une partie de ces pompes passe au moteur électrique. Deux points comptent : la vitesse de conception de la pompe (à cause du multiplicateur intermédiaire, la vitesse de prise de force et celle de l'arbre de pompe peuvent différer) et l'élément qui reliera l'arbre du moteur à la pompe. Lisez la vitesse de l'arbre de pompe sur sa plaque ; si la vitesse du moteur lui correspond, un accouplement suffit, sinon une transmission par courroie et poulies est nécessaire. Relier directement le cardan à l'arbre du moteur n'est pas correct.

Combien de kW pour un moteur de pompe d'irrigation ?

A) Puissance moteur observée dans les modèles du marché

Dans ce groupe de pompes, on observe des options de moteur d'environ 1,5–132 kW selon le modèle et la capacité du fabricant [1][2][3]. Chaque ligne du tableau n'a qu'un moteur ; une pompe d'irrigation n'a pas de moteur auxiliaire. Même sur un même corps, la puissance change avec le diamètre de roue : sur le corps 65/160 du tableau, le fabricant propose trois options roue-moteur de 9,2, 11 et 15 kW [1]. Quand débit et hauteur augmentent ensemble, la puissance monte vite ; c'est pourquoi on ne peut pas donner la puissance du moteur avant d'avoir terminé le choix de la pompe.

Une mise en garde propre au champ : dans une pompe centrifuge, la charge du moteur augmente avec le débit. Si l'on ouvre plus de vannes ou d'asperseurs pendant la saison, la hauteur baisse, le débit monte et le moteur peut dépasser sa puissance de plaque. Choisir le moteur selon la puissance de la courbe de pompe au débit maximal écarte ce risque. La relation vitesse-puissance est détaillée dans notre article sur les lois d'affinité.

B) Moteurs ayant une correspondance dans la gamme DRG

Toute la plage 1,5–132 kW ci-dessus entre dans la gamme DRG de 0,25–355 kW, et les vitesses de 1500 et 3000 tr/min dont ont besoin les pompes d'irrigation y figurent. Ce qui ne se recoupe pas relève du type de moteur, pas de la puissance : moteurs immergés de forage, entraînements propres des pompes diesel ou tractées et moteurs à arbre spécial des pompes monobloc fournis par le fabricant de la pompe sont hors du champ de DRG.

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Exemple de calcul et liste de contrôle pour le choix du moteur

La puissance que la pompe demande à l'arbre se calcule par P = ρ·g·Q·H / η_pompe (ρ kg/m³, Q m³/s, H m, P W). Les étapes de l'exemple de l'introduction :

• Débit : 90 m³/h = 0,025 m³/s.
• Hauteur : dénivelé du terrain, pertes des conduites et des filtres et pression demandée par l'asperseur, 55 m au total.
• Puissance à l'arbre : 1000 × 9,81 × 0,025 × 55 / 0,70 ≈ 19 270 W, soit environ 19,3 kW.
• Avec 10 % de marge 21,2 kW ; moteur standard 22 kW.

Si la pompe est conçue pour 2 pôles, le DRG-180M-2 (22 kW, 2955 tr/min, 38,5 A sous 400 V) convient ; si elle est conçue pour 4 pôles, le DRG-180L-4 (22 kW, 1470 tr/min, 39,7 A sous 400 V) convient. Ne vous écartez pas de la vitesse de la plaque de la pompe. Vous pouvez refaire ce calcul avec vos valeurs dans le calculateur de puissance pompe et ventilateur.

Avant de demander un moteur pour une pompe d'irrigation, réunissez :

• Plaque de la pompe : débit, hauteur, vitesse ; monobloc ou à accouplement.
• Plaque de l'ancien moteur : kW, tr/min, carcasse CEI, forme de montage (B3 à pattes, B5 ou B35 à bride), diamètre d'arbre.
• Ressource en eau : étang, canal ou cuve ; baisse du niveau en fin de saison.
• Mode d'irrigation : goutte-à-goutte, aspersion, enrouleur ; nombre maximal de lignes ouvertes en même temps.
• Longueur de câble entre transformateur et pompe et section existante.
• Démarrage : direct, étoile-triangle, démarreur progressif ou variateur.
• Emplacement du moteur : plein champ, sous abri ou local de pompage.

Fonctionnement saisonnier et chute de tension sur les longues lignes

Un moteur d'irrigation travaille intensément quelques mois puis reste à l'arrêt ; son bobinage prend l'humidité et de la condensation se forme dans la boîte à bornes. En début de saison, avant de démarrer, faites mesurer l'isolement du bobinage par un électricien habilité, tournez l'arbre à la main pour vérifier qu'il tourne librement, resserrez les bornes et au premier démarrage comparez le sens de rotation à la flèche de la pompe.

Au champ, le transformateur est souvent à des centaines de mètres de la pompe. La tension perdue dans le câble oblige le moteur à absorber la même puissance avec un courant plus élevé et rend le démarrage plus difficile. Pour un câble cuivre, l'effet résistif vaut environ ΔU ≈ √3 · I · (ρ_Cu · L / S) · cos φ (ρ_Cu = 0,0178 Ω·mm²/m). Pour le moteur de 22 kW de l'exemple, avec 38,5 A sous 400 V et cos φ = 0,89 sur 300 m, on obtient :

Au démarrage, courant et chute sont multipliés ; pour le DRG-180M-2 le rapport de courant de démarrage est de 8,2. Sur une longue ligne, un gros moteur démarré en direct a du mal à démarrer. Ce moteur a un bobinage 400/690 V et convient donc au démarrage étoile-triangle sur un réseau 400 V ; voir la page démarrage étoile-triangle pour le détail et le calculateur de section de câble moteur pour trouver la section de votre ligne. La chute admissible est fixée par le projet et les conditions du distributeur.

Associer les moteurs DRG aux pompes d'irrigation

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 de surface à accouplement, un moteur à pattes B3 est la correspondance directe ; pour les pompes monobloc, un moteur B5 ou B35 s'étudie après confirmation des cotes de bride et d'arbre. Modèles d'exemple pour les puissances fréquentes en irrigation :

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 d'irrigation

• DRG-132S1-2 – 5,5 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-200L1-2 – 30 kW – 2960 tr/min – 200L fonte
• DRG-160L-4 – 15 kW – 1465 tr/min – 160L fonte
• DRG-200L-4 – 30 kW – 1475 tr/min – 200L fonte

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Moteur de pompe d'irrigation : questions fréquentes

Combien de kW faut-il pour une pompe d'irrigation ?

Le débit et la hauteur de la pompe en décident. Une pompe qui refoule 90 m³/h sous 55 m demande environ 19,3 kW à l'arbre et fonctionne avec un moteur de 22 kW ; les pompes de surface du marché utilisent des moteurs de 1,5 kW à 132 kW.

Peut-on remplacer le moteur grillé d'une pompe immergée par un moteur standard ?

Non. Un moteur immergé de forage est un moteur spécial conçu pour travailler sous l'eau ; un moteur sec standard ne peut pas aller dans l'eau. DRG ne vend pas de moteurs immergés ; il fournit des moteurs uniquement pour les pompes de surface placées hors de l'eau.

Puis-je passer une pompe d'irrigation entraînée par tracteur au moteur électrique ?

Souvent oui, mais il faut lire la vitesse de l'arbre de pompe sur la plaque, choisir le moteur en conséquence et le relier par accouplement ou courroie. La puissance du transformateur et la ligne de câble doivent aussi être vérifiées avant.

Pourquoi un moteur d'irrigation éloigné déclenche-t-il son relais thermique ?

Deux causes reviennent souvent : la chute de tension due à un câble long et fin, et le glissement de la pompe vers un fort débit quand on ouvre plus de lignes. Faites d'abord mesurer la tension et le courant aux bornes du moteur, puis vérifiez la disposition des vannes.

Envoyez-nous la plaque de la pompe, celle du moteur et la longueur de câble ; 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. Pedrollo – F, Centrifugal pumps standardized according to EN733, 50 Hz (veri föyü) – gamme monobloc EN 733, 1,5–75 kW ; lignes F 32/160C, F 65/160A, F 100/250A ; irrigation citée ; aspiration 7 m.
2. Caprari – Products overview – limites hautes : pompes horizontales monocellulaires 132 kW, pompes tractées pour tracteur 120 kW, pompes à bride SAE pour moteur diesel 150 kW.
3. Caprari – MEC-MR, Multistage pumps with horizontal shaft (katalog) – tableaux de sélection sur socle avec accouplement : moteurs normalisés de 3 kW (100L) à 132 kW (315M) en 4 pôles et jusqu'à 110 kW (315S) en 2 pôles.