Moteurs électriques pour stations de traitement d’eau potable

Dans une station de production d’eau potable ou d’eau de process, les moteurs électriques assurent quatre fonctions : ils entraînent les pompes qui amènent l’eau à la station puis vers le réseau, ils font tourner les mélangeurs qui dispersent le coagulant et les agitateurs lents qui font grossir les flocs, ils actionnent la pompe et le surpresseur de lavage des filtres à sable colmatés, et ils animent les pompes doseuses. Les catalogues de fabricants donnent 0,37–30 kW pour les moteurs de mélangeurs rapides, 0,12–1,5 kW pour les floculateurs et 1,5–250 kW pour les surpresseurs à lobes employés aussi au lavage des filtres ; pour les pompes, la puissance couvre une plage très large selon le débit et la hauteur. Cette page ne traite pas des eaux usées : elle porte sur l’installation qui prépare l’eau prise dans un barrage, une rivière ou un forage avant de l’envoyer vers une ville ou une usine.

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Corps de pompe, turbine de mélangeur, pales de floculateur, réducteur, surpresseur, pompe doseuse et variateur : nous ne vendons aucun de ces éléments ; nous fournissons le moteur asynchrone triphasé placé au point d’entraînement de ces équipements. Tous les modèles en fonte et en aluminium figurent sur la page Acheter un moteur électrique en ligne.

De l’eau brute à la bâche d’eau traitée : où se trouvent les moteurs ?

Dans une filière classique d’eau de surface, l’eau traverse la prise d’eau, la chambre de mélange rapide où l’on injecte les réactifs, les bassins de floculation, le décanteur, les filtres à sable et la désinfection avant d’atteindre la bâche d’eau traitée ; des pompes de reprise l’envoient ensuite vers le réseau. Chaque poste impose au moteur une charge différente : débit et hauteur à la pompe, puissance transmise à l’eau par la turbine du mélangeur, rotation lente de quelques tours par minute au floculateur, et fonctionnement bref mais intense plusieurs fois par jour lors du lavage des filtres.

Prise d’eau brute et pompes de reprise

Les pompes qui amènent l’eau brute et refoulent l’eau traitée vers la bâche ou le réseau portent les plus gros moteurs de la station. Sur les pompes de surface à sec, le moteur IEC est accouplé à la pompe ou forme un groupe monobloc ; aux grands débits, les pompes à plan de joint à double aspiration sont courantes. Le moteur d’une pompe immergée de forage travaille sous l’eau et forme un seul bloc avec la pompe : les moteurs immergés ne font pas partie de notre gamme. Les moteurs de pompes posées à sec sont regroupés dans la catégorie Moteurs de pompe ; les questions d’approvisionnement sont traitées dans notre article sur les moteurs de pompe pour stations.

Coagulation : le mélangeur rapide

Le coagulant doit se répartir uniformément dans l’eau en quelques secondes. Une turbine à arbre vertical tourne donc vite dans une petite chambre ; dans la série standard d’un fabricant, elle tourne à 70–132 tr/min avec des moteurs de 0,37 à 30 kW. Le moteur repose sur la passerelle au-dessus de la chambre et entraîne la turbine le plus souvent par un réducteur ; le volume de la chambre et l’intensité de mélange visée fixent sa puissance.

Floculation : l’agitateur lent

Pour que les petites particules issues de la coagulation grossissent sans se rompre, un agitateur à pales ou à cadre tourne très lentement : les catalogues indiquent 3–35 tr/min pour les modèles à cadre et 7–68 tr/min pour les floculateurs verticaux à turbine bipale. La puissance du moteur est faible et le rapport du réducteur élevé. En service vertical, le moteur doit être commandé pour montage vertical et la confirmation de la charge axiale demandée au fabricant de l’agitateur.

Décantation, filtration et lavage à contre-courant

Les flocs se déposent au fond du décanteur. Le pont racleur qui ramasse ces boues est un sujet à part ; selon le diamètre du bassin, il tourne très lentement avec un petit moteur d’environ 0,37 à 0,75 kW. Lorsque les filtres à sable se colmatent, on les lave à contre-courant, d’abord à l’air puis à l’eau : la pompe et le surpresseur de lavage fonctionnent à pleine charge quelques minutes, plusieurs fois par jour. Le moteur doit alors supporter des démarrages fréquents et un redémarrage en air humide après de longues pauses.

Dosage et désinfection

Pour les pompes doseuses à membrane motorisées qui injectent coagulant, solution chlorée ou correcteur de pH, la fiche d’un fabricant indique des moteurs triphasés de 0,18 à 0,37 kW, le 0,55 kW n’existant qu’en monophasé. Sur beaucoup de petites pompes doseuses, le moteur fait corps avec le carter. Nous n’avons pas de moteur monophasé ; sur une pompe à bride IEC standard alimentée en triphasé, le moteur se remplace si la bride et l’arbre correspondent. Les locaux de réactifs classés atmosphère explosive exigent un moteur Ex, que nous n’avons pas non plus dans notre gamme.

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

Quelle puissance pour les moteurs d’une station d’eau potable ? Valeurs de catalogue

A) Pour les équipements d’une filière d’eau potable, voici les puissances moteur relevées chez les fabricants :

En réunissant le tableau, on obtient 0,12–30 kW côté mélange et floculation, 0,37–0,75 kW pour le racleur de décanteur, 1,5–250 kW pour les surpresseurs utilisés au lavage et 1,5–630 kW pour les grosses pompes de reprise. Les puissances de pompes et de surpresseurs concernent une seule machine ; la puissance installée de la station en est la somme et inclut les unités de secours. Plus le débit ou la hauteur augmente, plus le moteur de pompe grossit ; plus la chambre est grande, plus le moteur de mélangeur l’est aussi.

B) Recouvrement avec la gamme DRG : l’essentiel de ces plages entre dans l’étendue de puissance de nos moteurs 2, 4 et 6 pôles, qui va d’un plancher de 0,25 kW à un plafond de 355 kW. Les extrémités hors recouvrement : les plus petits moteurs de floculateur de 0,12–0,18 kW sont en dessous de notre plus petit moteur de 0,25 kW, et les moteurs de pompes à plan de joint au-delà de 355 kW sortent de notre gamme. La faible vitesse des agitateurs lents vient du réducteur et non du moteur : inutile de chercher un moteur très lent, on utilise un moteur 4 ou 6 pôles avec un rapport de réduction adapté.

Exemple de calcul : puissance de mélange et pompe de reprise

Chambre de mélange rapide

La puissance transmise à l’eau par un mélangeur se calcule à partir du gradient de vitesse (G) : P = G² · μ · V. Prenons un débit de 900 m³/h et un temps de séjour de 40 s ; le volume de la chambre vaut V = 10 m³. Supposons que le concepteur retienne G = 700 s⁻¹ et que l’eau à 10 °C ait une viscosité μ ≈ 1,31·10⁻³ Pa·s : P ≈ 6,4 kW. C’est la puissance cédée à l’eau par la turbine ; une fois comptées les pertes mécaniques de la transmission, on part logiquement du palier suivant, le DRG-132M-4 de 7,5 kW, dont la vitesse nominale est de 1460 tr/min et le courant nominal de 14,3 A en réseau 400 V. Le choix définitif suit le calcul du fabricant du mélangeur.

Floculation en trois bassins

Si 20 minutes de floculation au même débit sont réparties en trois bassins égaux, chacun contient 100 m³. Avec un G abaissé par paliers à 60, 40 et 20 s⁻¹, la puissance cédée à l’eau vaut environ 0,47, 0,21 et 0,05 kW. Le dernier bassin demande si peu que le fabricant a pu y monter un moteur de 0,12 à 0,18 kW, en dessous de notre gamme. Le DRG-711-4 de 0,25 kW ne peut le remplacer que si la bride d’entrée du réducteur et l’arbre correspondent et si le fabricant de l’agitateur accepte un moteur plus puissant.

Pompe de reprise d’eau traitée

Pour une pompe qui refoule 180 m³/h de la bâche vers le réseau sous 40 m de hauteur, avec un coefficient hydraulique η = 0,75 lu sur la courbe de la pompe, la puissance à l’arbre s’obtient par P = ρ·g·Q·H ÷ η et vaut environ 26,2 kW. Cette charge est couverte par le DRG-200L1-2 de 30 kW : vitesse nominale 2960 tr/min, courant nominal 52,1 A en réseau 400 V. Pour tester vos propres valeurs, utilisez le calculateur de puissance pompe-ventilateur.

Montage, environnement et démarrage

Moteurs verticaux et fixation par bride

Sur les mélangeurs et floculateurs, le moteur est généralement vertical au-dessus du réducteur et fixé par bride ; on parle alors de variantes verticales comme V1 et de brides B5 ou B14. Les pompes horizontales utilisent la forme B3 à pattes ou B35 à pattes et bride.

Humidité, vapeurs chimiques et extérieur

Protégés IP55, nos moteurs sont prévus par le catalogue pour un air ambiant compris entre −15 et +40 °C et un site situé à 1000 m d’altitude au plus. Sur les passerelles de bassins à ciel ouvert, un auvent qui protège le moteur de la pluie et du soleil directs, et à l’intérieur un emplacement éloigné du local de dosage où s’accumulent les vapeurs de chlore et d’acide, prolongent la vie du moteur. Si le site est plus froid ou plus chaud, précisez-le à la commande.

Mode de démarrage, variateur et entraînements hors gamme

Les grosses pompes de reprise et les surpresseurs fonctionnent le plus souvent avec variateur ou démarreur progressif ; les petits mélangeurs peuvent démarrer en direct. Pour les modes de démarrage, voir notre page sur le démarrage étoile-triangle. Les actionneurs de vannes fournissent eux-mêmes leur moteur ; pour un levage qui exige un moteur frein, sachez que nous ne proposons pas de moteur frein.

Filière d’eau potable avec moteurs DRG

Huit modèles correspondant aux paliers de puissance de la filière, du floculateur à la pompe de reprise :

Mélangeurs et floculateurs utilisent des moteurs 4 ou 6 pôles avec réducteur, les pompes de surface surtout des moteurs 2 ou 4 pôles avec accouplement ; lors d’un remplacement, conservez la polarité de l’ancien moteur. Pour un moteur léger posé sur une passerelle de bassin ou une platine de mélangeur, la carcasse aluminium (11 kW au plus) peut suffire ; pompes et surpresseurs reçoivent plus souvent une lourde carcasse en fonte. Côté réseau, les petites puissances jusqu’à 3 kW se branchent en étoile, celles à partir de 4 kW en triangle ; la fiche du produit indique si l’enroulement est 230/400 V ou 400/690 V. Avant commande, faites-nous parvenir la plaque signalétique photographiée, le code de montage, le diamètre de bride, la cote de l’arbre et la face d’accouplement de la pompe ou du réducteur ; aucune compatibilité n’est annoncée avant contrôle de ces cotes.

Tableau de prix en direct

Les prix des modèles adaptés à une filière d’eau potable sont repris en direct de la boutique :

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 de cette puissance

• DRG-711-4 – 0,25 kW – 1340 tr/min – 71 aluminium
• DRG-90L-4 – 1,5 kW – 1445 tr/min – 90L fonte
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1460 tr/min – 132M fonte
• DRG-200L1-2 – 30 kW – 2960 tr/min – 200L fonte
• DRG-250M-4 – 55 kW – 1485 tr/min – 250M fonte

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

Consultez les produits et demandez un devis : les moteurs de pompes, de mélangeurs et de surpresseurs sont sur la page Acheter un moteur électrique en ligne. Indiquez-nous l’équipement concerné, joignez la plaque photographiée du moteur actuel et la durée quotidienne de fonctionnement via WhatsApp ; vous pouvez aussi appeler le +90 (542) 666 11 11.

Questions fréquentes

Pourquoi le moteur d’un floculateur est-il si petit ?

La floculation vise à faire grossir les flocs sans les briser : la puissance cédée à l’eau est volontairement faible. Le moteur est donc petit et le rapport du réducteur élevé. Un moteur de remplacement plus puissant ne change pas la vitesse de la turbine, mais le fabricant doit valider la charge sur le réducteur et l’arbre.

Le surpresseur de lavage des filtres et celui d’aération utilisent-ils le même moteur ?

Les deux peuvent être des machines à lobes ou similaires, mais le surpresseur de lavage tourne brièvement plusieurs fois par jour et sa pression est choisie pour le lit filtrant. La puissance moteur se lit sur la courbe du fabricant ; un même kW implique des conditions de démarrage différentes selon l’usage.

Pour vos questions : +90 (542) 666 11 11 · info@drgmotor.com · contact.