Moteurs pour pompes et agitateurs de station d'épuration

Dans une station d'épuration des eaux usées, les moteurs ne sont pas regroupés dans une seule machine ; depuis l'entrée de l'eau dans la station jusqu'au chargement des boues sur un camion, chaque étape leur confie une tâche différente. Certains démarrent et s'arrêtent plusieurs fois par heure, d'autres tournent des mois sans être coupés. Cette page traite des moteurs triphasés installés en surface qui entraînent pompes, agitateurs et surpresseurs à ces étapes. Les autres applications de pompage sont présentées ensemble sur la page Moteurs électriques pour pompes.

Poste de relevage d'entrée : moteurs de pompe en chambre sèche

Dans la plupart des stations, l'eau qui arrive du réseau d'égout est d'abord collectée dans un ouvrage de relevage, puis remontée. Lorsque les pompes sont placées dans une chambre sèche et les moteurs au-dessus ou à côté, on utilise un moteur asynchrone triphasé standard. Sur une pompe horizontale, le moteur est relié par un accouplement ; sur une pompe verticale, il repose sur le corps de pompe, arbre vers le bas.

La pompe de relevage reçoit un débit qui varie selon l'heure. La nuit, le débit baisse ; les jours de pluie, plusieurs pompes démarrent ensemble. Les montages où les pompes tournent à tour de rôle et où l'une reste en secours sont donc courants. Par exemple, pour une pompe de relevage de la classe 22 kW, le modèle 22 kW 1500 tr/min fonte 180L-4, d'une vitesse nominale de 1470 tr/min, convient à ce type d'installation en chambre sèche.

Les moteurs des pompes et agitateurs submersibles descendus dans une bâche humide forment un seul ensemble avec la pompe et sortent du cadre de cette page ; seuls les moteurs placés au-dessus du bassin ou du puits sont traités ici.

Entraînements du dégrillage, du dessablage et des tamis

Après le relevage, l'eau traverse les grilles. Le râteau d'un dégrilleur mécanique remonte les déchets retenus et les dépose sur une vis de transport ou un compacteur. Ces entraînements sont de faible puissance, tournent lentement via un réducteur et fonctionnent par intermittence selon la différence de niveau.

La vis classificatrice et la pompe à sable qui extraient le sable déposé dans le dessableur fonctionnent de façon similaire. Le principal risque ici est le blocage : un chiffon pris dans le râteau ou du sable accumulé dans la vis peut bloquer le moteur en quelques secondes. Un relais de protection à déclenchement rapide et un limiteur de couple sur le réducteur protègent alors le moteur.

Bassin d'aération et moteurs de surpresseurs

Le cœur du traitement biologique est l'aération, qui fournit l'oxygène aux bactéries. L'air est envoyé vers les diffuseurs au fond du bassin par des surpresseurs à lobes rotatifs (type Roots), à canal latéral ou centrifuges. Cette partie représente généralement la plus grande part de la consommation électrique de la station.

Un surpresseur à lobes est une machine volumétrique : le volume d'air refoulé est proportionnel à la vitesse, tandis que le couple nécessaire dépend de la hauteur d'eau au-dessus des diffuseurs. Le moteur doit donc fournir presque le même couple même à basse vitesse. Sur les grands surpresseurs entraînés par courroie, les moteurs à 2 pôles sont fréquents ; par exemple, le modèle 55 kW 3000 tr/min fonte 250M-2 a une vitesse nominale de 2970 tr/min.

Pour le choix général du moteur sur les machines de type ventilateur, voir moteurs de ventilateurs et d'extracteurs ; pour les bâtiments et volumes fermés, voir moteurs électriques de ventilation.

Agitateurs et racleurs de décanteurs

Dans les bassins anoxiques, les cuves de coagulation et de floculation et les bâches d'homogénéisation des boues, l'hélice de l'agitateur descend dans la cuve au bout d'un arbre, tandis que le moteur se tient à la verticale sur le réducteur, sur une passerelle au-dessus de la cuve. L'hélice tourne lentement, l'entraînement est donc presque toujours motoréducteur. La bride et l'arbre du moteur se choisissent selon le réducteur ; pour le détail, voir moteurs électriques pour réducteurs.

Les ponts racleurs circulaires ou longitudinaux des décanteurs rassemblent les boues vers le centre du bassin. Le pont avance très lentement et la puissance du moteur est faible, mais il est exposé au soleil, à la pluie et au gel en plein air. Pour un petit entraînement de pont, le 1,5 kW 1500 tr/min fonte 90L-4 peut servir d'exemple. Si un capot anti-pluie est nécessaire en montage vertical, précisez-le à la commande.

Pompes et équipements de déshydratation sur la file boues

Les boues décantées sont envoyées par des pompes à cavité progressive (à vis excentrée) ou des pompes centrifuges à boues vers l'épaississeur, puis vers l'unité de déshydratation. La pompe à cavité progressive demande un couple constant et rencontre une forte résistance au démarrage ; le débit est en général réglé par un variateur de fréquence. Pour une pompe de cette classe, on peut prendre comme exemple le 7,5 kW 1500 tr/min fonte 132M-4.

Côté déshydratation, on trouve des filtres à bandes, des presses à vis et des centrifugeuses décanteuses. Filtres à bandes et presses à vis tournent lentement et utilisent un motoréducteur. Le bol de la décanteuse, en revanche, a une forte inertie ; le démarrage est long, et le mode de démarrage (démarreur progressif ou variateur) se fixe selon la recommandation du fabricant de la machine. Les unités de préparation et de dosage de polymère comportent aussi de petits moteurs d'agitateur et de pompe.

Rôle du moteur selon la partie de la station

Les modèles du tableau et du texte ne sont que des exemples ; la décision finale se prend en fonction de la charge réelle de la pompe ou du surpresseur, de la vitesse requise, de la forme de montage et des conditions ambiantes de la zone.

Protéger le moteur face à l'humidité, au H2S et au service continu

Dans les zones fermées d'une station d'épuration, l'air est à la fois humide et chargé en sulfure d'hydrogène (H2S). Ce gaz corrode peu à peu les connexions en cuivre, les vis de bornes et les surfaces métalliques non peintes. Les séries HEM Motor sont en protection IP55 et livrées avec une peinture poudre électrostatique RAL 7012 ou RAL 7024. Un moteur IP55 n'est pas conçu pour fonctionner immergé ni pour le lavage sous pression ; dans une installation avec beaucoup de gaz ou un risque d'inondation, la mesure de protection est fixée par le projet : indiquez la condition particulière à la commande.

Les moteurs de pompes en secours accumulent de la condensation en refroidissant. À la commande, vous pouvez demander une résistance anti-condensation pour l'éviter et, sur les moteurs de surpresseurs et de pompes tournant 24/7, une sonde PTC ou PT100 placée dans le bobinage.

Nos séries triphasées sont compatibles avec le variateur de fréquence utilisé pour régler la vitesse des surpresseurs et des pompes à boues. Si le moteur doit rester des heures à basse vitesse et plein couple, son propre ventilateur peut ne pas suffire et l'on ajoute un ventilateur de refroidissement alimenté séparément ; si le câble entre le variateur et le moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé. Indiquez les deux à la commande. Détails sur la page moteurs électriques compatibles variateur. Pour une analyse technique de la station partie par partie, lisez notre article sur les moteurs électriques en station d'épuration et en unité de biogaz.

Quelles informations envoyer pour une offre ?

Pour que nous puissions proposer rapidement le bon moteur, envoyez le type de machine (pompe de relevage, surpresseur, agitateur, racleur, pompe à boues), la puissance du moteur (kW), la vitesse (tr/min), la tension du réseau, la forme de montage et la quantité. S'il fonctionne sur variateur et si le moteur se trouve dans une zone fermée et humide, ajoutez-le aussi.

S'il y a un ancien moteur à remplacer, envoyez une photo de la plaque signalétique et nous trouverons ensemble son équivalent. Vous pouvez voir modèles et prix dans la boutique acheter des moteurs électriques et nous joindre via la page contact.

Questions fréquentes

Pourquoi le moteur du surpresseur d'une station d'épuration chauffe-t-il autant ?

Le surpresseur tourne jour et nuit et, sur les types à lobes, le couple ne baisse pas à basse vitesse. Sur un moteur maintenu longtemps à basse vitesse par variateur, son propre ventilateur peut ne pas refroidir assez ; il faut envisager un ventilateur séparé et une sonde de bobinage. Le rapport de poulies et l'encrassement des filtres sont aussi à vérifier.

Pourquoi un moteur de pompe de secours peut-il tomber en panne au premier démarrage ?

Un moteur resté longtemps à l'arrêt refroidit dans l'air humide et de la condensation se forme dans le bobinage. La résistance anti-condensation est une option de commande ; il est aussi conseillé de faire tourner brièvement les pompes de secours à intervalles réguliers.

Quel moteur choisir pour le racleur d'un décanteur ?

Le pont racleur tourne très lentement via un réducteur, un moteur de faible puissance suffit donc. Ce qui décide, c'est la bride du réducteur et la dimension de l'arbre ; la plaque du moteur existant et les données du réducteur sont à fournir à la commande.

Peut-on utiliser un moteur standard dans un bâtiment de dégrillage avec du H2S ?

Un moteur IP55 standard peut être utilisé dans un bâtiment de dégrillage ventilé ; en revanche, un volume fermé avec une forte accumulation de gaz n'est pas l'usage pour lequel il est conçu. La ventilation de la zone et la protection particulière sont fixées par le projet et doivent être indiquées à la commande.

Faut-il un variateur sur une pompe à boues ?

Le variateur est courant sur les pompes à cavité progressive, car le débit se modifie facilement en réglant la vitesse. La pompe demandant un couple constant, le refroidissement à basse vitesse et la longueur de câble sont à préciser à la commande.