Retour à l'accueil 04/12/2021

Les pertes de charge dans le réseau hydraulique de la piscine

La perte de charge est un phénomène que subit l'eau en progressant dans un circuit. Il est essentiel d'en tenir compte lors de la conception du réseau hydraulique de la piscine, pour assurer la bonne filtration de l'eau ainsi que le fonctionnement général du bassin.

 

Le débit d’eau dans le système de filtration de la piscine

Comme chacun sait, la fonction principale du réseau hydraulique d'une piscine est de filtrer l'eau. Ce système composé de skimmers, buses, tuyaux, vannes, d'une pompe, d'un ou plusieurs filtres, etc., doit permettre la filtration de l'eau dans les meilleures conditions possibles, car celle-ci réalise 80% du nettoyage d'un bassin.

Pour que l'élément central de ce système, le filtre, puisse avoir une efficacité optimale, l'eau doit y passer à la bonne vitesse et donc avec le bon débit.

Pour assurer ce bon débit, la pompe de filtration est naturellement un élément essentiel, mais qui ne fait pas tout. Tout aussi importants sont le dimensionnement des canalisations entre le bassin et le local technique, leur longueur, matière et diamètre ainsi que le nombre de pièces à sceller.

La bonne mise en place de ces éléments doit essentiellement permettre d'éviter au mieux les pertes de charge pour maintenir le débit d’eau nécessaire à la bonne filtration de l’eau de sa piscine et permettre à celle-ci de rester propre.

 

La perte de charge, qu’est-ce que c’est?

La perte de charge est un phénomène physique inhérent à tout circuit aquatique: il s’agit d’une baisse d’énergie, et donc de débit, que l’eau subit lorsqu'un obstacle se trouve sur son passage. Cet obstacle peut être de deux types:

  • la perte de charge linéaire survient sur toute la longueur d’une canalisation: il s’agit du frottement de l’eau dans les tuyaux;
  • la perte de charge singulière est ponctuelle. Il peut s’agir par exemple d’un coude à 90° très serré qui fait brusquement changer l’eau de direction dans le réseau: cet obstacle diminue le débit d’eau.

La perte de charge du réseau hydraulique est ainsi l’addition des pertes linéaires et singulières.

Outre le fait que des pertes de charge mal contrôlées réduisent le débit de l'eau et donc l'efficacité de sa filtration, elles peuvent aussi provoquer des dégâts parfois graves dans le réseau hydraulique.

 

Concevoir une piscine qui évite les pertes de charge

C'est l’étape de conception de la piscine qui est la plus importante: après avoir procédé aux bons calculs, on dessine un réseau hydraulique qui limite au mieux les pertes de charge afin d'obtenir le débit et la vitesse d’eau souhaités.

Car changer un filtre ou une pompe est une opération simple, alors que modifier un système entier après construction représente forcément de gros travaux. Mieux vaut concevoir dès le départ un réseau efficace, qui ne fait pas l'économie de tuyaux, vannes, etc., et garantira le bon fonctionnement de la piscine.

 

          La vitesse de l’eau et la distance qu’elle parcourt

Plus généralement, un moyen très efficace de réduire les pertes de charge est de diminuer la vitesse de l’eau. Ceci grâce à l’installation de tuyaux de diamètre suffisamment grand (63 au lieu de 50 mm par exemple), pour obtenir idéalement une vitesse entre:

  • 0.5 et 2m/s - idéalement 1.5m/s - en aspiration;
  • inférieure à 3 m/s – idéalement 2m/s - au refoulement.

 

tuyaux

 

Tout en permettant une bonne circulation de l’eau entre la piscine et le local technique, ces vitesses préviennent aussi la cavitation (formation de microbulles de vapeur d'eau à l'aspiration). Ce phénomène augmente exponentiellement avec la vitesse de l’eau et, outre une grande diminution d’énergie, peut provoquer de très gros dégâts sur la turbine de la pompe.

Enfin, il faut absolument éviter les grandes distances entre la piscine et le local technique, puisque l’eau subit une perte de charge linéaire dans toute la longueur des canalisations, laquelle augmente le risque de cavitation. Idéalement donc, le local doit être placé au plus près du bassin.


          Les changements de direction

Une autre bonne pratique est d’éviter les changements brusques de direction dans les canalisations: deux coudes à 45° feront beaucoup moins obstacle à l'eau qu’un coude raide à 90°. Les coudes à «grand rayon» sont encore plus efficaces: réalisables au moyen de PVC semi-rigide par exemple, ils produisent une baisse d’énergie minimum.

 

coudes

 

          Le nombre de pièces à sceller

Enfin, et surtout à l’aspiration, il convient de bien sélectionner le nombre de pièces à sceller: skimmers, buses, etc. Celles-ci représentent des investissements faibles en regard du coût global de la piscine: mieux vaut ne pas sous-évaluer les besoins et prendre le risque que la piscine fonctionne mal, ce qui s'avérera bien plus coûteux par la suite.

Les bonnes pratiques au niveau des canalisations sont donc d’abord la sélection du bon nombre de pièces à sceller, suivies du bon nombre de tuyaux et coudes du bon diamètre, pour respecter idéalement une vitesse de 1,5 m/s à l’aspiration, 2 m/s au refoulement.

 

fork

 

          La pompe et le filtre

La pompe est à placer au plus près des skimmers pour réduire les distances et donc les pertes de charge. Mais si cet appareil est souvent au centre de la réflexion lorsqu’on conçoit une piscine, il n'a pour seule fonction que de servir le filtre. C’est d’abord à ce dernier qu’il faut réfléchir une fois qu’on a défini le volume d’eau de piscine à traiter.

Le filtre aussi a une influence sur les pertes de charge: typiquement, un filtre à élément (ou filtre à cartouche) provoquera moins de perte de charge qu’un filtre à sable. Et contrairement à un avis très répandu, un filtre à élément bien dimensionné ne demande pas beaucoup plus de travail d’entretien qu’un filtre à sable, tout en étant plus efficace. C’est donc un choix à privilégier!

 

Corriger un problème de perte de charge trop importante

Il est beaucoup plus facile de concevoir d’origine un système de filtration qui anticipe et minimise les pertes de charge que de régler les problèmes qu’elles engendreraient après-coup.

Mais il arrive qu’une intervention soit nécessaire sur un bassin mal conçu: lorsque le système de filtration tente par exemple de faire passer un grand débit d’eau dans de trop petits tuyaux.

Comment alors résoudre le problème? La solution radicale est bien sûr de déterrer entièrement le réseau de canalisations et de le revoir selon les principes expliqués ci-dessus. Une solution efficace mais coûteuse.

Avant d’en arriver là, la première chose à faire est d’installer un filtre qui génère moins de perte de charge. Passer d’un filtre à sable à filtre à élément (ou cartouche) par exemple, comme mentionné plus haut.

La deuxième solution est d’installer une pompe à vitesse variable, pour faire circuler le réseau hydraulique de la piscine plus lentement quand les conditions le permettent, puisqu'une vitesse réduite produit moins de pertes de charge. Ceci, bien sûr, en s'étant assuré d'avoir effectué les bons calculs et estimations pour garantir un renouvellement de l’eau suffisant dans tous les cas.

Dans le local technique, il est aussi parfois possible de modifier certains tuyaux et coudes: remplacer des tuyaux de 50 mm par du 63 mm ainsi que les coudes trop serrés par de grands angles.

Malgré tout, si l’installation a été trop mal conçue de base, ces changements peuvent s’avérer insuffisants. Il faudra alors procéder à une reconception globale du système de filtration.

 

schéma réseau hydraulique piscine

 

La maintenance pour prévenir les problèmes de perte de charge

On peut aussi agir en phase de maintenance pour réduire au mieux les pertes de charge dans le circuit de la piscine.

En effet le détartrage du filtre, à faire à l’hivernage, est très important et valable autant pour les filtres à sable que les filtres à élément.

Car le calcaire dans le filtre s'agglutine et crée des chemins préférentiels qui ne filtrent plus du tout l’eau, en augmentent la pression et génèrent une perte de charge. De plus, le calcaire conserve les bactéries qui créent alors une pollution du filtre, laquelle peut provoquer de multiples problèmes avec la qualité de l’eau.

Pour toutes ces raisons, et donc au-delà de l'incidence sur les pertes de charge, il est vivement recommandé de procéder au détartrage du filtre à chaque fin de saison.

 

Les pertes de charge en résumé

Les pertes de charge dans le réseau hydraulique d'une piscine sont un phénomène à prendre en compte dès la phase de conception du bassin. Si elles s’avèrent en effet trop importantes, l'eau n’est plus efficacement filtrée et des dégâts peuvent apparaître dans les canalisations.

Il est donc nécessaire de concevoir un système de filtration qui présente le moins d'obstacles possibles: grands diamètres de tuyaux, grands angles, distances raccourcies et nombre correct de pièces à sceller, pour obtenir une vitesse adaptée tout en garantissant le débit d'eau nécessaire à son bon traitement et renouvellement.

Enfin la pompe (à vitesse variable idéalement) ainsi que le filtre (à sable ou cartouche) ont également un effet sur la perte de charge du réseau à ne pas négliger, tout comme le détartrage du filtre au moment de la maintenance.

 

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