Une pompe de piscine / Illustration : Getty, modifiée par RE.
Alors que l’été bat son plein, qui ne rêve pas de piquer une tête pour se rafraîchir les idées, entre deux siestes, ou entre deux rendez-vous en télétravail ? Chez Révolution Énergétique, on a décidé de consacrer notre traditionnelle série de l’été pour vous aider à réaliser ce rêve en consommant le moins d’énergie possible.
Avec le chauffage de l’eau, la pompe de filtration constitue le principal poste de consommation énergétique d’une piscine. Alors que la consommation électrique moyenne due à la filtration était en moyenne de 5 600 kWh par an dans les années 80, celle-ci a nettement diminué. Notamment grâce aux évolutions techniques des pompes, ainsi que de la conception des réseaux hydrauliques, qui sont mieux optimisés. Pour aller plus loin et consommer le moins d’énergie possible, nous revenons sur les différents éléments qui permettent de rendre sa pompe de piscine la plus économe possible en énergie.
Pourquoi filtrer l’eau de sa piscine ?
Le système de filtration de la piscine permet de retenir à travers un filtre les particules en suspension dans l’eau. Grâce à sa pompe, il permet également de mettre l’eau en mouvement, et ainsi de répartir de manière homogène le traitement utilisé pour en assurer la propreté. Ce type d’équipement est indispensable pour assurer une qualité de l’eau stable tout au long de la saison d’utilisation de la piscine.
Bien dimensionner la pompe en fonction du bassin
Avant de parler de technique, de technologie ou d’habitudes d’utilisation, le premier élément à respecter consiste à bien dimensionner sa pompe en fonction de la taille de son bassin et de l’utilisation prévue. Un sous-dimensionnement ou un surdimensionnement aurait pour conséquence d’augmenter la consommation énergétique, et pourrait entraîner une usure prématurée des équipements. Pour cela, plusieurs critères entrent en compte. Dans un fonctionnement basique, on considère que la durée de filtration doit généralement être comprise entre 8 heures et 12 heures, plus la température de l’eau et la fréquence d’utilisation sont élevées, plus la durée de filtration est importante. Pour une piscine privée à usage familial, on estime généralement que le renouvellement complet de l’eau de la piscine doit pouvoir être effectué en 8 heures ou moins. Ainsi, pour calculer la bonne puissance de sa pompe, il suffit de diviser le volume total du bassin par ces 8 heures de fonctionnement.
Pour une piscine rectangulaire de 8 mètres de longueur, 4 mètres de largeur et 1,5 mètre de profondeur, le volume correspondant est de 48 mètres cubes (m³). Le débit théorique d’une pompe adaptée sera ainsi de 6 m³ par heure. À ce débit théorique, on peut ajouter une marge de sécurité de 20 % qui prendra en compte les pertes de charge engendrées par le réseau hydraulique. Dans notre cas, de figure, on obtient 7,2 m³/heure.
À lire aussi Piscine hors-sol, semi-enterrée ou enterrée : laquelle est la moins énergivore ?La règle T°C/2
Lorsqu’on utilise une pompe de piscine traditionnelle, la durée de filtration journalière peut être calculée grâce à la formule empirique : T°C/2, soit la température de l’eau divisée par deux. Cette formule permet de prendre en compte les besoins supérieurs en filtration quand la température de l’eau est élevée. Par exemple, pour une température de 20 °C, la durée de filtration devra être de 10 heures.
Opter pour une pompe à vitesse variable
Les pompes à vitesse unique ont, pendant longtemps, largement dominé le marché. Mais depuis quelques années, les pompes à vitesse variable font leur apparition, et multiplient les avantages. D’abord, elles peuvent normalement fonctionner à vitesse réduite, ce qui a un impact très important sur la consommation d’énergie. En effet, la puissance consommée par une pompe est proportionnelle au cube de la vitesse de rotation du moteur. Ainsi, réduire la vitesse de fonctionnement de moitié réduit la consommation de 87,5 %.
Prenons l’exemple d’une pompe de 1,5 kW. Dans un cas classique, si on reprend la durée de filtration précédemment calculée, la règle T°C/2 nous indique qu’il faut un fonctionnement pendant 10 heures. L’énergie consommée sera donc de 15 kWh (pour faciliter les calculs, le rendement est négligé et considéré comme identique dans les deux exemples).
Prenons désormais le même exemple, mais avec une pompe à vitesse variable que l’on ferait fonctionner à 50 % de sa vitesse nominale. En doublant la durée de filtration pour avoir un même renouvellement, la durée de fonctionnement sera ainsi de 20 heures. Avec une puissance inférieure de 87,5 % à la puissance nominale, on obtient 0,125 kW. Cela équivaut à 2,5 kWh d’énergie consommée. À cela, on ajoute tout de même 2 heures de fonctionnement à plein régime, notamment pour ramener tous les débris flottants dans le système de filtration. Cela devrait ajouter 3 kWh de consommation.
En comparaison, nous avons donc :
– Pompe monovitesse : 15 kWh
– Pompe à vitesse variable : 5,5 kWh
Plus le bassin est grand, plus la pompe à vitesse variable permettra de faire des économies d’énergie. Outre cet aspect, ce type de pompe a l’avantage d’être beaucoup moins bruyant que les autres types de pompes, et de moins solliciter la tuyauterie de la piscine. En revanche, le revers de la médaille se situe au niveau du prix, puisque ces modèles sont sensiblement plus chers que leurs équivalents à monovitesse.
Par exemple, pour une puissance équivalente de 1,5 cv, la marque Racer propose le modèle Serenity monovitesse à 229 € et le modèle E-Power à vitesse variable affiché à 699 €. Chez le fabricant Hayward, le constat est identique. Pour une puissance de 1 cv et un débit proche, le modèle Powerline monovitesse est affiché au prix de 219 € tandis que le modèle Super pump VSTD à vitesse variable est affiché à 799 €.
À lire aussi Comment chauffer sa piscine sans se ruinerUtiliser un variateur
Pour faire des économies d’énergies sans pour autant changer sa pompe de piscine, il est également possible d’avoir recours à un variateur de vitesse. Ce dispositif électronique, qui se branche en amont de l’alimentation électrique de la pompe, permet de réguler la fréquence du courant. Cela influe sur la vitesse du moteur, et permet ainsi de réduire la consommation.
Ce type d’appareil doit être adapté à la puissance du moteur de la pompe. Généralement, on conseille de ne pas descendre à une fréquence inférieure à 25 Hz. Sous cette fréquence, les risques de surchauffe du moteur sont plus importants, car le refroidissement par air est moins efficace.
Programmer sa pompe de piscine
Toujours dans l’idée d’optimiser le fonctionnement de sa pompe de piscine, il est important de mettre en place un système de programmation qui permet d’adapter les heures de fonctionnement de la pompe en fonction des besoins. Pour rendre cette opération plus simple, il existe désormais des systèmes de gestion centralisée basés sur une application mobile ou une interface web. Avec ce type d’équipement, le réglage de la pompe est simplifié. Plus encore, certains systèmes permettent d’ajuster automatiquement la vitesse et la durée de fonctionnement de la pompe en fonction de la qualité de l’eau, améliorant ainsi l’efficacité énergétique du système. Ces systèmes de gestion centralisée autorisent parfois l’automatisation de la chimie de l’eau, ainsi que des capteurs de qualité de l’eau.
Utiliser l’énergie solaire
Outre le fait d’optimiser le fonctionnement de sa pompe de piscine, une solution pour faire baisser sa facture consiste à alimenter la pompe en question grâce à des panneaux photovoltaïques. Cette solution est d’autant plus intéressante que les besoins en filtration augmentent généralement pendant les jours les plus ensoleillés. Pour permettre l’alimentation de la pompe via une installation photovoltaïque, il existe deux solutions principales. La première consiste à alimenter directement la pompe grâce à des panneaux qui lui sont dédiés. Dans ce cas de figure, il est tout de même conseillé de prévoir une alimentation de secours depuis le réseau en cas de besoin.
L’autre solution consiste à mettre en œuvre une installation photovoltaïque dédiée à la maison, équipée de batteries ou non. Cette installation permettra également d’alimenter la pompe tout en atteignant généralement un pourcentage d’autoconsommation plus élevé, en particulier lorsque la pompe est moins sollicitée.
À lire aussi Piscines publiques fermées : et si elles se chauffaient autrement qu’au gaz ?
Commentaires
Nous nous occupons de piscine municipale et le débit minimum est aisément calculable étant donné que le volume du bassin doit être au minimum filtré toutes les 4h.. il faut diviser son volume total par 4 et non 8..
La consommation des bassins privée est importante sachant qu'une pompe consomme, en moyenne, 1.5 kVA et qu'il y a plus de 3 millions de bassins en France. On imagine la charge sur le réseau dans la journée, l'été. Et quoi qu'en dise Bouboul - je comprends ses arguments - ces bassins sont là et ne vont pas disparaitre par enchantement.
Le département de l'énergie aux US a saisi l'ampleur du problème - leur réseau de distribution, privé, est en mauvais état - et a édité un document "Replacing Single-Speed Pool Pumps with variable Speed Pumps for Energy Savings" qui enjoint les propriétaires à passer en vitesse variable. Le document, disponible sur le web, date de 2012. En France, rien de rien.
Pour une pompe centrifuge, le débit est proportionnel à la vitesse N mais la puissance varie en N cube : si on divise la vitesse par deux, la puissance est divisée par 8 comme mentionné dans l'article. Alors, oui, si toutes les pompes étaient équipées d'un variateur convenablement programmé, le réseau électrique s'en trouverait grandement soulagé.
A ceci il faudrait ajouter une solide formation des installateurs afin de réaliser des installations à faibles pertes de charge. On peut remarquer sur la photo en tête d'article le nombre très important de coudes utilisés qui augmentent inutilement les pertes de charge, il en va de même pour les diamètres de canalisation qu'il est toujours bon d'augmenter. Tout ceci se calcule et ce n'est pas forcément simple, cependant les gains potentiels sont importants.
Oui, la réduction des pertes de charge est importante, je suis d'accord, mais il est difficile d'intervenir à postériori alors que l'adjonction d'un VFD (variateur de fréquence) à une pompe centrifuge déjà en place est très simple. Son soft-start au démarrage supprime en plus le coup de bélier ce qui est appréciable pour la tuyauterie.
Je me souviens avoir contacté l'ADEME ou même Negawatt pour leur demander leur avis sur la solution à vitesse variable promue aux US depuis 2012 et je n'ai jamais reçu de réponse. Pourtant, passer 3 millions de pompes qui absorbent 1.5 kVA à 400 W - je dis bien 400 W car le PF est unitaire avec un VFD de bonne facture - ce serait un soulagement pour le réseau, surtout en hiver alors que de nombreuses pompes continuent de tourner la journée.
On peut malheureusement tout à fait faire le même constat sur les circulateurs de chauffage qui sont la plupart du temps réglés à fond car personne ne s'en soucie (plusieurs TWh d'économie potentielle en France) et sur les pompes en général qui sont surdimensionnées.
Les suisse ont fait à ce sujet un très important travail il y a déjà quelques années mais les choses n'ont depuis que peu évoluées.
https://pubdb.bfe.admin.ch/fr/publication/download/2384
ou encore
https://pubdb.bfe.admin.ch/fr/publication/download/2504
Cependant la seule amélioration se fait grâce aux directives européennes ERP, mais non au niveau de la conception des circuits et des dimensionnements.
Il y a un souci de calcul avec la pompe bi vitesse.
En effet, la consommation électrique d'une pompe suit quasi linéairement le débit.
Donc si on consomme 3 fois moins, on a aussi un debit divisé par trois.
Je suppose que les seuls gains à faire tourner la pompe à mi regime est lié aux pertes de charges réduites et à une utilisation en hiver pour éviter la formation de glace.
On est dans le ridicule totale.
On parle de comment gérer une piscine alors que la piscine individuelle est vraiment l'exemple parfait de gaspillage de ressources uniquement pour des divertissements futiles.
On est vraiment dans la bobo attitude , (regarder comment je suis écolo au volant de mon cyber truck de 2 tonnes importés par cargo au mazout de l'autre côté de la terre)
Pauvre planète...
Pour votre gouverne, je ne pense pas être dan la "bobo attitude" puisque je compense intégralement (chauffage compris) les consommations électriques de ma piscine par les énergies renouvelables (thermique + photovoltaïque). Mais il faut également mettre un variateur de fréquence (comme dis ci-dessus) pour optimiser au maximum les consommations. Attention cependant, la régulation de débit peut engendrer une moins bonne circulation dans le bassin (zones immobiles).
Ne mettez donc pas tous le monde dans le même panier!
Commentaire de pov type
Merci pour votre réponse argumentée.
On se demande qui est vraiment le pauvre type quand on lit ça.
Modérateur ?
Vous avez raison mais... Le cerveau humain est ainsi fait. Même en bourrant le crâne des enfants dès la crèche vous n'arrivez jamais à convaincre plus de 20% de la population.
On peut d'ailleurs le constater en voiture: tout le monde sait qu'en roulant lentement on fait de fortes économies (et qu'on diminue le risque d'accident), mais qui le fait ?
C'est pour cela que la seule solution pour diminuer les émissions de CO2, c'est de développer massivement le nucléaire afin de fournir aux gens toute l'énergie propre qu'ils veulent (et même la nuit :) )
@Karim,
Croire que le Nucléaire va sauver l'humanité à court terme est une sacrée utopie !!!
Par contre suivant les latitudes, le Nucléaire peut être (ou non) une nécessité pour avoir un minimum d'énergie pour un minimum de confort en polluant moins l'atmosphère et avec bien moins de dépendance aux Fossiles et aux importations chinoises (PV ! et de plus en plus l'éolien...). Et aussi (et surtout - Avis Perso) un choix politique FORT de sécurité énergétique (assumé à l'époque de Messmer) avec plus de 3 ans de Stock de combustibles dans le pays (et pas 90 jours comme pour le pétrole ou le Gaz) et une grosse question sur le PV à moyen terme si les Chinois se fâchent avec nous (100 GW de PV dans le Mix, c'est 3 à 4 G de PV à "changer et/ou installer" chaque année pour maintenir la production, si on est rationné par la Chine, QUID !??? Ca peut descendre vite et fort en 3 ou 4 ans...).
Le Nucléaire c'est à peine un quart de l'énergie "achetée" en France par les particuliers et les entreprises à ce jour... Il y a près de 70% de Fossiles encore à ce jour (GAZ FOSSILE et Pétrole sous diverses formes). Et les ENR (y compris la Biomasse et l'hydro) font le reste à peine 10% !!! Donc on a pas le choix pour le moment, il faut plus d'ENRi mais il faut qu'elles soient "bon marché" ...