Irrigation : Réduire sa facture électrique en agissant sur la pompe
La station de pompage est au cœur de l’efficacité énergétique de l’irrigation. Renouveler sa pompe et/ou s’équiper d’un variateur de fréquence pour mieux coller aux besoins des équipements d’arrosage est un moyen efficace pour limiter sa consommation électrique.
L’envolée des prix de l’électricité observée ces deux dernières années a fortement renchéri le coût énergétique de l’irrigation. « Sur une installation amortie, il représente près de la moitié du coût global de l’irrigation et peut atteindre 30 % dans le cas d’un équipement non amorti », situe Sophie Gendre d’Arvalis. Pour un irrigant, l’optimisation de la performance énergétique de son installation est ainsi devenue un enjeu majeur. Évaluée par le nombre de kWh/m3 consommés, elle peut se mesurer simplement en relevant les compteurs d’eau et d’électricité avant et après une position d’irrigation. « Il est conseillé de choisir une situation médiane en matière de distance avec la pompe et de dénivelé », précise la spécialiste. L’agriculteur peut ensuite se comparer aux valeurs moyennes observées. « Dans le cas d’un pompage de surface, cela va de 0,6 à 1 kWh/m3 pour un enrouleur, tandis qu’un pivot ou une couverture intégrale se situe plutôt aux alentours de 0,4 kWh/m3. Si l’on s’éloigne de ces valeurs, c’est qu’il y a un souci. »
Renouveler une pompe vieillissante
Quel que soit le type d’équipement (canon, pivot, rampe…), la perte principale d’énergie se situe au niveau de la station de pompage. « Avec une bonne quinzaine d’années d’âge moyen, les pompes installées ne sont pas toutes au top de leurs performances et ne sont parfois plus adaptées à l’équipement d’irrigation qui a pu évoluer », souligne Christophe Tourneur, directeur de Rovatti France. Le renouvellement de la pompe peut ainsi se justifier si le vieillissement est synonyme de perte de rendement. « Avec 1 000 à 2 000 heures annuelles, il ne faut pas oublier que c’est souvent l’équipement le plus utilisé de l’exploitation », rappelle-t-il. Quand une pompe neuve offre un rendement hydraulique de plus de 75 %, une pompe fatiguée peut chuter à 50 %.
Coller aux besoins de nouveaux matériels
L’autre principale raison d’investir dans une nouvelle pompe est l’évolution des besoins des équipements d’irrigation. « On observe régulièrement des vannes de sortie de pompe partiellement fermées pour limiter la pression dans certaines positions d’irrigation. Si c’est encore le cas avec d’anciennes pompes surdimensionnées à l’époque de l’électricité bon marché, on l’observe surtout pour des installations où le matériel d’irrigation a été renouvelé, sauf la pompe », avertit Sophie Gendre. L’arrivée d’équipements moins gourmands en pression remet en cause le dimensionnement de la pompe. « Quand un pivot ou une rampe demande 6-7 bars de pression, un canon avec enrouleur impose 11-12 bars. Ainsi, passer de deux enrouleurs de 60 m3/h à un pivot de 120 m3/h divise par deux le besoin en énergie », illustre Christophe Tourneur.
Le variateur de fréquence pilote la pompe
Dans une situation où les positions d’irrigation n’imposent pas de grandes variations de pression et de débit, l’enjeu est de bien dimensionner la pompe en tenant compte des besoins d’irrigation en période de pointe, du débit disponible et des pertes de charge. Mais lorsque les besoins fluctuent, il est essentiel de pouvoir moduler les performances de la pompe et c’est là qu’entre en jeu le variateur de fréquence. En faisant varier la fréquence du courant électrique fournit à la pompe, celui-ci permet de moduler le régime du moteur électrique de la pompe. Équipement obligatoire pour les stations de pompage collectives, il est aussi largement adopté pour les stations individuelles et selon Christophe Tourneur, « le variateur s’est imposé en une dizaine d’années. À l’heure actuelle, 98 % des stations neuves ou modernisées que l’on vend en sont équipées. »
La précision du pilotage à distance
La maîtrise plus fine des paramètres de pompage offerte par le variateur s’est accompagnée d’un développement des dispositifs de pilotage à distance. « L’utilisateur peut ainsi superviser son installation sans se déplacer. En plus des alarmes, il peut aussi mettre en route et arrêter la pompe ou encore sélectionner un des programmes prédéfinis. L’enregistrement et l’export des données, comme le volume journalier ou mensuel, permet d’optimiser le fonctionnement de la station. On pourra par exemple déceler plus rapidement une baisse de performance de la pompe », argumente Christophe Tourneur.Le variateur de fréquence dicte le rythme de la pompe
En faisant varier la vitesse du moteur électrique, le variateur de fréquence offre une plage de débit importante à la pompe, autorisant une baisse de la consommation électrique quand les besoins de l’installation d’irrigation sont inférieurs au débit nominal de la pompe. Ce dispositif s’accompagne d’un automate de commande pour optimiser le pilotage.Dans le fonctionnement de base, celui-ci régule la pression de la pompe en fonction de la mesure d’un capteur en sortie de station. Il va ainsi augmenter la fréquence quand une baisse de pression est détectée au moment de l’activation d’un enrouleur et inversement quand la pression monte lors de sa fermeture.
Une gestion plus évoluée consiste à réaliser une régulation mano-débimétrique associant capteurs de débit et de pression, de manière à tenir compte des pertes de charge proportionnelles au débit. Il est alors possible de définir des plages de débit avec une pression évolutive pour chacune d’elles.
L’automate autorise aussi la définition de programmes d’irrigation en séparant par exemple la mise en œuvre des matériels à haute et basse pression.
Un entretien peu contraignant
Afin de garantir un bon vieillissement des pompes, il convient de s’astreindre à un minimum d’entretien. Sur les pompes de forage, il n’y a pas d’intervention particulière, hormis l’inspection de la colonne. « Après 8-10 ans, il est conseillé de remonter les tubes pour vérifier l’état de la colonne et d’en profiter pour contrôler les valeurs d’isolement du moteur pour évaluer son état, préconise Christophe Tourneur. Il est d’ailleurs plus sûr d’opter pour des tubes en Inox, afin de se prémunir de la corrosion. »
Le graissage annuel est le principal point d’entretien des pompes de surface. « Le presse-étoupe assurant l’étanchéité de l’arbre est aussi à changer tous les trois ans. »
Les constructeurs proposent aussi des kits d’entretien pour, par exemple, remettre en état l’hydraulique de la pompe. « L’usure est souvent liée à un problème de qualité de l’eau, avertit Christophe Tourneur. Et dans certains cas, il aurait pu être évité en soignant davantage la mise en œuvre du forage. »
