La pompe est un élément capital pour la circulation de l’eau. Le dimensionnement de la pompe est le résultat d‘un compromis réalisé autour de sept préoccupations : volume d’eau recirculée, gestion des niveaux d’eau dans le bac de culture, débit limité par les filtres, débit permis par les tuyaux, hauteur manométrique totale, dépense à l’achat et coût de fonctionnement annuel.
Pour le dispositif « truites aquaponiques, cette synthèse oriente vers une pompe de 4000 l/h, 4m de relevage maxi et 30 watts de puissance.
Mise à jour le 20/01/2020 suite à une augmentation du volume du bac de culture avec une profondeur de 25 cm au lieu de 20.
Quel volume d’eau recirculée par heure par la pompe?
Cela dépend des poissons. La truite est plutôt exigeante avec un renouvellement de 1 fois par heure, voire deux fois.
Cas concret « truites aquaponiques » : pour 1 fois par heure, il faut un débit réel de 2400 litres par heure. L’arbitrage sur les points qui suivent a conduit à fonctionner avec un renouvellement de l’eau des bassins de seulement 0.66 fois par heure, bien en deça des normes préconisées. L’aération très efficace des airlifts et un chargement toujours inférieur à 20 kg par m3 (20kg/m3 testés pendant plusieurs mois en été 2020) expliquent ce résultat.
Quelle gestion de l’eau dans les bacs de culture?
L’option « bac de culture en eau profonde » (DWC) fonctionnerait avec un débit continu de 2400 litres par heure sous réserve que les filtres et les tuyauteries permettent la circulation de ce débit.
Dans l’option « culture sur média » (graviers) avec marée, le bac de culture a une contenance de 2.5 m3 de graviers dont la macroporosité est voisine de 40%. Compte tenu de 8 cm de graviers restant secs et 7 centimètres restant toujours en eau, ce sont 10 cm qui sont concernés par le flux et le reflux d’eau soit 400 litres d’eau. En utilisant la technique du siphon cloche, il faudrait 6 marées par heure pour une circulation de la totalité des bassins par heure. Le remplissage peut être assuré en 6.5 mn par une pompe débitant 3600 litres par heure. La vidange devrait être réalisée en 3.5 mn maximum soit un débit de 7000 litres par heure, ce qui suppose des tuyaux d’évacuation et des filtres capables d’absorber ce débit
Cas concret « truites aquaponiques » : le siphon cloche étant peu fiable, l’option retenue est « un tuyau d’évacuation à débit calibré » permanent d’environ 1600 l/h. La pompe est commandée par un programmateur et démarre toutes les demi-heures pendant 15 mn. La différence de débit entre débit d’entrée et débit de sortie permet un effet de marée qui joue sur 10 cm de graviers. Il faut donc une pompe qui débite 3200 l/heure. Avec ce dispositif, la recirculation de l’eau des bassins est de 1600 litres /heure soit 0.66 bassin par heure. C’est en dessous de la norme de 1 bassin par heure mais cela fonctionne avec un chargement maximal de 20 kg/m3 (testé).
Quelles contraintes au niveau des filtres?
Le choix des filtres a des conséquences sur la circulation de l’eau, surtout s’ils fonctionnent gravitairement. Il faut prendre en compte la modification des niveaux due à la résistance de l’écoulement dans les filtres et les risques de débordement qui s’en suivent. Cette résistance augmente avec le colmatage des filtres.
Cas concret « truites aquaponiques » : Les filtres se composent d’un filtre à filets et d’un filtre à graviers fonctionnant par gravité. Le filtre à filets est capable d’avaler de forts débits, ce qui n’est pas le cas du filtre à graviers. Compte tenu des marges de sécurité avant débordement, les filtres peuvent absorber un débit maximal de 2 m3/h
Quelles contraintes sur les tuyaux?
En débit constant, avec utilisation de déversoirs, la taille des tuyaux peut être uniforme sur tout le système. Il en va différemment en cas d’utilisation d’un siphon automatique. La vidange rapide s’accompagne de forts débits qui peuvent être contraints par la taille des tuyaux choisis.
Cas concret « truites aquaponiques » : avec des tuyaux de 36 mm intérieurs, il est possible d’accepter un débit de 3 m3/h. Ce qui est au dessus de la capcité d’évacuation des filtres (2m3/h) et en dessous des besoins pour une vidange en 5 minutes (7 m3/h).
Quelle Hauteur Manométrique Totale (HMT)?
La pompe doit vaincre deux résistances : la hauteur comprise entre le point de pompage et le point de déversement, et les pertes de charges dues aux frottements variant selon la taile des tuyaux et le nombre et la forme des coudes. Ceci s’exprime en Hauteur Manométrique Totale (HMT). Chaque pompe est livrée avec un graphique indiquant son débit maximal (sortie de pompe sans tuyau, HMT=0)) jusqu’au débit nul pour une HMT donnée. Connaissant la HMT du système il est possible d’en déduire le débit attendu par lecture directe sur les courbes.
Cas concret « truites aquaponiques » : la pompe pousse l’eau dans un tuyau de 4.5 m rigide, lisse, de 35 mm de diamètre intérieur, avec 3 coudes, pour une perte de charge estimée à 0.25 m . Avec un dénivelé moyen de 1 m, la HMT obtenue est voisine de 1.25 m. Le débit théorique de la pompe va de 4500 l/h (HMT=0 m) à 0 l/h (HMT = 4m) Pour 1.25 m de HMT, le débit est de 3200 l/h .
Comment minimiser la consommation énergétique de la pompe?
La consommation d’énergie doit être minimisée pour des raisons économiques et écologiques. Un écart de 7.6 watts sur la puissance de la pompe entraîne une dépense de 10 € par an (pour un kilowatt à 0.15 € par kWh). A performances identiques, choisir la pompe la moins puissante.
Cas concret « truites aquaponiques » : après avoir testé un vide cave de 250 Watts (!!) , le choix s’est porté sur une pompe de 30 watts de puissance, qui fonctionne 30 mn par heure, soit l’équivalent d’une puissance permanente de 15 watts.
Quel budget pour l’achat de la pompe?
Ne pas trop lésiner sur cet investissement central. Choisir un équipement résistant, un peu surdimensionné pour anticiper sur les inévitables ajouts de bacs ou de bassins.
Cas concret « truites aquaponiques » : 56 € TTC
Bonjour,
Je vous remercie pour vos éclairages précieux !
J’ai lu dans votre article que, pour des truites, il est conseillé de renouveler 1 à 2 fois le volume de l’eau. Cependant, dans la plupart des exemples, vous évoquez des puissances et des débits incompatibles avec cette contrainte. De plus, les pertes de charge entravent le débit.
Personnellement, j’ai un projet en cours de réalisation avec un volume total de 7m3 (plantes et poissons), ce qui signifie théoriquement que je dois faire circuler 1 à 2 fois ce volume par heure. Cela nécessiterait une pompe de 14M3/h. Les pompes de ce type ont une consommation affichée d’au moins 140W.
Dans l’attente de vous lire,
Cordialement.
Bonjour, après plusieurs réalisation, je retiens un objectif de renouvellement d’un volume de bassin par heure pour un apport d’aliment modéré (<200 g/m3/j d'aliment à 44% de protéines) . Eau du bassin à poisson et pas eau totale du système. Le premier dispositif (TA2400) est en dessous de cet objectif (0.7 bassin par heure avec une pompe à eau de 30 watts fonctionnant 1/4 heure par demi heure. Les autres réalisation sont entre 1 bassin et 1.5 bassin par heure, sans pompe à eau (uniquement circulation d'eau par airlift). Le TA500 : 1 bassin par heure avec une pompe à air de 16 watt. Le TA600 : 1.5 bassin par heure avec une pompe à air réglée à 8 watts.
Bonjour,
Merci pour l’ensemble des sujets que vous abordez. Votre site est une précieuse source d’informations pour mon projet.
Je suis à la recherche d’une pompe qui marcherait en 12V ou 24V pour la coupler directement à une production solaire de récupération avec basculement automatique vers une alimentation secteur AC/DC en cas de besoin et sans passer par un onduleur.
Je n’ai pas trouvé de modèle répondant à mes exigences (12/24V, ~10W, refoulement 2m environ, débit 3000L/h). Connaîtriez-vous une référence utilisable?
Bien cordialement,
Jerome
Bonjour, merci pour le retour. Je n’ai pas d’expérience sur les équipements adaptés à une installation photovoltaïque. je doute qu’il existe un modèle qui respecte le cahier des charges (12/24V, ~10W, refoulement 2m environ, débit 3000L/h). Ce qui approche le plus est la Jebao 5000 ( https://koi-garden.fr/Pompe-de-bassin-DM-5000-LV-basse-tension-12-V ). 5000 litres/h avec HMT de 3.5 m doit donner environ 3000 l/h avec refoulement de 2m; 12 V ; mais 40 Watts !
Bonjour,
est-ce que vous pourriez me donner la marque/référence de la pompe que vous utilisez (4000l/h 30w 56euros) ?
Guillaume
Bonjour,
SunSun CTP-4800 SuperECO Pompe de aquarium jusqu’à 4500l/h 30W.
Si c’était à refaire j’opterai pour PONDECO PLUS RC 5000; débit réglable, faible consommation. 20 w au lieu de 30 W pour un débit identique. Mais 230 € au lieu 56 €. Ecart amorti en 10 ans.
Et si c’était vraiment à refaire, je supprimerai la pompe à eau pour ne fonctionner qu’avec une bonne pompe à air!
merci pour la réponse !
je vais prendre une pompe d’aquarium car je dois remonter l’eau sur 1,2m (voir 4m si j’alimente aussi une autre zone en goutte à gouttes depuis le même bac).
merci pour le temps passé et le partage d’informations sur le sujet, votre site est une vraie mine d’infos et source d’inspiration… perso, je m’intéresse à l’aquaponie depuis 4-5 ans mais je vais me contenter de faire de la bioponie dans un premier temps (et, peut-être un jour, coupler un autre bac pour élever des poissons). Bonne continuation.
Bonjour,
Comment faire pour ne fonctionner qu’avec une bonne pompe à air ?
Merci de votre réponse.
Bonjour,
En construisant une installation sur un même niveau, avec un airlift travaillant sous le niveau ou au ras du niveau d’eau. https://www.truitesaquaponiques.com/2022/12/12/airlift-modifie/
Bonjour,
En lisant votre article je dois avoir un soucis dans mon installation.
J’aimerai faire du NFT, j’ai donc mon petit bassin (d’environ 4300L), un puisard (de 500L) et j’avais pris une pompe qui faisait maximum du 5200L/h. Et j’étais en position minimum (donc je ne suis pas sur, mais ça ne m’étonnerai pas qu’elle étais à 2000L/h voir moins).
Ma pompe est relié à un bac de filtration de 12L (avec des mousses, plumeaux et bille d’argile) et j’ai un passe parois de 50mm qui redirige l’eau vers mes tuyaux de NFT (100mm), pour ensuite se redéverser dans le bassin.
Le problème c’est que si je passe la pompe en position 2 (sur une 20ène de positions) mon bac à filtre déborde.
Faut-il que je fasse plus de passe paroi ? des plus grands ? un système pour évacuer l’eau s’il y en a trop dans le bac à filtre ?
Merci d’avance !
Bonjour, Si le filtre déborde, c’est qu’il s’oppose à l’écoulement de l’eau pour le débit correspondant au réglage 2. Soit parce que le passe paroi est trop petit, soit parce que les masses filtrantes s’opposent au passage de l’eau.
1- Tester l’hypothèse du passe paroi en enlevant toutes les masses filtrantes et regarder à quel débit le filtre déborde. S’il ne déborde pas au réglage 2, cela vient des masses filtrantes. s’il déborde au réglage 2, soit augmenter la hauteur des bords du filtre au dessus du passe paroi pour créer la pression nécessaire à l’écoulement gravitaire pour le débit imposé, soit augmenter le diamètre du passe paroi.
2 – Si le problème vient des masses filtrantes, en retirer ou augmenter la taille du filtre, et/ou augmenter les bords du filtre au dessus du passe paroi.
bonjour,
tu nous donne des perte de charge, mais nous ne savons pas ou les trouver, ni comment les calculer.
Aurais tu des conseil pour apprendre a les calculer ?
Bonjour,
Les formules de calcul sont difficiles à maîtriser. Mieux vaut passer par des abaques pour les pertes de charges linéaires et par des tableaux de longueurs équivalentes pour les pertes de charges singulières. Parmi de nombreuses ressources, voir http://jean.david.delord.free.fr/Dossier_ressource/maintenance/s6/mecanique_fluide/mecanique_des_fluides.pdf pages 14, 15 et 16.
Bonjour Jean-Claude,
Vu ce que vous décrivez dans l’article ci-dessus, il faut prévoir un certain renouvellement de l’eau par heure, donc je me pose des questions sur le débit
Le débit des pompes est connu, mais une partie du circuit se fait simplement par débordement et sans pression.
Je voudrais donc savoir quelle section de tuyau je dois prévoir pour l’écoulement par gravité (débordement) entre mon bac de culture (DWC) et le puits avec la pompe.
j’essaie de faire le design d’un système avec un bassin de 1000L et un bac DWC de 500L
Merci
Vincent
Bonjour Vincent,
Le débit maximal d’un tuyau (en m3/h) fonctionnant par surverse peut grossièrement être approché en multipliant la section du tuyau (en m2) par la vitesse de l’eau (en m/s) et par 3600 secondes.
La vitesse de l’eau (en m/s) peut être approchée par 0.9 x racine carrée de 20 fois la différence de niveau (en m) entre point haut du tuyau et point bas, diminuée des pertes de charges (en m) notamment pour les différents coudes et longueur du tuyau. Il faut comprendre qu’en absence de différence de niveau, v=0. A prendre en compte dans le positionnement des filtres et du bac tampon pour avoir un débit suffisant. Sinon c’est le niveau d’eau qui monte pour créer cette différence avec risque de débordement.
Ex.: Tuyau de 34 mm de diamètre interne
hauteur de 0.4 m et pertes de charges de 0.30 pour 4 coudes et 6 m de tuyau v= 0.9 x racine carrée(20*(0.4-0.3)) =1.4 m/s
Surface = 0.0009 m2 Débit = 0.0009 x 1.4 x 3600 = 4.5 m3/h
Ex.: Tuyau de 44 mm de diamètre interne
hauteur de 0.4 m et pertes de charges de 0.20 pour 4 coudes et 6 m de tuyau v= 0.9 x racine carrée(20*(0.4-0.2)) =1.8 m/s
Surface = 0.0015 m2 Débit = 0.0015 x 1.8 x 3600 = 9.7 m3/h
Personnellement j’ai utilisé du 34 intérieur. Si c’était à refaire je prendrai du 44 intérieur. Qui peut le plus peut le moins!
Bien cordialement
Jean-Claude
Bonjour,
Mon arrivé est en 32mm, mon départ gravitaire en 63mm, débit env 3m3/h
Bonjour
comment peut-on calculer le débit max d’un tuyaux?
Merci
Vincent
Bonjour,
Répondre à cette question dans l’absolu est très complexe et je n’ai pas les compétences requises. Pour un premier éclairage voir la discussion suivante
Toutefois en précisnat les objectifs et le contexte de la question, je peut peut-être vous aider.