Optimisation de la configuration d'une bâche de pompage contrainte dès l'avant-projet grâce à la CFD
Dans le cadre d’une étude de modernisation d’un bassin menée avec SAFEGE au stade de l’avant-projet, 3D EAU a réalisé une modélisation 3D détaillée d’une bâche de pompage à la géométrie très contrainte, pour qualifier les conditions d’aspiration et anticiper les risques de dysfonctionnement.
& modélisation 3D
Qualifier les conditions d’aspiration et anticiper les risques de dysfonctionnement.
Menée avec SAFEGE dans le cadre d'une modernisation de bassin, l'étude porte sur une bâche de pompage dont la géométrie laisse peu de marge de manœuvre. 3D EAU a modélisé l'ouvrage en 3D afin d'évaluer, pour la configuration projetée, trois critères hydrauliques déterminants pour la fiabilité des équipements.
- Bonne homogénéité des vitesses à l'aspiration de la pompe
- Pré-rotation limitée
- Risque réduit de formation de vortex
Comparer l'ouvrage d'origine à une variante optimisée
Configuration initiale
Géométrie d'origine de la bâche, incluant les marches situées en amont de l'aspiration.
Variante avec mur brise-charge
Ajout d'un mur brise-charge positionné en amont direct de l'aspiration.
Un jet descendant à l'origine d'un déséquilibre marqué
La modélisation met en évidence des écoulements fortement influencés par la géométrie de la bâche, en particulier les marches en amont, qui génèrent un jet descendant à l'entrée de l'ouvrage.
Concrètement, une partie de la tulipe est sous-alimentée, tandis que d’autres zones présentent des survitesses. Ce type de déséquilibre peut impacter directement le rendement et la durabilité des équipements.
Une aspiration plus homogène, mais des vortex de fond persistants
L’ajout d’un mur brise-charge en amont direct de la pompe casse efficacement le jet entrant et améliore nettement l’uniformité des vitesses à l’aspiration.
Toutefois, les simulations 3D révèlent que cette modification concentre les lignes de courant vers le radier de la bâche. Compte tenu de la faible longueur utile et de l’environnement contraint de la bâche, ces structures persistent et génèrent des vortex de fond, identifiés via la méthode du Q-criterion .
PISTES D'OPTIMISATION
Pour la phase EXE du projet
- Prolonger le mur brise-charge jusqu'au radier pour limiter la concentration des écoulements
- Optimiser les dimensions du cône anti-vortex pour déstructurer les tourbillons de fond
- Intégrer une crépine d'aspiration
Une modélisation 3D utile dès l'avant-projet
Même au stade de l’avant-projet, avant même le choix définitif du modèle de pompe, la modélisation 3D s’avère très utile pour analyser les écoulements dans un environnement très contraint comme une bâche de pompage. Elle permet d’identifier précisément les causes de dysfonctionnements potentiels afin de proposer des optimisations concrètes pour fiabiliser le projet.
Parlons de votre problématique hydraulique.
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