Pompes et compresseurs

Les pompes et les compresseurs sont les « cœurs » des installations pétrolières : ils font circuler la boue de forage, remontent le brut des puits, transfèrent le pétrole des stations de collecte du bassin d’Agadem vers les centres de traitement, alimentent les unités de la raffinerie SORAZ de Zinder et maintiennent la pression dans le pipeline d’exportation Niger–Bénin (WAPCO). Les compresseurs, eux, valorisent le gaz associé (gas-lift, réinjection, gaz combustible) et alimentent les réseaux d’air instrument. Ce cours de semestre 4 donne au futur technicien supérieur les bases pour comprendre, choisir, exploiter et entretenir ces machines : lois hydrauliques, courbes caractéristiques, cavitation, machines volumétriques, compression des gaz, maintenance préventive et dépannage. Les calculs sont conduits en unités SI et en unités de champ (bbl, psi, gpm).

Objectifs d’apprentissage

• Calculer la hauteur manométrique, la puissance hydraulique et la puissance absorbée d’une pompe.
• Lire une courbe caractéristique, déterminer un point de fonctionnement et appliquer les lois de similitude.
• Évaluer le risque de cavitation par le calcul du NPSH disponible.
• Décrire et dimensionner sommairement les pompes volumétriques (pompe à boue triplex, pompes rotatives).
• Expliquer la compression étagée des gaz et estimer taux de compression, température de refoulement et puissance.
• Organiser la maintenance préventive et conduire un diagnostic de panne méthodique.

Prérequis

Mécanique des fluides (pression, débit, équation de Bernoulli, pertes de charge), thermodynamique de base (gaz parfait, transformations adiabatiques), notions d’électrotechnique (moteurs).

Plan du cours

1. Leçon 1 — Notions hydrauliques de base et classification des pompes
2. Leçon 2 — Pompes centrifuges : courbes, point de fonctionnement et cavitation
3. Leçon 3 — Pompes volumétriques et compresseurs à gaz
4. Leçon 4 — Maintenance préventive, surveillance et dépannage

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 30 h de cours magistral (CM), 10 h de travaux dirigés (TD), 0 h de TP, 40 h de travail personnel (TPE) ; 4 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD notés, quiz en ligne, devoir surveillé) comptant pour 40 % et examen terminal écrit (60 %) comportant des exercices de calcul et une étude de cas de dépannage.

Bibliographie

• Bloch H. P., Budris A. R., Pump User’s Handbook: Life Extension, Fairmont Press.
• Karassik I. J. et al., Pump Handbook, McGraw-Hill.
• Gülich J. F., Centrifugal Pumps, Springer.
• Brown R. N., Compressors: Selection and Sizing, Gulf Professional Publishing.
• Normes API 610 (pompes centrifuges), API 674/675 (pompes volumétriques), API 617/618 (compresseurs), API 682 (garnitures mécaniques).