8 élèves-ingénieurs contribuent à améliorer la performance énergétique d’une pompe de relevage de condensats

Comment améliorer les performances énergétiques d’une pompe de relevage de condensats ? Le groupe industriel Sauermann a souhaité approfondir cette question en confiant l'étude numérique de l’écoulement d’eau au passage d’une pompe centrifuge à une équipe d'élèves-ingénieurs ECAM Lyon encadrée par un enseignant-chercheur du Pôle Énergétique. Cette étude a été réalisée par des binômes d'élèves qui se sont relayés durant quatre semestres consécutifs dans le cadre de leur Projet R&D de dernière année (PRD).

Répondre à une problématique réelle d’entreprise

Depuis plus de 40 ans, le groupe Sauermann conçoit, fabrique et commercialise des produits et des services dédiés aux marchés du chauffage, de la ventilation et de la climatisation. Forte de 20 brevets déposés, l’entreprise est convaincue que l’innovation est une nécessité pour que le groupe reste leader et compétitif  dans un marché très concurrentiel. Cette volonté d’innovation s’est concrétisée par une collaboration avec ECAM Lyon, dans le cadre de projets R&D de dernière année de la formation ECAM Arts et Métiers (PRD), collaboration initiée par l’Institut Carnot Ingéniérie@Lyon dont le rôle est de développer des partenariats de recherche entre laboratoires publics et acteurs socio-économiques.

Utilisation d’une approche numérique

Depuis plusieurs décennies les pompes de relevage de condensats Sauermann permettent de détecter et évacuer la condensation des installations de chauffage, climatisation, ou réfrigération. Pour continuer à améliorer leur efficacité énergétique, l'entreprise envisage une amélioration de la qualité de l’écoulement au sein de la pompe. Cela repose sur la connaissance du comportement hydraulique de certains paramètres difficilement accessibles par voie expérimentale, aussi c'est l’approche numérique en mécanique des fluides, - méthode CFD pour Computational Fluid Dynamics-, qui a été retenue pour mener cette étude.

« La première étape de l’étude a consisté, pour un premier binôme d’élèves, à définir le modèle numérique afin que la physique qui se trouve dans les pompes de nos collaborateurs soit représentée au mieux. Les prévisions numériques ont ensuite été comparées à des relevés expérimentaux. Ceux-ci étant très proches,  nous avons pu étudier ensuite avec confiance l’influence de certains paramètres géométriques de la pompe sur la charge hydraulique qu’elle délivre à l’écoulement. » – Yann Marchesse, enseignant-chercheur au Pôle Énergétique d’ECAM Lyon.

Une fois le modèle numérique défini et validé, deux autres binômes d’élèves se sont intéressés à l’impact de la modification de certains paramètres géométriques de la pompe sur l’énergie qu’elle délivre. Cette étape a été réalisée conjointement à une étude bibliographique et a nécessité une analyse fine de l’écoulement interne à la pompe. Enfin, un dernier binôme a étudié la capacité de logiciels similaires, mais distribués sous licence libre et open source, à prévoir correctement les écoulements au sein des pompes Sauermann afin d’assurer la maitrise de la méthode au sein même de l’entreprise.

[caption id="attachment_12968" align="aligncenter" width="700"] Simulation de l’écoulement au passage des aubes de la pompe de relevage de condensat[/caption]

Une véritable expérience professionnelle

Travaillant sur une problématique réelle et en lien régulier avec le partenaire industriel, les élèves-ingénieurs renforcent leur autonomie et leurs compétences en gestion de projet. Cahier des charges à respecter, points d'étapes réguliers à organiser et formalisation aboutie des résultats pour qu'un transfert à une autre équipe soit possible : le PRD est une véritable mise en situation professionnelle pour les élèves-ingénieurs.

Une entreprise satisfaite

Même si un PRD est confié à des élèves-ingénieurs, l’entreprise partenaire attend des propositions concrètes. Cela a été le cas pour l'étude confiée à ces huit élèves-ingénieurs et le groupe Sauermman, pleinement satisfait de cette collaboration, a d'ores et déjà proposé un nouveau sujet de PRD pour la prochaine promotion.

« Les conclusions de l’étude menée par les élèves-ingénieurs d'ECAM LYON ont permis une optimisation du système hydraulique de notre nouvelle pompe, améliorant ainsi le rendement du moteur tout en offrant de meilleures performances par rapport à la génération précédente. Ce nouveau produit est assemblé en France mais aussi dans notre nouvelle usine aux USA pour être vendu ensuite dans le monde entier... Une belle réussite ! » Olivier de Gea, technicien R&D, Sauermann