Les pompes solaires

Une pompe solaire est un équipement de pompage alimenté par l'énergie solaire. Il faut distinguer deux mondes : les petites pompes d'agrément, fontaines et cascades de jardin, et le pompage solaire proprement dit, qui répond à des besoins vitaux.

Le pompage solaire, un usage décisif

Dans les zones à fort ensoleillement disposant de ressources en eau souterraines, notamment en Afrique sahélienne, le pompage solaire permet d'alimenter en eau des villages sans accès à l'électricité ni aux combustibles. Il remplace des groupes électrogènes diesel dont le carburant est coûteux, la maintenance difficile et l'approvisionnement incertain.

C'est l'une des applications où l'énergie solaire a l'impact le plus direct et le mieux documenté : accès à l'eau potable, irrigation, abreuvement du bétail, et réduction du temps consacré à la corvée d'eau, un temps qui pèse principalement sur les femmes et les enfants.

Le principe du fil du soleil

La particularité de ces installations est qu'elles fonctionnent le plus souvent sans batteries. Les panneaux alimentent directement la pompe, qui tourne quand le soleil brille et s'arrête la nuit. L'eau est stockée dans un réservoir surélevé, qui remplace la batterie.

C'est une idée simple et remarquablement efficace : stocker de l'eau coûte bien moins cher que stocker de l'électricité, ne se dégrade pas avec les cycles, et ne demande aucun remplacement au bout de quelques années. C'est ce qui rend ces installations durables dans des contextes où la maintenance est difficile.

Les types de pompes

La pompe immergée, descendue dans le forage ou le puits, est la solution la plus courante pour les grandes profondeurs. La pompe de surface, installée à côté du point d'eau, convient aux faibles hauteurs d'aspiration, quelques mètres au maximum, limite physique et non commerciale.

Les technologies diffèrent également : pompe centrifuge, adaptée aux gros débits et aux faibles hauteurs, ou pompe volumétrique, qui monte haut avec un débit modeste et démarre sous faible ensoleillement.

Le dimensionnement

Il repose sur trois données. Le besoin quotidien en eau, en mètres cubes. La hauteur manométrique totale, qui additionne la profondeur du niveau dynamique de l'eau, la hauteur du réservoir et les pertes de charge dans les canalisations. Et l'ensoleillement du site au mois le plus défavorable.

Le produit du débit par la hauteur donne l'énergie hydraulique nécessaire, à laquelle on applique le rendement de la pompe et du variateur pour obtenir la puissance photovoltaïque à installer.

Deux erreurs reviennent. Dimensionner sur la moyenne annuelle plutôt que sur le mois le plus défavorable, ce qui conduit à des manques saisonniers. Et sous-estimer le rabattement de la nappe : le niveau baisse pendant le pompage, et la hauteur réelle dépasse la profondeur mesurée à l'arrêt.

Les protections indispensables

Une sonde de niveau bas dans le forage, qui coupe la pompe avant qu'elle ne tourne à sec, c'est la première cause de destruction. Un interrupteur de niveau haut dans le réservoir, qui évite le débordement. Et une protection contre les surtensions, les sites isolés étant particulièrement exposés à la foudre.

Au jardin

Les petites pompes solaires d'agrément fonctionnent selon le même principe en beaucoup plus simple : un panneau, une pompe, et de l'eau qui circule quand le soleil donne. Elles animent une fontaine, une cascade ou un petit bassin sans aucun raccordement électrique.

Leurs limites sont à connaître : elles s'arrêtent dès qu'un nuage passe, sauf sur les modèles à petite batterie tampon, et leur débit est modeste. Pour un bassin peuplé de poissons, une filtration continue est nécessaire, ce qu'une pompe au fil du soleil ne garantit pas, il faut alors un modèle avec accumulateur ou une alimentation secteur.

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