Chapitre 6 – Transport de masse et de volume par un fluide | Terminale Bac Pro (Grpt 1) | Physique – Mécanique des fluides | ⏱ 40 min
Dernière mise à jour : 15 juin 2026
🖥️ Pour visualiser : ouvre la simulation Pompe de circulation — fais varier le débit et la hauteur manométrique et observe la puissance absorbée et la consommation annuelle.
⚠️ Notion anticipée — hors du strict programme du chapitre 6.
Cette activité prolonge la leçon sur le débit en introduisant la notion de HMT (hauteur manométrique) et de point de fonctionnement pompe/circuit. Ces notions ne sont pas explicitement dans le chapitre 6 (programme officiel PC Term Pro Gpt 1) — elles relèvent plutôt du chapitre 7 (pression dans un fluide en mouvement) ou du référentiel professionnel ICCER. À utiliser comme activité-pont entre ch06 et ch07, ou en co-intervention avec l'enseignement professionnel.
Lucas, technicien chauffagiste chez un installateur, doit choisir une pompe de bouclage ECS pour une maison individuelle de 180 m². Le bouclage permet de maintenir une circulation d'eau chaude en permanence dans le réseau, pour éviter d'attendre 30 secondes au robinet le matin.
Rappel : la HMT (hauteur manométrique totale) représente la « force » que la pompe doit fournir pour faire circuler le fluide. Elle s'exprime en mètres de colonne d'eau (mCE). 1 mCE ≈ 0,1 bar.
Le commercial Wilo a transmis trois fiches techniques.
Une courbe caractéristique de pompe montre la relation HMT (hauteur que la pompe peut fournir) en fonction du débit. Plus on demande de débit, moins la HMT est élevée — la courbe est décroissante.
Compléter le tableau récapitulatif :
| Pompe | Q max (m³/h) | HMT max (mCE) | Puissance (W) | Prix (€) |
|---|---|---|---|---|
| A — Star-Z 15 | …… | …… | …… | …… |
| B — Star-Z 25/2 | …… | …… | …… | …… |
| C — Star-Z 30/7 | …… | …… | …… | …… |
| Pompe | Q max (m³/h) | HMT max (mCE) | Puissance (W) | Prix (€) |
|---|---|---|---|---|
| A — Star-Z 15 | 0,9 | 1,3 | 15 | 185 |
| B — Star-Z 25/2 | 2,5 | 2,2 | 80 | 320 |
| C — Star-Z 30/7 | 4,5 | 7,0 | 180 | 540 |
La pompe A peut-elle fournir le débit besoin (0,30 m³/h) tout en assurant la HMT besoin (1,5 mCE) ? Justifier en lisant le graphique.
Non, la pompe A ne convient pas.
Sur la courbe verte (pompe A), à Q = 0,30 m³/h, on lit HMT ≈ 1,1 mCE. Or le circuit demande 1,5 mCE. La pompe A ne peut pas fournir suffisamment de hauteur manométrique : elle « calera » à un débit plus faible, sans assurer le bouclage correct.
Plus globalement, la HMT max de la pompe A (1,3 mCE) est inférieure à la HMT besoin (1,5 mCE) : impossible de répondre au cahier des charges, quel que soit le débit.
Le point de fonctionnement est l'intersection entre la courbe de la pompe et la courbe résistance du circuit (en pointillés rouges).
Lire sur le graphique le point de fonctionnement de la pompe B (couleur bleue) et compléter :
L'intersection se situe à environ Q ≈ 0,34 m³/h et HMT ≈ 1,9 mCE (point bleu sur le graphique).
Attention à la nuance importante :
Ici, la pompe B fournit légèrement plus que le besoin : +13 % de débit, +27 % de pression. C'est acceptable et même favorable : on a une petite marge de sécurité (utile si le circuit s'encrasse avec le temps et que les pertes de charge augmentent). Tant que le PF réel reste proche du besoin, la pompe est bien dimensionnée.
Une pompe ne passe presque jamais exactement par le point besoin théorique : on accepte une tolérance de l'ordre de ±20 %.
Lucas se dit : « Plus puissant = mieux, je prends la pompe C par sécurité. » Critique cette idée.
Indiquer où se situerait approximativement le point de fonctionnement avec la pompe C, et ce que cela impliquerait pour l'installation.
Avec la pompe C, le point de fonctionnement réel (point violet sur le graphique) se situe à environ (0,60 m³/h ; 6,0 mCE) — soit le double du débit souhaité et 4 fois la pression nécessaire. Ce surdimensionnement aurait plusieurs conséquences négatives :
Conclusion : « plus puissant ≠ mieux ». En pompage, on choisit la pompe qui passe au plus près du point besoin, en zone optimale de fonctionnement.
La pompe fonctionne 24 h/24 toute l'année. Calculer pour la pompe B et la pompe C :
Aide : 1 an = 8 760 heures.
Pompe B (80 W) :
Pompe C (180 W) :
Surcoût annuel pompe C vs pompe B : 315 − 140 = 175 €/an. Sur 10 ans : 1 750 € (sans compter l'inflation du prix de l'électricité). C'est plus que le prix d'achat de la pompe elle-même !
Rédiger en 5–6 lignes la recommandation à présenter à Lucas, en indiquant :
La pompe recommandée pour ce circuit de bouclage ECS est la Wilo Star-Z 25/2 (pompe B). Sa courbe caractéristique passe par le point besoin du circuit (0,30 m³/h ; 1,5 mCE), ce qui assure un fonctionnement précis et stable. La pompe A (Star-Z 15) est trop faible : sa HMT max (1,3 mCE) est inférieure aux 1,5 mCE requis. La pompe C (Star-Z 30/7) est très surdimensionnée : son surcoût d'achat (+220 €) et surtout sa consommation électrique double (315 €/an au lieu de 140 €/an) pénalisent fortement l'installation, sans bénéfice technique. La pompe B représente l'optimum technique et économique. Investissement initial : 320 € + ~140 €/an d'électricité.