Cavitation dans les pompes à eau

Causes, effets, évitement de dommages

Informations concernant le diagnostic

Le boîtier de pompe est-il cassé ? Y-a-t-il des pertes de pression et des bruits ? Mais quel est le rapport avec le système de refroidissement du véhicule ? Le liquide de refroidissement utilisé est-il peut-être erroné ? Si le boîtier de la pompe à eau a des trous, une cavitation peut en être la cause. La cavitation occasionne des dommages causés par ce que l'on appelle des bulles de cavitation qui, sous l'effet de la pression, entraînent la formation de trous sur la surface. Lors de la cavitation, également appelée cavitation vaporeuse, de la vapeur se forme à partir du liquide environnant dans les cavités de la pompe à eau.

L'implosion des bulles de cavitation et la pression extérieure en résultant, appelée pression de vapeur, provoquent l'effondrement de ces cavités, ce qui entraîne des dommages sur la pompe. Cet article décrit en détail comment une cavitation peut se produire, quels sont ses effets sur le système de refroidissement et comment elle peut surcharger le moteur.

Des trous peuvent apparaître sur le boîtier des pompes à eau par cavitation et celles-ci peuvent ainsi perdre leur étanchéité. Les turbines de pompe métalliques peuvent être affaiblies par la cavitation au point de casser. La cavitation n'est souvent constatée qu'après le démontage de la pompe à eau.
La cavitation peut également être un indice révélateur d'un montage de la pompe à eau n'ayant pas fait l'objet d'une attention suffisante.

Les causes de la cavitation sont les suivantes :

Défauts d'entretien
États de fonctionnement défavorables
Dysfonctionnements du système de refroidissement
Liquide de refroidissement erroné

Origine de la cavitation

Lorsque les liquides atteignent leur point d'ébullition, il se forme de petites bulles de vapeur qui implosent brusquement. Durant cette implosion, une microbuse caractéristique se forme au centre des bulles. Dans la microbuse, le liquide subit une accélération extrême. Des pics de pression pouvant atteindre 10 000 bars et des vitesses de 400 km/h exercent une action ponctuelle sur la surface des composants. De minuscules particules métalliques sont alors arrachées mécaniquement de la surface des composants. Lorsque la cavitation se reproduit toujours au même endroit, des trous ou des cavités de plus en plus profonds se forment avec le temps.

Des bulles de vapeur se forment lorsqu'un liquide atteint son point d'ébullition. Ceci dépend de trois paramètres :

Le point d'ébullition du liquide.
La pression dans le liquide.
La température du liquide.

Ces trois paramètres s'influencent mutuellement. Les raisons pour lesquelles le point d'ébullition peut être atteint dans un circuit de refroidissement du moteur sont indiquées ci-après. Ce sont souvent plusieurs raisons qui font que le point d'ébullition est atteint et qu'il se produit une cavitation.

Point d'ébullition atteint en raison d'une pression d'admission trop basse dans le système de refroidissement

Système de refroidissement non étanche.
Couvercle du radiateur défectueux ou erroné - pression d'ouverture de la valve de surpression incorrecte.
Température de service trop basse du moteur - fonctionnement du moteur sans thermostat ou température d'ouverture du thermostat trop basse.
Fonctionnement du moteur en haute montagne - la pression ambiante inférieure influence également la pression d'admission du système de refroidissement.

Point d'ébullition atteint suite à des déplacements rapides de liquides et d'objets

Zones de dépression locales sur des composants dues à des oscillations des composants.
Zones de dépression locales dues à des déplacements rapides de composants dans les liquides, en particulier dans le cas des turbines de pompes et des hélices.
Vitesses d'écoulement élevées de liquides associées à une forte modification du sens d'écoulement ou à son inversion. Si la vitesse d'écoulement est telle que la pression statique chute en-deçà de la pression d'évaporation du liquide, des bulles de vapeur se forment.

Point d'ébullition trop bas du liquide de refroidissement

Utilisation d'eau normale sans addition de réfrigérant.
Liquide de refroidissement inapproprié (concentration de liquide trop basse, liquide de refroidissement trop vieux).

Point d'ébullition atteint en raison d'une température excessive des composants

En cas de surcharge du moteur ou d'anomalies dans le déroulement de la combustion, la chaleur produite est plus importante que prévu. Un système de refroidissement fonctionnant mal en raison, par ex., d'un manque de liquide de refroidissement, d'un radiateur bouché, d'un encrassement sur la face extérieure du radiateur, de viscocoupleurs défectueux, de courroies d'entraînement usées, d'une panne du ventilateur de refroidissement électrique, etc.

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