Que sont les pompes api 610 process pétrolier et chimique ?
Les pompes centrifuges API Standard 610 (Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries, 12e édition 2021) constituent la norme de référence mondiale pour les pompes process raffinage, pétrochimie, oil & gas, GPL. Elle définit 19 types de pompes en 3 grandes familles selon configuration. Pompes à roue en porte-à-faux OH (Overhung) : OH1 (axe horizontal monobloc, applications utilités), OH2 (axe horizontal sur socle, raffinage process standard), OH3 (axe vertical immergé), OH4 (axe vertical magnétique), OH5 et OH6 (haute pression). Pompes à axe entre paliers BB (Between Bearings) : BB1 (monoetage entre paliers axiale axiale), BB2 (monoetage radial radial), BB3 (multietage axial split), BB5 (multietage barrel haute pression jusqu'à 350 bar applications hydrocraquage). Pompes verticales suspendues VS (Vertically Suspended) : VS1 (turbine puits diffuseur), VS4 (avec rebouilleur), VS6 (double enveloppe), VS7 (immergeree en fosse).
En France, quatre fabricants principaux produisent ou commercialisent des pompes API 610. Sulzer Pompes France (filiale du groupe Sulzer Suisse, site Buchelay 78 Yvelines, 350 salariés, CA 100 millions d'euros par an, ex-Hydromecanique groupe Schlumberger intégré Sulzer en 2000) fabrique pompes BB et OH pour raffinage TotalEnergies et ExxonMobil. Sundyne France Industries Dijon 21 (Cote-d'Or, 200 salariés, spécialiste pompes haute pression API 610 OH6 à axe vertical avec multiplicateur intégré, applications hydrocraquage et compression). Flowserve France (filiale Flowserve US, site Liverdun 54 Meurthe-et-Moselle, 180 salariés) fabrique pompes BB3 et BB5 pour services lourds. KSB France (filiale KSB Allemagne, site Chateauroux 36 Indre, 400 salariés, CA 150 millions d'euros par an) commercialise gamme complète BB-OH-VS et fabrique localement pompes utilités. ITT Goulds Pumps France (filiale ITT Corp US, bureaux Paris) complète le panorama. La concurrence européenne vient de Ruhrpumpen (Allemagne), Hayward Tyler (UK), HMS (Russie).
Spécifications techniques et procédés de production
Principaux types de pompes API 610 fabriquées ou commercialisées en France :
Familles de produits et caractéristiques
| Type API 610 | Configuration | Application typique | Fabricant français |
|---|---|---|---|
| OH2 horizontal sur socle | Roue porte-à-faux, monoetage | Process géneral raffinage | Sulzer Buchelay 78, KSB Chateauroux 36 |
| OH6 vertical haute pression | Multiplicateur intégré, 50-150 bar | Hydrocraquage, transfert haute pression | Sundyne Dijon 21 (spécialiste mondial) |
| BB1 monoetage entre paliers | Aspiration axiale, refoulement axial | Brut, naphta, kerosene grand débit | Sulzer Buchelay 78, Flowserve Liverdun 54 |
| BB3 multietage axial split | 5-15 étages, plan horizontal | Eau alimentation chaudière | Flowserve Liverdun 54, KSB Chateauroux 36 |
| BB5 multietage barrel | Barrel forgé, pression jusqu'à 350 bar | Injection eau gisement, hydrocraquage | Flowserve Liverdun 54, Sulzer |
| VS6 verticale double enveloppe | Immergée en fosse, hydrocarbures | Stockage hydrocarbures puits | Sulzer Buchelay 78, ITT Goulds |
Grades et conditionnements commerciaux
- Pompe OH2 Sulzer Pompes Buchelay 78 : configuration horizontale roue porte-à-faux monoetage, débit 50-3 000 m3/h, hauteur 50-300 m, puissance 30-1 500 kW, matériaux selon NACE MR0175 (acier carbone, inox 316L, duplex), applications process raffinage standard.
- Pompe OH6 Sundyne Dijon 21 (spécialiste mondial) : configuration verticale haute pression avec multiplicateur intégré (rapport 1:5 à 1:50), débit 5-300 m3/h, hauteur 200-2 000 m, pression service 50-150 bar, applications hydrocraquage et compression process.
- Pompe BB1 monoetage entre paliers : débit 500-10 000 m3/h, hauteur 50-200 m, puissance 100-5 000 kW, aspiration axiale + refoulement axial, applications transfert brut, naphta, kerosene grand débit raffineries Gonfreville 76 et Donges 44.
- Pompe BB5 multietage barrel Flowserve Liverdun 54 : barrel forgé acier 1.25Cr-0.5Mo, 5-12 étages, pression service jusqu'à 350 bar, débit 50-1 500 m3/h, applications injection eau gisement offshore et hydrocraquage raffinage Lavéra 13.
- Pompe VS6 verticale double enveloppe Sulzer : immergée en fosse profondeur 3-8 m, double enveloppe pour contenement secondaire fuites, débit 20-500 m3/h, applications stockage hydrocarbures puits dépôts et raffineries.
Normes et réglementations
Référentiels normatifs applicables aux pompes API 610 process pétrolier :
- API Standard 610 (12e édition 2021) : Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries - référence mondiale.
- API Standard 682 : Pumps Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps - garnitures mécaniques double avec systèmes Plan 11, 13, 21, 32, 52, 53.
- API Standard 614 : Lubrication, Shaft-Sealing and Control-Oil Systems and Auxiliaries - systèmes huile lubrification et garnitures.
- API Standard 686 : Recommended Practices for Machinery Installation and Installation Design - bonnes pratiques installation pompes et compresseurs.
- NACE MR0175 / ISO 15156 : Materials for Use in H2S-Containing Environments in Oil and Gas Production - choix matériaux services sulfurés.
- ATEX 2014/34/UE : Equipements pour atmosphères explosives, marquage CE Ex zone 1 ou 2 pour pompes en zone process raffinerie.
Procédés industriels détaillés
Étapes de fabrication d'une pompe centrifuge API 610 :
Conception hydraulique CFD
Conception hydraulique par CFD Computational Fluid Dynamics (Sulzer Buchelay 78 ou Sundyne Dijon 21 R&D) : dimensionnement roue, volute ou diffuseur, NPSH Net Positive Suction Head requis, courbe débit-hauteur.
Approvisionnement matériaux
Approvisionnement corps en fonte ductile A395 ou acier moulé A216 WCB pour utilités, acier inox 316L ou duplex CD3MWCuN pour services corrosifs, alliages Inconel pour H2S, conformes NACE MR0175.
Usinage haute precision
Usinage haute precision (Sulzer Buchelay 78 ou KSB Chateauroux 36) : tours et fraiseuses CNC 5 axes pour corps de pompe, équilibrage dynamique des roues (qualité G6.3 ou meilleur), portees d'arbre tolérances IT5.
Assemblage et garniture
Assemblage roue + arbre + corps + paliers + garniture mécanique double API 682 (Plan 53 avec barrier fluid pressurisé à 2 bar au-dessus pression pompe), alignement laser de précision.
Tests performance et NPSH
Tests performance hydraulique selon API 610 et ISO 9906 Grade 1B sur banc d'essais avec eau : courbe débit-hauteur, rendement, puissance absorbée, NPSH3 requis, mesures vibration < 3 mm/s RMS.
Livraison et commissioning
Livraison sur site raffinerie ou plateforme offshore avec rapport tests, installation par equipe spécialisée, alignement laser pompe-moteur, commissioning avec ramp-up progressif puissance et vérification vibrations.
Le marché français
Le marché mondial des pompes process API 610 représente 7 à 9 milliards de dollars par an en 2024 (raffinage 40 pourcent, oil & gas offshore 25 pourcent, pétrochimie 20 pourcent, eau industrielle et autres 15 pourcent). Les leaders mondiaux sont Sulzer (Suisse, CA pompes 1,8 milliard d'euros par an), Flowserve (US, CA 4 milliards de dollars par an dont pompes 2,5 milliards), ITT Goulds Pumps (US), KSB (Allemagne, 2,5 milliards d'euros par an), Sundyne (US, spécialiste haute pression). En France, l'industrie pompes API représente environ 2 000 emplois directs répartis sur quatre sites industriels principaux : Sulzer Buchelay 78 (350 salariés), KSB Chateauroux 36 (400 salariés), Sundyne Dijon 21 (200 salariés), Flowserve Liverdun 54 (180 salariés).
La demande française en pompes API 610 est tirée par les revamps de raffineries existantes (TotalEnergies Gonfreville 76, Donges 44, Feyzin 69 et ExxonMobil Port-Jérôme 76 modernisent leurs trains de pompes vieillissants tous les 15-20 ans), les conversions vers bioraffineries (TotalEnergies La Mède 13 HVO et SAF nécessitent pompes adaptées aux nouveaux fluides triglycérides), et l'export EPC vers projets internationaux pilotés par Saipem et TechnipFMC France. Le segment haute pression OH6 et BB5 (hydrocraquage et injection eau gisement offshore) est en forte croissance avec relance projets gaz Moyen-Orient et Brésil pre-sel.
Sulzer investit 30 millions d'euros entre 2023 et 2027 sur le site Buchelay 78 pour automatisation usinage CNC et nouvelles cellules d'assemblage robotisées. Sundyne Dijon 21 (racheté par fonds AEA Investors US en 2018) développe pompes adaptées hydrogène vert (haute pression jusqu'à 700 bar pour stations-service H2) avec 20 millions d'euros investis 2024-2026. KSB Chateauroux 36 modernise sa ligne de production pompes utilités. Flowserve Liverdun 54 développe gamme BB5 barrel pour CCS Carbon Capture Storage (compression CO2 supercritique 150 bar). France 2030 alloue 200 millions d'euros aux équipements rotating machinery (pompes, compresseurs, turbines) pour transition énergétique industrielle.
Applications et débouchés industriels
Programmes publics soutenant la filière française pompes process :
- France 2030 décarbonation industrie (1,2 milliard d'euros) : volet machines tournantes haute efficience énergétique pompes et compresseurs.
- Plan Hydrogène France 2030 (9 milliards d'euros) : besoin pompes haute pression jusqu'à 700 bar pour stations-service H2 et compression process.
- Programme CCS Northern Lights et Pycasso : pompes BB5 barrel pour compression CO2 supercritique 150 bar transport stockage offshore.
- Plan SAF Sustainable Aviation Fuel : modernisation pompes bioraffineries TotalEnergies La Mède 13 et Donges 44 pour fluides triglycérides.
- Programme PIA4 Bpifrance : 100 millions d'euros équipements process haute performance (pompes API, compresseurs, turbines).
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'une pompe API 610 ?
Une pompe API 610 est une pompe centrifuge process conforme à la norme API Standard 610 (12e édition 2021, American Petroleum Institute), référence mondiale pour pompes raffinage, pétrochimie et oil and gas. La norme définit 19 types de pompes en 3 familles selon configuration : OH (Overhung roue porte-à-faux, 6 sous-types OH1-OH6), BB (Between Bearings entre paliers, 5 sous-types BB1-BB5) et VS (Vertically Suspended verticales suspendues, 7 sous-types VS1-VS7). Les exigences API 610 sont strictes : duree de vie 20+ ans, fonctionnement continu 8 000+ heures par an, vibrations inferieures à 3 mm/s RMS, garniture mécanique double conforme API 682, matériaux selon NACE MR0175 pour services H2S, certification ATEX zone explosive. Une pompe API 610 coûte 3-10 fois plus cher qu'une pompe utilité ISO 5199 standard.
Qui fabrique les pompes API 610 en France ?
Quatre fabricants principaux produisent ou commercialisent des pompes API 610 en France. Sulzer Pompes France Buchelay 78 (Yvelines, filiale du groupe suisse Sulzer, 350 salariés, ex-Hydromecanique groupe Schlumberger intégré en 2000) fabrique gamme complète BB et OH pour raffinage TotalEnergies et ExxonMobil France. Sundyne France Industries Dijon 21 (Cote-d'Or, 200 salariés, filiale Sundyne US rachetée fonds AEA en 2018) est spécialiste mondial des pompes OH6 à axe vertical avec multiplicateur intégré (haute pression jusqu'à 150 bar). Flowserve France Liverdun 54 (Meurthe-et-Moselle, filiale Flowserve US, 180 salariés) fabrique pompes BB3 et BB5 services lourds. KSB France Chateauroux 36 (Indre, filiale KSB Allemagne, 400 salariés, CA 150 millions d'euros par an) commercialise gamme complete avec production locale pompes utilités. ITT Goulds Pumps France complète.
Quelle différence entre pompe BB5 et OH6 ?
BB5 et OH6 sont deux types de pompes API 610 adaptées aux services haute pression mais avec configurations différentes. BB5 (Between Bearings, type 5) est une pompe centrifuge multietage barrel : barrel forgé à partir d'une seule pièce d'acier (1.25Cr-0.5Mo ou inox duplex), 5 à 15 étages successifs, rotor entre 2 paliers radiaux. Pression service jusqu'à 350 bar (350 bar = injection eau gisement offshore pour récupération assistée), débit 50-1 500 m3/h, applications hydrocraquage raffinage, alimentation chaudières haute pression. Flowserve Liverdun 54 est leader. OH6 (Overhung, type 6) est une pompe verticale à roue porte-à-faux avec multiplicateur intégré : ratio multiplication 1:5 à 1:50 permet faibles débits (5-300 m3/h) à très hautes vitesses (jusqu'à 50 000 tr/min), pression 50-150 bar, applications process chimique haute pression et compression. Sundyne Dijon 21 est spécialiste mondial OH6.
Quelle norme garniture mécanique pour pompe API ?
Les pompes API 610 utilisent des garnitures mécaniques conformes à la norme API Standard 682 (4e édition 2014), Pumps Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps. API 682 définit 3 catégories selon sévérité service : Catégorie 1 (services standards), Catégorie 2 (raffinerie typique), Catégorie 3 (services critiques). Trois types de garniture sont possibles : Type A garniture simple à ressort multiple (standard), Type B garniture double avec barrier fluid (services dangereux), Type C garniture double métal-métal (services très sévéres hautes températures). La norme définit 32 plans de garniture (Plan 01 à Plan 75) pour ajustement, refroidissement, élimination fuites. Les plus utilisés en raffinerie : Plan 11 (recirculation interne), Plan 23 (refroidissement avec échangeur), Plan 32 (flush externe), Plan 52 (buffer fluid non-pressurisé), Plan 53 (barrier fluid pressurisé 2 bar au-dessus pompe). Fournisseurs garnitures : John Crane, AESSEAL, Flowserve, EagleBurgmann.