Hydraulique et pneumatique dans l'industrie

Les équipements des lignes de production sont constitués en général d'outils mobiles dont l’entraînement peut être réalisé avec des systèmes électriques, pneumatiques ou hydrauliques. Cependant, les entraînements utilisant la pneumatique ou l’hydraulique sont recommandés pour des applications nécessitant une puissance et une endurance mécaniques élevées. A la simple lecture du cahier des charges de la machine suffit généralement à orienter son choix.

Nous évoquerons dans un dernier point le Piping System, le tout nouveau concept destiné aussi bien aux installations hydrauliques que pneumatiques.

Intégrés aux systèmes d’automatisation, les circuits hydrauliques et pneumatiques trouvent principalement leur place dans différents procédés d’usinage, de formage, d’extrusion, d’injection, de compression et de cuisson. Ils sont également présents sur les lignes de transfert, d’assemblage et de contrôle qualité.

Les circuits hydrauliques sont constitués de divers composants comme le réservoir hydraulique, le distributeur,les flexibles, les fluides, les pompes et moteurs,les soupapes, les filtre sd’aspiration et de refoulement et les vérins sans oublier les électrovannes et les limiteurs de pression. Certains composants, lorsqu’ils sont utilisés dans diverses parties du circuit, effectuent des fonctions différentes.

Les actionneurs sont classés en deux grandes familles, celle qui transforme l'énergie hydraulique en énergie mécanique à mouvement alternatif qui concerne les vérins(linéaire, rotatif et oscillant) et celle qui transforme l'énergie hydraulique en énergie mécanique à mouvement continu et qui regarde les pompes hydrauliques(rotation), elles sont soit rotatives à un sens de flux à cylindrée fixe ou rotatives avec deux sens de flux à cylindrée variable.

Le choix de l’actionneur se fait par rapport aux aptitudes à obtenir (force, vitesse, position, accélérations et au type de transmission). Les pompes hydrauliques ont pour rôle de faire varier le volume entre l'aspiration et le refoulement. Pour la variation du volume trois types de pompes peuvent être utilisées, les pompes à engrenage, à palettes ou à pistons.

Le pré-actionneur appelé également distributeur hydraulique est essentiel dans une installation hydraulique, il doit être équipé d’un limiteur de pression qui devra être taré en fonction de la pression relative à l’effort à fournir et peut être constitué de plusieurs tiroirs pouvant exécuter des actions différentes. Il se commande de plusieurs façons, soit manuellement, électriquement ou pneumatiquement. Il existe également trois types de distributeurs, la version monobloc regroupant une à plusieurs fonctions en un seul bloc, la version empilable qui permet d’ajouter d’autres fonctions ultérieurement et la dernière, électrohydraulique appelé plus communément électrovanne.

Circuit hydraulique simple schématisé

Les organes pneumatiques sont presque les mêmes que pour les circuits hydrauliques, il y a des capteurs, des régulateurs de débit, des soupapes de sécurité, des réducteurs de débit unidirectionnels et variables. Les flexibles ne sont pas de la même matière que pour l’hydraulique et qu'à la place d’un réservoir nous pouvons retrouver des compresseurs.

Les actionneurs pneumatiques qui transforment l’énergie pneumatique en énergie mécanique sont également des vérins et des moteurs pneumatiques. Les moteurs pneumatiques sont des appareils très utilisés dans les ateliers de production industrielle. Il existe 2 types de moteurs pneumatiques, ceux à palettes et ceux à piston. Ils sont soit rotatifs à un sens de flux à cylindrée fixe ou rotatifs avec deux sens de flux à cylindrée variable. Ils supportent la marche continue qui est très utile dans les systèmes automatisés. Ils peuvent travailler dans des lieux différents tels que les environnements chauds, humides ou corrosifs. Leur utilisation dans les milieux intra-secs offre une sécurité optimale. Le risque de fuite reste négligeable.

Le distributeur pneumatique est un pré-actionneur, il en existe deux sortes, le monostable si il a un ressort interne et le bistable. Les distributeurs sont pilotés pneumatiquement, électromagnétiquement ou manuellement. Il est équipé d’un régulateur de débit.

Le pneumatique est la troisième révolution industrielle, la production en série passe de l’étape manuelle à celle de l’automatisation des lignes de production de soudure, d’indexage, de manutention, de fabrication. L’air comprimé prend de plus en plus d’ampleur dans l’industrie qui est en pleine transformation surtout avec l’arrivée de la maintenance prédictive, l’internet des machines et la communication entre l’homme et la machine. Tant de nouvelles technologies auxquelles il faut s’adapter pour tendre vers l’industrie 4.0. De plus ce système est peu cher, facile à installer et à adapter en fonction des besoins, mais aussi, propre et économique du fait que les nouveaux vérins et autres accessoires qui ont une plus grande longévité. Quant à la facilité d’adaptation, cela est dû à l’arrivée d’un nouveau système nommé le « Piping system ».

Cette innovation répond aux exigences de toutes les industries, elle offre un débit optimisé et des circuits étanches. Les tubes sont en aluminium ce qui évite les problèmes de corrosion, les grosses pertes de charge dues à leur surface intérieure extrêmement lisse et les risques d’incendie. Le piping system permet de créer différents réseaux d’air, par ses divers raccords faciles de montage et de ses diverses terminaisons qui permettent d’adapter tous les outils pneumatiques (des boulonneuses, soufflettes, gonfleurs, compresseur…)

Toutefois l’hydraulique reste privilégiée sur tout ce qui est engins de chantier et de manutention lourde, car les systèmes hydrauliques sont capables de faire obtenir de plus grandes puissances lors de très gros efforts. Il est également utilisé sur nos véhicules pour la lubrification moteur, les systèmes de direction assistées ainsi que pour les systèmes de freinage.