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Qu’est-ce qu’un filtre à air ?

Un filtre à air est un composant qui filtre les particules fines présentes dans l’air.

De nombreuses substances sont présentes dans l’air sous forme de fines particules appelées aérosols. Ces substances sont à l’origine de dysfonctionnements et d’une baisse de productivité des produits industriels. Elles présentent également un risque pour la santé si elles sont inhalées dans les poumons.

Les filtres à air sont des composants qui éliminent ces contaminants.

Utilisations des filtres à air

Les filtres à air sont utilisés pour filtrer les quantités en suspension dans l’air. Les utilisations spécifiques sont les suivantes.

1. Filtres à air pour les automobiles

Utilisés pour empêcher les débris en suspension dans l’air d’être aspirés dans le moteur d’une automobile.

2. Filtres à air pour la climatisation

Ils éliminent les particules présentes dans l’air et fournissent de l’air pur. Il existe également des produits qui éliminent les moisissures et les virus.

3. Salles blanches

Ces filtres sont utilisés pour éliminer les poussières invisibles et autres particules dans les salles blanches où sont assemblés les équipements électroniques. Des filtres à air de haute performance sont utilisés.

Principe des filtres à air

Les filtres à air peuvent être classés en plusieurs types selon leurs performances, mais le principe diffère selon le type.

1. Filtres à air pour les grosses poussières

Ces filtres retiennent les particules d’un diamètre égal ou supérieur à 5 µm. Le matériau utilisé est un non-tissé de fibres chimiques ou de fibres de verre. La structure peut être en forme de panneau.

2. Filtres à air pour poussières moyennes

Ces filtres recueillent des particules d’un diamètre de 1 µm à 5 µm. Les matériaux utilisés sont des fibres de verre. Des filtres plissés ou en forme de sac sont disponibles.

3. Filtres quasi-HEPA (High Efficiency Particulate Air)

Capables de collecter 90 à 95 % ou plus des particules d’un diamètre cible de 0,3 µm. Ils sont constitués de fines fibres de verre et d’autres matériaux.

4. Filtre HEPA (High Efficiency Particulate Air)

Capable de collecter 99,97 % ou plus des particules d’un diamètre cible de 0,3 µm. Fabriqués en fines fibres de verre.

5. Filtre ULPA (Ultra Low Penetration Air)

Capable de collecter 99,9995 % ou plus des particules d’un diamètre cible de 0,15 µm. Fabriqué en fines fibres de verre, etc.

Performances des filtres à air

Les trois indicateurs suivants de la performance des filtres à air sont utilisés.

1. Perte de charge

Lorsqu’un fluide contaminé traverse un filtre, une résistance est créée dans l’écoulement du fluide afin d’éliminer le contaminant. La différence de pression de l’air à travers le filtre à un débit d’air donné est la perte de charge.

Elle peut être calculée en mesurant la différence de pression entre l’entrée et la sortie du filtre. La perte de pression est également une perte d’énergie et doit donc être maintenue aussi faible que possible.

2. Efficacité

En fonction de la taille du contaminant, le filtre est dimensionné pour l’éliminer. Par exemple, un treillis métallique fin est utilisé pour les petits contaminants et un treillis métallique grossier pour les contaminants plus importants. L’efficacité du filtre consiste donc à utiliser différentes tailles et différents types de filtres en fonction du contaminant.

3. Durée de vie　

Le matériau filtrant des filtres à air se détériore proportionnellement à la quantité d’air filtré. Ils se bouchent lorsqu’une certaine quantité de poussière s’accumule. Cette situation est dangereuse car, si une quantité prédéterminée de poussière est collectée, la valeur de la perte de charge augmente rapidement et les performances du dépoussiérage se détériorent. Les filtres à haute performance qui filtrent les contaminants fins doivent être remplacés périodiquement. C’est la durée de vie du filtre.

Autres informations sur les filtres à air

Différences entre filtres à air et séparateurs de brouillard

Les filtres à air éliminent également les corps étrangers, l’humidité et l’huile de l’air. En revanche, les séparateurs de brouillard ont une meilleure capacité d’élimination de l’huile que les filtres normaux.

Les filtres à air doivent être installés devant le régulateur pour éviter que des corps étrangers ne pénètrent dans les électrovannes et les cylindres. En revanche, les séparateurs de brouillard sont installés entre ou derrière les régulateurs.

Alors que les filtres à air sont obligatoires pour éliminer les corps étrangers, les séparateurs de brouillard sont installés en fonction de l’équipement côté secondaire. Par exemple, si des capteurs de débit sont installés, les séparateurs de brouillard sont essentiels car l’huile présente dans l’air peut provoquer des dysfonctionnements.

Qu’est-ce qu’un capteur de gaz ?

Les capteurs de gaz sont des capteurs permettant de détecter les gaz invisibles présents dans l’air.

Ils sont utilisés dans de nombreuses industries telles que l’équipement industriel, l’équipement automobile et les appareils ménagers en raison de l’utilisation de l’IdO, de la protection de l’environnement et de l’économie d’énergie au cours des dernières années. Les capteurs de gaz sont également utilisés pour détecter les composants odorants et la pollution de l’air.

Ils peuvent détecter une large gamme de composés en utilisant des réactions chimiques et des phénomènes physiques. Les différentes méthodes de détection des capteurs de gaz comprennent les méthodes à semi-conducteurs, à combustion catalytique, électrochimiques et infrarouges.

Utilisations des capteurs de gaz

Les capteurs de gaz ont un large éventail d’applications et sont utilisés dans diverses industries, notamment dans l’équipement industriel, l’équipement automobile et les appareils ménagers. Quelques exemples sont donnés ci-dessous :

• Équipements industriels
  Prévention des accidents liés au gaz par la détection des fuites de gaz.
  Surveillance de la pollution de l’air, de la production des usines chimiques et des émissions des moteurs à combustion.
• Automobiles
  Les capteurs de gaz sont utilisés comme capteurs de gaz d’échappement tels que les capteurs d’oxygène, les capteurs de NOx et les capteurs de particules dans les systèmes de purification des gaz d’échappement pour lutter contre les problèmes environnementaux.
• Appareils ménagers
  Les purificateurs d’air sont équipés de capteurs de gaz pour détecter les odeurs telles que celles du tabac, des cosmétiques, de l’alcool et des animaux domestiques.

Principe des capteurs de gaz

Il existe plusieurs types de capteurs de gaz, chacun ayant un principe différent. Les principes de quatre des types de capteurs de gaz les plus courants sont expliqués ci-dessous.

1. Capteurs de gaz à semi-conducteurs

Les capteurs de gaz à semi-conducteurs utilisent les propriétés des matériaux semi-conducteurs et sont disponibles en deux types principaux. Tout d’abord, les capteurs à adsorption utilisent le changement de résistance qui se produit lorsqu’un gaz est adsorbé sur la surface d’un semi-conducteur d’oxyde. L’oxyde d’étain et d’autres matériaux sont utilisés.

Le deuxième type de capteur de gaz à semi-conducteur est le type redox. Les capteurs redox utilisent la propriété des changements de résistance lorsque l’atmosphère devient réductrice ou oxydante. Les gaz sont détectés à partir du changement de résistance causé par l’adsorption du gaz à détecter sur la surface du semi-conducteur à oxyde métallique.

2. Capteurs de gaz à combustion catalytique

Les capteurs de gaz à combustion catalytique utilisent le phénomène par lequel les gaz combustibles tels que l’hydrogène, les hydrocarbures et le monoxyde de carbone réagissent avec l’oxygène de l’air sur un catalyseur d’oxydation, générant ainsi de la chaleur lors de la combustion catalytique. La quantité de chaleur générée est proportionnelle à la concentration du gaz et est donc utilisée pour détecter les gaz combustibles.

3. Capteurs de gaz électrochimiques (type électrolyse à potentiel constant)

Les capteurs de gaz électrochimiques sont des capteurs de gaz qui utilisent une membrane perméable au gaz pour absorber le gaz dans l’électrolyte et produire une réaction électrochimique du gaz. Ils se composent d’une électrode de détection, d’une contre-électrode et d’un électrolyte dans lequel se produit une réaction d’oxydoréduction. Lorsque le gaz à détecter est présent, une réaction chimique se produit sur le catalyseur. Le courant de court-circuit est quantifié lorsque l’électrode de détection et la contre-électrode sont connectées.

4. Capteurs de gaz à infrarouge

Les capteurs de gaz à infrarouge utilisent le fait que de nombreux gaz absorbent leurs propres longueurs d’onde spécifiques. Ils sont également appelés capteurs de gaz NDIR (non-dispersive infra-red).

Types de capteurs de gaz

Cette section décrit les différents types de capteurs de gaz et les gaz qu’ils détectent.

1. Capteurs de gaz à semi-conducteurs

Gaz de pétrole liquéfié, gaz de ville, monoxyde de carbone, hydrogène, oxygène, alcool, fréon, etc.

2. Capteurs de gaz à combustion catalytique

Hydrogène gazeux, hydrocarbures gazeux, monoxyde de carbone et autres gaz combustibles.

3. Capteurs de gaz électrochimiques

Monoxyde de carbone, gaz de dopage des semi-conducteurs tels que l’arsine et l’osfine, NOx et gaz sulfurés.

4. Capteurs de gaz à infrarouge

Dioxyde de carbone, monoxyde de carbone, hydrogène carbonique, gaz réfrigérants, monoxyde d’azote, dioxyde de soufre, hexafluorure de soufre, éthanol, etc.

5. Capteurs de gaz à conductivité thermique

Hydrogène gazeux, dioxyde de carbone, hélium gazeux, méthane gazeux.

Qu’est-ce qu’un interrupteur à came ?

Un interrupteur à came est un interrupteur que l’on actionne en tournant une poignée.

En général, il s’agit d’un interrupteur qui commute des contacts électriques, mais dans un sens plus large, une serrure de porte d’entrée entre également dans la catégorie des interrupteurs à came. La principale caractéristique des interrupteurs à came est qu’ils sont dotés d’un mécanisme à came.

Une came est un mécanisme qui peut être fixé à un arbre rotatif pour changer la direction du mouvement d’un objet. Les mécanismes à cames sont utilisés dans une large gamme de produits, tels que les manèges et l’ouverture et la fermeture des soupapes d’échappement des automobiles.

Utilisations des interrupteurs à came

Les interrupteurs à came sont utilisés dans une grande variété d’utilisations dans l’industrie. Voici quelques exemples :

• Pour actionner des disjoncteurs à haute tension, par exemple des disjoncteurs à vide.
• Pour la sélection de l’appareil à actionner.
• Pour la commutation de phase des indicateurs de courant.
• Pour la commutation de l’alimentation électrique d’équipements industriels.
• Pour le démarrage de gros moteurs.

Les interrupteurs à came sont utilisés depuis longtemps pour l’enclenchement et le déclenchement manuels de disjoncteurs à haute tension dans le domaine de l’énergie haute tension, car ils sont robustes et incassables. Pour éviter toute erreur de manipulation, on utilise généralement des interrupteurs à came que l’on peut actionner en tirant dessus.

Les interrupteurs à came sont également utilisés pour la commutation de phase des indicateurs de courant. Lorsqu’ils sont utilisés pour des indicateurs de courant, ils sont connectés à un transformateur de courant et doivent donc être utilisés dans une configuration où le circuit n’est pas ouvert.

Principe des interrupteurs à came

Un interrupteur à came se compose d’un actionneur, d’un mécanisme et d’un contact.

1. L’actionneur

L’actionneur est la partie qui sert de poignée à l’opérateur humain. Il est souvent fabriqué en résine synthétique dure et est relié au mécanisme par des boulons. La surface de l’actionneur est marquée de lignes et de flèches blanches qui, avec la plaque signalétique sur la surface du mécanisme, rendent visible la position de la came. 

2. Section du mécanisme

La partie mécanisme modifie la configuration du contact en fonction de la position de la poignée. Une came est fixée à l’axe directement relié à la poignée, qui ouvre et ferme les contacts. De nombreux produits peuvent être modifiés pour augmenter ou réduire le nombre de cames, de sorte qu’il est possible de combiner autant de cames et de contacts que nécessaire.

3. La partie contact

La partie contact est le contact électrique qui permet de faire fonctionner le circuit. Dans la plupart des cas, un bornier est installé à l’arrière de l’interrupteur à came, auquel le câblage est raccordé, par exemple avec des bornes rondes. La configuration des contacts et des cames varie d’un produit à l’autre.

Types d’interrupteurs à came

Les types d’interrupteurs à came typiques sont les suivants :

1. Type à poignée

Le type à poignée est un type avec une poignée sur l’actionneur. Les interrupteurs à came pour le démarrage de gros moteurs et pour l’ouverture et la fermeture manuelles de disjoncteurs sont souvent de ce type. Parmi les types de poignée, les types à commande par traction, qui peuvent être actionnés en tirant vers l’avant, sont souvent utilisés pour les équipements de grande capacité.

Les interrupteurs à poignée sont souvent utilisés pour les utilisations susmentionnées avec trois encoches pour l’entrée et la sortie, mais des produits avec un plus grand nombre d’encoches sont également disponibles. Pour les moteurs réversibles, des interrupteurs à came avec rotation avant et arrière à gauche et à droite et arrêt au centre sont également disponibles.

2. Type de serrure à clé

Le type à clé est un type avec une serrure sur la poignée. Ils sont utilisés pour empêcher toute manœuvre accidentelle par des personnes non autorisées. Ils sont souvent utilisés pour les alimentations de contrôle des machines industrielles, etc. Le type à deux encoches est plus couramment utilisé à cette fin.

3. Type 360

Comme son nom l’indique, le type 360° est un type d’interrupteur à came qui tourne sur 360°. Il est principalement utilisé pour sélectionner et faire fonctionner des équipements industriels. La poignée située à l’extrémité est disponible dans différents types, tels que kikku ou en forme d’œuf.

Ce type d’interrupteur à came se caractérise également par de nombreux produits présentant des configurations de contact complexes. En cas de panne, vérifiez une à une la configuration des contacts des anciens interrupteurs à came et spécifiez et achetez un produit présentant la même configuration.

Autres informations sur les interrupteurs à came

Types de cames

Les mécanismes à cames se caractérisent par leur grande durabilité et leur résistance à la rupture, même lorsque le même mouvement est répété. Ils ont également une structure simple et sont donc faciles à entretenir. Les mécanismes à cames peuvent être divisés en deux types principaux : les cames planes et les cames tridimensionnelles.

Cames plates
Les cames plates ont une structure simple dans laquelle les rouleaux tournent pour changer la direction du mouvement. En raison de leur structure simple, elles sont peu coûteuses, robustes et largement utilisées. Les cames plates sont souvent utilisées dans les interrupteurs à came.

Cames tridimensionnelles
Les cames tridimensionnelles sont de forme cylindrique ou sphérique et présentent l’avantage d’avoir une zone de fonctionnement plus compacte que celle des cames plates.

Qu’est-ce qu’un atténuateur ?

Un atténuateur est un composant qui atténue un signal d’entrée à un niveau désiré et approprié.

On l’écrit parfois ATT, acronyme pour atténuateur. Les atténuateurs sont principalement utilisés dans les circuits électroniques, mais dans un sens plus large, les atténuateurs se réfèrent à tous les dispositifs qui réduisent les quantités physiques. Par exemple, un atténuateur optique fixe, un dispositif qui ajuste le niveau de puissance optique dans un réseau de communication par fibre optique à une plage appropriée, est un type d’atténuateur.

Toutefois, cet article se limite aux atténuateurs en tant que composants/équipements électroniques. Les atténuateurs sont disponibles avec une atténuation fixe ou variable. Les atténuateurs variables peuvent réduire le signal d’entrée à n’importe quel niveau souhaité tout en maintenant l’adaptation d’impédance de la ligne de signal. Le niveau d’atténuation fourni par un atténuateur est généralement exprimé en décibels (dB).

Utilisations des atténuateurs

Les atténuateurs sont principalement utilisés dans les équipements industriels, tels que les systèmes de mesure dans le domaine de la mesure industrielle, divers équipements de communication et les équipements radar. Dans les applications grand public, certains exemples sont utilisés dans les mécanismes de contrôle du volume de certains amplificateurs audio.

Une autre utilisation majeure des atténuateurs consiste à les incorporer du côté de la borne d’entrée des wattmètres utilisés pour mesurer la puissance à haute fréquence. L’objectif est d’atténuer le signal d’entrée du récepteur à un niveau approprié avant de l’envoyer à un wattmètre très sensible lorsque le signal d’entrée du récepteur est à un niveau assez élevé.

Principe d’un atténuateur

Les résistances variables sont généralement utilisées pour ajuster le niveau du signal dans les circuits électroniques, mais le changement de la valeur de la résistance modifie également la résistance de charge de l’amplificateur. Si l’impédance de sortie de l’amplificateur est suffisamment faible, les variations de la résistance de charge peuvent être ignorées, mais dans les lignes de transmission où l’adaptation d’impédance est une condition préalable, les variations de la résistance perturberont l’adaptation d’impédance, ce qui constituera un obstacle à la transmission du signal.

D’autre part, les atténuateurs se caractérisent par le fait que la résistance combinée de l’atténuateur et de la charge est égale à la résistance de la charge seule, vue de la borne de sortie de l’amplificateur. En d’autres termes, l’adaptation d’impédance est maintenue dans les atténuateurs, de sorte que la distorsion de la forme d’onde du signal ne se produit pas, même dans les circuits à haute fréquence.

La configuration de base d’un circuit d’atténuateurs consiste en trois résistances connectées en forme de T et en forme de π, où les valeurs de résistance spécifiques peuvent être calculées relativement facilement en déterminant l’impédance caractéristique et le facteur d’atténuation de la tension. La valeur du courant traversant chaque résistance peut également être calculée, ce qui permet de déterminer la consommation d’énergie de la résistance.

Les atténuateurs génèrent toujours de la chaleur parce qu’ils consomment de l’énergie lorsqu’ils atténuent les signaux. Par conséquent, il faut veiller à utiliser l’atténuateur à la puissance nominale ou en dessous de celle-ci. En particulier, les atténuateurs qui gèrent une puissance élevée génèrent beaucoup de chaleur, il est donc recommandé d’envisager l’utilisation d’atténuateurs de puissance dotés d’un dissipateur thermique.

Types d’atténuateurs

1. Atténuateur de type F

Il s’agit d’un type d’atténuateur couramment utilisé dans les systèmes de transmission de signaux d’antenne, etc. Le type F fait référence aux contacts (connecteurs) de type F 75 Ω utilisés dans les équipements de radiodiffusion et de communication tels que les téléviseurs.

Parmi les autres types de connecteurs figurent les connecteurs de type N et BNC utilisés dans les appareils de mesure et les connecteurs de type M utilisés par les radioamateurs. Des niveaux d’atténuation de 3 dB, 6 dB, 10 dB et 20 dB sont généralement utilisés dans de nombreux cas.

2. Atténuateur de type F pour bornes à vis

Les bornes à visser sont celles qui comportent d’un côté une borne à visser et de l’autre une vis de connecteur mâle de type F. Les atténuateurs de type F pour bornes à vis étaient autrefois fréquemment utilisés, mais ne le sont plus aujourd’hui.

La raison en est que les bornes à vis sont imparfaitement blindées et que des signaux indésirables provenant de l’extérieur peuvent facilement y pénétrer.

3. Atténuateur à impédance constante

Le circuit interne d’un atténuateur à impédance constante est un atténuateur de type T ou π composé de trois résistances, comme décrit dans la section précédente. Selon l’impédance de la ligne de transmission, il s’agit soit d’un système 50 Ω ou 75 Ω, soit d’un système 600 Ω.

L’utilisation d’un atténuateur à impédance constante permet d’obtenir une atténuation précise et de maintenir l’adaptation d’impédance. Les réflexions du signal peuvent être évitées et une transmission stable du signal peut être obtenue.

4. Atténuateur progressif à impédance constante

Les atténuateurs progressif à impédance constante permettent de régler facilement l’atténuation du niveau du signal à l’aide d’un commutateur. Les analyseurs de spectre et les générateurs de signaux utilisent des atténuateurs progressif à impédance fixe.

5. Atténuateur à impédance variable

Comme mentionné ci-dessus, un atténuateur est un atténuateur à impédance constante mais il existe aussi des atténuateurs à impédance variable. Il s’agit principalement d’un circuit d’atténuation avec une simple configuration de résistance séparée, généralement avec une haute impédance du côté de l’entrée et une basse impédance du côté de la sortie.

Ces atténuateurs ne posent aucun problème pour les signaux électriques à basse fréquence, tels que les signaux vocaux, car le signal réfléchi est presque négligeable. Cependant, pour les signaux à haute fréquence tels que les émissions de télévision, les atténuateurs à impédance variable ne peuvent pas être utilisés car ils provoquent une désadaptation.

Qu’est-ce que l’émulsion d’asphalte ?

L’émulsion d’asphalte est un matériau qui peut être installé à température ambiante.

L’asphalte est généralement chauffé et appliqué sous forme liquide, alors que les émulsions bitumineuses peuvent être appliquées à température ambiante.

Utilisations des émulsions d’asphalte

1. Revêtement routier

Les émulsions d’asphalte sont utilisées comme couches d’apprêt et couches d’accrochage pour les chaussées en asphalte. Les revêtements bitumineux typiques se composent d’une plate-forme composée de pierres concassées sur une plate-forme (sol), d’une couche de base et d’une couche de surface formée par la mise en place d’un mélange bitumineux chauffé sur la plate-forme.

L’émulsion d’asphalte est répandue sur la surface de la plate-forme afin de former une couche d’apprêt qui améliore l’ajustement entre la couche de base et la plate-forme formée par-dessus. Elle est parfois appelée simplement émulsion. Lorsqu’elle est utilisée comme couche de fond, elle pénètre également la surface de la plate-forme et la stabilise.

De plus, elles sont efficaces pour prévenir l’affouillement de la plate-forme sous l’effet de la pluie, empêcher la pénétration de l’eau de surface et bloquer la remontée capillaire de l’humidité de la plate-forme. L’émulsion d’asphalte peut également être répandue sur la surface de la couche de base après la formation de celle-ci pour former une couche d’accrochage qui améliore l’ajustement entre la couche de surface et la couche de base qui est formée par-dessus.

D’autres peuvent être répandues après la formation de la couche de surface et utilisées pour traiter la surface de la chaussée. Les émulsions d’asphalte conviennent également à l’imperméabilisation de structures autres que les chaussées.

2. Promotion de la végétation

Les émulsions bitumineuses sont également utilisées pour favoriser le verdissement. Par exemple, lorsque des graines sont semées en surface, elles sont emportées par la pluie.

Toutefois, si un mélange de graines, de terre, d’engrais et d’eau est pulvérisé sur la surface, puis recouvert d’une émulsion, les graines peuvent être protégées de l’érosion par la pluie. Les émulsions d’asphalte sont donc également adaptées pour favoriser la revégétalisation.

Principe des émulsions d’asphalte

Les émulsions d’asphalte sont fabriquées en dispersant de fines particules d’asphalte dans l’eau à l’aide d’un émulsifiant. Elles se caractérisent par le fait qu’elles peuvent être pulvérisées à température ambiante. Après la pulvérisation, l’eau et les particules d’asphalte se séparent, ce qui entraîne l’agrégation des particules d’asphalte et la formation d’un film adhésif.

Les principaux ingrédients sont le bitume pur, l’eau et les émulsifiants, l’ingrédient principal, le bitume pur, représentant 50 à 70 % du total. Le composant le plus courant après le bitume pur est l’eau, suivie par les émulsifiants.

Types d’émulsions d’asphalte

Les émulsions d’asphalte sont classées en trois catégories selon le type d’émulsifiant, qui est un surfactant : les “émulsions cationiques”, les “émulsions anioniques” et les “émulsions non ioniques”. Bien que les émulsifiants soient présents en plus petites quantités que les autres composants, leurs propriétés ont une influence significative sur les propriétés des émulsions d’asphalte.

1. Les émulsions cationiques

Les émulsions cationiques sont des émulsifiants cationiques. Les particules d’eau et de bitume se séparent facilement après la pulvérisation et un film se forme sans attendre l’évaporation de l’eau.

Les émulsions cationiques représentent la majorité des émulsions de bitume utilisées pour les chaussées bitumineuses, car elles peuvent rapidement former un film à la surface des pierres concassées.

2. Les émulsions anioniques

Les émulsions anioniques sont des émulsions qui utilisent des émulsifiants anioniques. Elles présentent l’inconvénient que les particules d’eau et de bitume sont difficiles à séparer et qu’il faut plus de temps pour former un film.

Cependant, elles sont très stables en tant qu’émulsions et peuvent être stockées pendant de longues périodes. Elles sont utilisées comme coulis d’étanchéité et comme émulsion d’asphalte pour l’imperméabilisation.

3. Les émulsions non ioniques

Les émulsions non ioniques sont des émulsifiants. Les émulsions non ioniques se caractérisent par leur absence de charge et leur grande stabilité chimique. Elles peuvent être facilement mélangées à des substances alcalines telles que le ciment et sont utilisées, par exemple, comme émulsions pour les méthodes de réhabilitation des chaussées et les mortiers d’émulsion de ciment.

Autres informations sur les émulsions d’asphalte

Avantages des émulsions d’asphalte

Le bitume ordinaire a de faibles propriétés d’écoulement à température ambiante. Lorsqu’il est utilisé pour le revêtement des routes, il doit donc être chauffé à plusieurs centaines de degrés Celsius ou mélangé à un solvant organique. Cela a entraîné des problèmes tels que la production d’odeurs inhabituelles pendant le chauffage.

Les émulsions d’asphalte, en revanche, ne nécessitent pas de chauffage et peuvent être appliquées à température ambiante. Elles sont donc faciles à manipuler, ne dégagent pas d’odeurs inhabituelles et peuvent réduire les émissions de dioxyde de carbone, ce qui élargit leur champ d’application car elles peuvent contribuer à la protection de l’environnement.

Qu’est-ce qu’un revêtement de toiture en asphalte ?

Une revêtement de toiture en asphalte est un type de feuille d’étanchéité faite de papier imperméable ou d’un autre matériau imprégné d’asphalte.

Elle est utilisée sur les toits et les murs des bâtiments et des maisons pour empêcher les infiltrations d’eau de pluie. Les fuites sont une menace pour les bâtiments. Le bois commence à se corroder à partir de là, tandis que l’eau de pluie qui pénètre par les fissures dans le béton endommage l’acier d’armature.

Les revêtements de toiture en asphalte ne sont pas visibles de l’extérieur, mais jouent un rôle important dans les bâtiments.

Utilisations des revêtements de toiture en asphalte

Les revêtements de toiture en asphalte sont utilisés dans les bâtiments en général. Voici quelques exemples d’utilisation :

• Matériaux de couverture pour les bâtiments résidentiels
• Matériaux de couverture pour les immeubles de grande hauteur
• Matériaux de couverture pour les bâtiments publiques
• Revêtements muraux pour bâtiments résidentiels

Principe des revêtements de toiture en asphalte

Les revêtements en asphalte se composent d’un papier imperméable imprégné de bitume. La fonction imperméable de l’asphalte lui-même et la performance du papier imperméable empêchent la pénétration de l’eau de pluie. En plus du papier imperméable, des tissus non tissés et des feutres peuvent également être utilisés.

Parmi les produits similaires aux revêtements de toiture en asphalte, on trouve des toitures en bitume modifiés et des toitures en polymère mais l’asphalte est plus souvent utilisé en raison de son coût moins élevé.

Autres informations sur les revêtements de toiture en asphalte

1. Asphalte et composants de toiture

La toiture en asphalte peuvent ensemble empêcher la pénétration de l’eau de pluie. Dans la construction d’une maison, la toiture en asphalte est posée sans espace dans le revêtement du toit. La pose s’effectue à l’aide de grandes agrafes appelées “tackers”.

Après la pose de la toiture en Asphalte, les éléments de la toiture sont fixés. Si les éléments de la toiture ne présentent aucun problème mais que le toit fuit, il est fort probable que la toiture en asphalte ait été endommagée en raison du vieillissement ou d’autres facteurs.

2. Types de revêtements de toiture ou couverture d’asphalte

La couverture est une bâche posée sous le toit. Il existe différents types de toitures, dont voici quelques exemples :

• Toiture en asphalte
  Il s’agit d’un papier d’étanchéité couramment utilisé, composé de bitume pur infiltré dans un substrat tel que du papier ou un tissu non tissé. La durée de vie d’une couverture en asphalte est généralement de 10 ans. Les toitures en asphalte bon marché ont une durée de vie de 10 ans, ce qui signifie généralement que le bâtiment ne présentera pas de fuites pendant 10 ans après sa construction.
• Couverture en asphalte à base de caoutchouc modifié
  Les revêtements de toiture en asphalte se détériorent en raison des conditions changeantes mais, contrairement au revêtement de toiture en asphalte, l’asphalte mélangé avec du caoutchouc ou des résines synthétiques a une durabilité plus élevée.
• Couverture à couche adhésive
  Les fuites sont souvent causées par les clous et autres matériaux qui fixent la couverture. Un revêtement à couche adhésive peut être fixé au toit sans utiliser d’éléments de fixation. Cela en fait un papier d’étanchéité approprié pour les formes de toit complexes.
• Couverture à base de polymères
  Il s’agit de feuilles de toiture à base de résines synthétiques. Lorsqu’elles sont utilisées de manière appropriée, on peut s’attendre à des performances élevées.
• Couverture en papier imperméable respirant
  Ce type de couverture est imperméable à l’humidité extérieure, mais peut évacuer l’humidité intérieure vers l’extérieur. Utilisé sur des bâtiments en bois sujets à la moisissure, il peut prolonger la durée de vie du bâtiment.

3. Comment choisir un revêtement de toiture ?

La clé est de choisir un revêtement de toiture dont la durée de vie est supérieure à celle du matériau de couverture. Si le revêtement a une durée de vie plus longue que le matériau de couverture, la toiture devra être enlevée même si le matériau de couverture peut encore être utilisé.

Les matériaux de couverture tels que les tuiles par exemple peuvent être réutilisés, mais si ils ne peuvent pas l’être, ils doivent également être remplacées par une nouvelle couverture. Il est donc important de choisir le matériau de couverture approprié, en tenant compte du matériau de couverture et de la durée d’occupation.

Qu’est-ce que l’asphalte ?

L’asphalte est un matériau noir composé principalement d’hydrocarbures obtenus par raffinage du pétrole brut.

Il est également connu sous le nom de bitume de terre ou de bitume broyé. Il est solide ou semi-solide à température ambiante, mais fond facilement en liquide à haute température.

La plupart des bitumes utilisés aujourd’hui sont dérivés du pétrole. Toutefois, il existe également des bitumes naturels. On peut également faire une distinction entre l’asphalte et les produits transformés obtenus en mélangeant de l’asphalte avec du sable ou des pierres, que l’on appelle des mélanges d’asphalte.

Le béton est un produit similaire à l’asphalte. Le béton est une substance très différente car il s’agit d’une poudre qui est solidifiée en ajoutant du sable et de l’eau au ciment et en utilisant une réaction de polymérisation.

Utilisations de l’asphalte

Les principales utilisations de l’asphalte sont le revêtement des routes, les carburants et les matériaux de construction.

1. Revêtement routier

L’asphalte est utilisé pour paver les routes. Au Japon, plus de 90 % des routes sont recouvertes d’asphalte. Il est utile pour plusieurs raisons, l’une d’entre elles étant son faible prix.

Comparé au béton, il peut être posé à un coût unitaire inférieur. Une autre raison de son utilisation pour le revêtement des routes est qu’il peut être construit en peu de temps et que sa perméabilité peut être contrôlée.

Récemment, des revêtements d’asphalte ayant des propriétés de rétention d’eau et de barrière thermique et silencieuse ont été développés pour lutter contre le phénomène d’îlot de chaleur urbain.

2. Matériaux de construction

L’asphalte est également utilisé comme matériau de construction. Les bâches de toiture, par exemple, peuvent être fabriquées à partir d’asphalte et sont appelées toitures en asphalte. La couverture en asphalte sous les éléments de toiture sert à empêcher la pénétration de l’eau de pluie.

Ces dernières années, des toitures en asphalte modifié, dans lesquelles l’asphalte est mélangé à du caoutchouc ou à de la résine synthétique, ont été développées.

3. Carburant

L’asphalte est solide à température ambiante et constitue un matériau difficile à manipuler en tant que combustible. Cependant, il est utilisé comme combustible pour les chaudières de production d’électricité en raison de son faible coût et de son approvisionnement par rapport au fioul lourd.

Le produit naturel, moins visqueux, est broyé en une fine poudre et soufflé dans un four de combustion équipé d’un brûleur fin pour la combustion. Les résidus lourds, provenant par exemple de la distillation du pétrole lourd, sont très visqueux et sont chauffés pour les rendre fluides, par exemple pendant le transport. Lorsqu’ils sont utilisés, ils sont chauffés à l’aide de la vapeur excédentaire de la chaudière afin de maintenir leur fluidité, puis ils sont soufflés dans le processus de combustion à l’aide d’un brûleur.

Dans les deux cas, la teneur en carbone résiduel et en cendres métalliques après combustion est plus élevée que celle du fioul lourd, et les résidus après combustion doivent être traités.

Principe de l’asphalte

L’asphalte est obtenu par distillation du pétrole brut et ses principaux composants sont les paraffines, les naphtènes et les hydrocarbures aromatiques. Le produit est mélangé à du sable et à des agrégats. Ces mélanges sont chauffés et utilisés sous forme liquide, mais se solidifient à température ambiante, ce qui rend la construction difficile.

Des substances appelées émulsifiants sont utilisées pour réduire la viscosité. Les émulsions d’asphalte dispersent l’asphalte sous forme de particules, ce qui réduit sa viscosité et permet de l’installer à température ambiante. Il existe trois types d’émulsifiants : les émulsions cationiques, les émulsions anioniques et les émulsions non ioniques, mais les émulsions cationiques sont actuellement les plus utilisées.

L’émulsifiant utilisé modifie les propriétés, mais le filler mélangé au bitume influence également les propriétés. Le filler est un matériau pulvérisé tel que le calcaire. Le mélange de filler est censé améliorer la viscosité.

Un mélange bitumineux à granulométrie dense utilisé sur une route typique a une composition de 55% de granulats grossiers, 35% de granulats fins, 5% de filler et 5% de bitume. Une plus grande quantité de granulats grossiers est utilisée pour une perméabilité plus élevée et une plus grande quantité de granulats fins pour une perméabilité plus faible. La composition peut être modifiée pour obtenir les propriétés souhaitées.

Autres informations sur l’asphalte

Problèmes en tant que carburant

L’utilisation de l’asphalte comme combustible pose deux problèmes principaux. Il s’agit de l’usure et de la pollution des équipements du système de combustion et de la pollution de l’air par les gaz de combustion. Quant aux impuretés présentes dans le bitume, elles sont dues aux différents métaux lourds et à la teneur en soufre du bitume.

Parmi les différents métaux lourds, les composés de vanadium ont un point de fusion plus bas que les autres oxydes métalliques, de sorte qu’ils forment un brouillard dans le four et se déposent. Les dépôts fondus empêchent le transfert de chaleur tout en provoquant la corrosion, ce qui réduit les performances de la chaudière. Celle-ci doit donc être nettoyée régulièrement.

La majeure partie du soufre contenu dans la chaudière est gazéifiée sous forme d’oxydes de soufre. Étant donné qu’ils provoquent une pollution de l’air s’ils sont laissés tels quels, des équipements de désulfuration des gaz de combustion ou des installations de traitement des gaz de combustion sont nécessaires. En fonction de la quantité de gaz de combustion, des installations à grande échelle peuvent être nécessaires. Ces dernières années, son utilisation comme combustible est devenue de plus en plus difficile en raison de réglementations environnementales plus strictes et de l’augmentation des coûts d’entretien des équipements.

Qu’est-ce qu’un adhésif acrylique ?

Les adhésifs acryliques sont des adhésifs à base d’acide acrylique ou de ses dérivés (méthacrylate de méthyle, par exemple).

Ils sont classés de la première à la troisième génération en fonction de la présence ou de l’absence de réactions chimiques pendant le processus de durcissement. Les adhésifs acryliques de deuxième génération (SGA : Second Generation Acrylic Adhesives), qui impliquent une réaction de polymérisation pendant le processus de durcissement, constituent actuellement le courant dominant.

Les SGA comprennent les types à deux composants, où la réaction de polymérisation se produit lorsque l’agent principal et l’agent de polymérisation entrent en contact l’un avec l’autre, les types à un composant, où un apprêt est utilisé au lieu d’un agent de polymérisation, et les types à un composant, où la polymérisation se produit par chauffage. Le type à deux composants est actuellement le plus utilisé.

Le SGA présente une excellente résistance aux chocs, à la chaleur et à l’eau et est donc l’un des adhésifs structuraux les plus fiables (adhésifs très fiables dont les propriétés adhésives ne diminuent que très peu, même lorsqu’ils sont soumis à des charges importantes pendant de longues périodes).

Différences entre les adhésifs acryliques et les adhésifs pour résines acryliques

Malgré leurs noms similaires, ces deux types d’adhésifs ont des propriétés totalement différentes.

Toutefois, il est important de noter que dans certains cas, les deux types d’adhésifs sont désignés sous le nom d'”adhésifs acryliques”. Plus précisément, les “adhésifs acryliques”, qui font l’objet de cet article, sont des adhésifs qui contiennent de l’acide acrylique et ses dérivés comme ingrédients principaux, tandis que les “adhésifs pour résines acryliques” font référence à des agents de fusion utilisés pour faire fondre et coller des feuilles acryliques ensemble, et ont des principes adhésifs et des utilisations complètement différents.

Utilisations des adhésifs acryliques

Les adhésifs acryliques de deuxième génération (SGA) sont disponibles pour un usage domestique et industriel et sont utilisés pour diverses applications. Plus précisément, elles conviennent au collage des substrats suivants :

1.  métaux
2. résines thermoplastiques
3. résines thermodurcissables
4. matériaux composites

Parmi ces matériaux, l’adhésif à deux composants est excellent pour le collage de différents matériaux et de grandes surfaces. Il est utilisé, par exemple, pour fixer les aimants de moteur (aimants permanents) aux stators dans les automobiles et pour coller les éléments de batterie dans les véhicules électriques.

Il est également utilisé comme matériau d’encapsulation pour protéger les cartes de circuits électroniques, ainsi que dans une variété d’autres domaines, tels que le collage de plastiques, de métaux et de tuiles, ou encore dans le domaine de la construction.

Principe des adhésifs acryliques

Voici un aperçu des différentes générations d’adhésifs acryliques :

• Première génération
  Ce type d’adhésif se compose de monomères acryliques, d’oligomères acryliques et de durcisseurs, mais aucune réaction chimique ne se produit pendant le durcissement.
• Deuxième génération
  La composition est pratiquement la même que celle de la première génération, mais dans la deuxième génération, le durcissement se produit par une réaction de polymérisation entre le monomère et le polymère. Par rapport à la première génération, elle se caractérise par une adhérence, une durabilité et diverses autres performances supérieures.
• Troisième génération
  Ce type d’adhésif initie une polymérisation radicale et durcit par irradiation avec de l’énergie telle que la lumière ultraviolette ou les ondes électromagnétiques. Les adhésifs acryliques de deuxième génération (SGA), qui constituent le courant dominant actuel, sont classés en trois catégories : les adhésifs à deux composants, les adhésifs primaires à un composant et les adhésifs à un composant.

Le type bicomposant a deux éléments, A et B. Les ingrédients principaux sont fondamentalement les mêmes dans les deux types et se composent de monomères acryliques et d’élastomères.

La différence de composition entre les deux liquides est que dans l’agent A, l’hydroperoxyde de cumène est ajouté comme initiateur de polymérisation, tandis que dans l’agent B, un agent réducteur tel qu’un complexe métallique ou un dérivé de thiourée est ajouté comme accélérateur de polymérisation.

Le mélange des deux liquides déclenche une réaction radicale et amorce la polymérisation du monomère acrylique. Comme les ingrédients principaux de ces deux liquides sont fondamentalement les mêmes, ils sont très faciles à mélanger et même de légères variations dans le rapport de mélange des deux liquides n’affectent pas de manière significative les propriétés physiques après le durcissement.

Il s’agit d’une caractéristique très facile à utiliser car le rapport de mélange des deux liquides ne doit pas nécessairement être strictement de 1:1.

Le type d’apprêt à un composant remplace le durcisseur du type à deux composants par un apprêt qui, comme le type à deux composants, génère des radicaux et procède au durcissement. Les types monocomposants sont ceux auxquels on ajoute un catalyseur qui est activé par le chauffage et qui durcit lorsqu’il est chauffé.

Le SGA présente d’excellentes caractéristiques telles que l’adhérence huile-surface, une excellente résistance au cisaillement et à la tension, ainsi qu’une réduction des contraintes internes. En revanche, ceux qui contiennent du méthacrylate de méthyle posent également des problèmes en raison de leur odeur d’acrylique.

Temps de séchage des adhésifs acryliques

Les adhésifs acryliques sont un type d’adhésif qui durcit par réaction chimique et se caractérisent par des temps de durcissement extrêmement rapides et une forte adhérence. Le temps de durcissement normal est d’environ 5 minutes après l’application.

Toutefois, si l’adhésif est utilisé pour renforcer le joint afin d’empêcher les fuites d’eau, il faut le laisser durcir pendant environ une journée.

Lors de l’utilisation de l’adhésif, il est nécessaire d’attendre un peu jusqu’à ce qu’il soit serti. Il faut également du temps pour que l’adhésif durcisse complètement après le sertissage. C’est le temps nécessaire pour que les composants se répandent et pénètrent dans l’air et dans l’adhérence, ce qui permet à l’adhésif de durcir et d’adhérer.

Le fait de laisser quelques minutes après l’application avant le sertissage permet à l’adhésif d’adhérer à l’adhérent et d’éviter le rétrécissement du volume qui se produit lors du durcissement de l’adhésif.

Comment enlever les adhésifs acryliques ?

Les adhésifs acryliques ne peuvent pas être enlevés facilement en raison de leur fort pouvoir adhésif et de leur durabilité. Choisissez une méthode de décollement adaptée au mécanisme d’adhésion de l’adhésif acrylique.

Bien que le mot “adhésif” soit utilisé pour décrire les adhésifs acryliques, il s’agit techniquement d’un “soudage”. Une réaction chimique dissout l’adhérent à coller.

Les solvants organiques tels que le toluène ou le benzène sont efficaces pour éliminer les adhésifs à base de solvant. Pour commencer, les adhésifs à base de solvant contiennent des composants qui dissolvent les matières plastiques telles que les adhésives acryliques. Les solvants organiques ont la propriété de dissoudre les plastiques et sont efficaces pour enlever les colles acryliques.

Une fois complètement soudé, il est très difficile de l’enlever proprement. Dans certains cas, il peut être nécessaire d’être prêt à laisser l’un des adhérents et à détruire physiquement l’autre. Pour éviter cela, nous recommandons d’essayer le décapage au solvant une première fois.

Que faire si les adhésifs acryliques deviennent blancs?

Lors de l’utilisation d’adhésifs acryliques à base de cyanoacrylate, une substance blanche peut subsister autour de l’adhérence, ce que l’on appelle le blanchiment.

Pour éviter ce phénomène, il est important d’éliminer la poussière et l’humidité de la surface de l’adhésif et de son environnement et de choisir un environnement de travail peu humide.

Il est également conseillé d’utiliser au préalable un accélérateur de polymérisation moins susceptible de provoquer un blanchiment. Si le blanchiment se produit, il peut être éliminé par voie chimique à l’aide de solvants organiques ou par voie physique à l’aide de papier de verre.

Qu’est-ce qu’un accumulateur ?

Un accumulateur (en anglais : hydraulic accumulator) est un dispositif qui convertit l’énergie de pression d’un fluide en une autre énergie de fluide à haute pression et la stocke. Il est principalement utilisé dans les équipements hydrauliques et les systèmes à vapeur.

Comme le mot anglais “accumulate” signifie “stocker” ou “accumuler”, il existe différents dispositifs dans différents domaines techniques en fonction de ce qui est stocké ou accumulé. Par exemple, dans le domaine de l’informatique, les accumulateurs stockent temporairement les résultats des calculs et sont utilisés directement pour le calcul suivant ; dans le domaine de l’énergie électrique, les batteries de stockage et les accumulateurs ; et dans la production d’énergie éolienne, les systèmes qui font circuler l’huile entre les éoliennes et les générateurs pour maintenir l’équilibre.

Dans les systèmes hydrauliques et à vapeur, l’énergie de pression de l’huile et de la vapeur est stockée sous forme d’azote gazeux ou d’énergie de pression de la vapeur, et le gaz est détendu pour libérer l’énergie en cas de besoin.

Utilisations des accumulateurs

Les accumulateurs sont souvent utilisés dans les systèmes hydrauliques et les chaudières à vapeur. Dans les systèmes hydrauliques, les accumulateurs sont installés dans le circuit haute pression à la sortie de la pompe, et la pression hydraulique élevée pendant le fonctionnement comprime l’azote gazeux scellé dans l’accumulateur. Lorsque la pression hydraulique chute, la force de l’azote gazeux augmente la pression hydraulique pour la maintenir.

Dans les systèmes de chaudières, les accumulateurs de vapeur stockent la valeur calorifique de la vapeur sous forme de vapeur saturée à haute température et à haute pression lorsqu’il y a un excédent de vapeur, et fournissent de la vapeur à pression réduite lorsque c’est nécessaire. Ils absorbent également le déséquilibre entre les fluctuations temporelles de la consommation de vapeur et la production de vapeur de la chaudière, de sorte que la chaudière puisse fonctionner de manière efficace et stable.

L’utilisation d’accumulateurs dans les pompes à eau permet également d’atténuer les fluctuations soudaines de pression, par exemple lors d’un arrêt, et d’éviter les coups de bélier. L’objectif principal est d’utiliser l’énergie du gaz stocké dans le conteneur de l’accumulateur comme source d’énergie auxiliaire en cas d’urgence. Il permet également d’absorber et d’amortir la pression d’impact, d’amortir les hausses de pression dans la conduite et de réduire la consommation d’énergie inutile du système.

Principe des accumulateurs

Les accumulateurs à gaz utilisent principalement de l’azote, qui est pressurisé et contracté ou détendu pour transférer de l’énergie vers l’intérieur ou l’extérieur. Dans les systèmes hydrauliques, les accumulateurs sont installés dans le circuit haute pression sortant de la pompe. À l’intérieur de l’accumulateur se trouve un sac appelé “vessie”, qui sépare le côté huile du côté gaz. La vessie est remplie d’azote gazeux et lorsque la pompe hydraulique est entraînée et que la pression hydraulique dépasse la pression de l’azote gazeux, ce dernier est comprimé.

Lorsque la pression dans le système hydraulique baisse ou que la pompe s’arrête, l’énergie de pression de l’azote gazeux fait se dilater la vessie pour maintenir la pression hydraulique. Cela a également pour effet de réduire les pulsations de la pression hydraulique. La vessie, qui remplit l’azote gazeux à l’intérieur du conteneur, est faite d’un matériau à base de caoutchouc et se dilate et se contracte. Les conteneurs sont fabriqués en acier au carbone, en acier inoxydable, en aluminium ou en matériaux composites, qui ne sont pas sujets à la corrosion.

La capacité du réservoir varie de 0,5 à 450 litres et la pression maximale admissible est d’environ 990 bars. Un accumulateur à vessie se caractérise par une libération rapide de l’énergie et par sa capacité à stocker et à libérer l’énergie en cycles rapides selon les besoins. De plus, l’équipement peut être compact et est facile à entretenir.

Autres informations sur les accumulateurs

1. Gaz des accumulateurs

L’azote est souvent utilisé comme gaz dans lequel l’énergie est stockée à l’intérieur des accumulateurs. L’azote est un gaz ininflammable et inerte, ce qui réduit la détérioration du métal utilisé dans les accumulateurs. Il présente également l’avantage d’être peu coûteux et de ne pas présenter de risque d’explosion.

La pression de l’azote gazeux diminue progressivement en cas d’utilisation répétée, c’est pourquoi la pression doit être vérifiée régulièrement pour s’assurer qu’elle n’a pas diminué. Si des accumulateurs sont utilisés dans la suspension, une baisse de la pression du gaz rendra impossible l’absorption des chocs provenant de la surface de la route, ce qui se traduira par une conduite moins confortable. Si la pression est réduite, remplissez-la avec de l’azote.

2. Utilisations des accumulateurs dans les véhicules

Les accumulateurs sont utilisés dans les suspensions et les freins des véhicules. Les véhicules spéciaux à carrosserie lourde et les véhicules à essieux multiples peuvent ne pas être en mesure d’absorber les chocs avec des ressorts, c’est pourquoi on utilise des accumulateurs, qui agissent comme des ressorts à gaz. Les suspensions hydrauliques avec accumulateurs peuvent également être utilisées pour soulever et abaisser librement la carrosserie du véhicule.

Les accumulateurs sont utilisés dans les freins pour récupérer l’énergie lors du freinage. Dans les véhicules hybrides, lorsque l’énergie est récupérée par le moteur, il y a un écart entre la force de freinage et celle requise par le conducteur. Pour éliminer cet écart, l’accumulateur assiste de manière appropriée la force de freinage du moteur afin d’assurer une force de freinage optimale.

Qu’est-ce qu’un engrenage conique ?

Les engrenages coniques sont des engrenages dont les dents sont taillées sur des surfaces coniques et dont chaque axe est incliné au lieu d’être parallèle à l’autre. Ils permettent la transmission de la puissance en changeant la direction de l’axe de rotation.

Ils sont appelés engrenages coniques parce qu’ils ressemblent à des parapluies. Selon la forme des dents, ils sont classés en engrenages coniques droits, engrenages coniques en spirale, engrenages coniques hélicoïdaux, engrenages coniques Zérol et engrenages hypoïdes.

Les matériaux utilisés pour les engrenages coniques comprennent l’acier au carbone pour les structures de machines, tel que le S45C, l’acier allié pour les structures de machines, l’acier laminé pour les structures générales, tel que le SS400, la fonte, l’acier inoxydable, les métaux non ferreux, le nylon MC et le Duracon.

Utilisations des engrenages coniques

Les engrenages coniques transmettent la puissance en changeant la direction de l’arbre en rotation. Dans le cas des engrenages coniques à roues droites, spirales et hélicoïdales, les axes de rotation des deux roues se croisent. L’angle d’intersection est généralement de 90° mais il peut être aigu ou obtus. Les engrenages dont les axes ne se croisent pas sont appelés engrenages hypoïdes.

Les moulins à café manuels, les mixeurs et les perceuses en sont des exemples familiers. Ils sont également utilisés dans les engrenages différentiels dans le secteur automobile, ainsi que dans les machines-outils et les machines d’imprimerie. Ils sont particulièrement utiles dans l’équipement différentiel.

Les engrenages hypoïdes diffèrent des engrenages coniques en spirale dans le sens où plusieurs dents s’engrènent simultanément et que s’opère un glissement des dents. Cela leur permet de supporter un couple élevé et de produire peu de bruit. Les engrenages hypoïdes sont souvent utilisés pour l’entraînement des automobiles et des trains.

Principe des engrenages coniques

Les engrenages coniques possèdent des surfaces coniques primitives en contact les unes avec les autres sans glisser. Les engrenages sont déterminés par le module, le nombre de dents, le rapport de réduction, le matériau, le traitement de surface, la forme du trou de l’arbre, le diamètre de l’arbre et la précision.

Les engrenages coniques droits ont une denture droite et sont relativement faciles à fabriquer. Des rapports de réduction allant jusqu’à environ 1:5 sont possibles. Si aucun engrenage n’est spécifié, ils sont généralement utilisés pour la transmission de puissance.

Les engrenages coniques hélicoïdaux se caractérisent par une trace de dent courbe. Ils présentent les avantages d’une grande résistance, d’une rotation silencieuse et d’un rendement élevé en raison de la grande surface par dent. Les engrenages coniques Zérol sont des engrenages coniques spiralés dont la torsion transversale sur l’arbre est approximativement nulle, et qui présentent les caractéristiques à la fois des engrenages coniques immédiats et des engrenages coniques spiralés.

Bien que les engrenages puissent transmettre avec précision la puissance et le mouvement, ils sont en principe bruyants. Pour réduire le bruit, il est nécessaire de prendre des mesures telles qu’un jeu correct, l’augmentation du rapport d’engrènement, la réduction du profil des dents, l’utilisation d’engrenages en plastique et une lubrification adéquate.

Pour améliorer le contact entre les dents, un renflement approprié peut être ajouté dans la direction des flancs de la dent. C’est ce qu’on appelle couronnement (crowning).

Choix des engrenages coniques

Lors de la sélection des engrenages coniques, il convient d’accorder une attention particulière à la résistance de la dent et à la charge admissible sur sa surface. La résistance à la flexion d’une dent est la force circonférentielle admissible de la dent calculée à partir de la résistance de la base de la dent pendant la transmission de l’engagement. Elle augmente avec la taille du module de la dent.

La charge de surface admissible de la dent est la force périphérique spécifiée pour empêcher la formation progressive de piqûres. La plus petite des deux forces circonférentielles est multipliée par le rayon du cercle primitif de l’engrenage pour obtenir le couple admissible de l’engrenage. Cette valeur doit être choisie de manière à ce qu’elle soit supérieure au couple de conception effectivement utilisé. Les caractéristiques de chaque engrenage sont décrites dans les données techniques du fabricant.

Certains fabricants fournissent également une liste d’engrenages qui répondent à leurs exigences en saisissant les conditions d’utilisation sur leur site web. Cette liste est utile pour affiner les spécifications à partir de conditions générales.

Autres informations sur les engrenages coniques

Conception des engrenages coniques

Lors de la conception des engrenages coniques, il est important de déterminer provisoirement le rapport de réduction et l’angle de l’arbre et de vérifier les spécifications de l’engrenage car, contrairement aux engrenages droits, il existe des limitations sur la combinaison du nombre de dents sur les engrenages en prise et les dimensions telles que l’angle du biseau sont différentes.

Après avoir déterminé provisoirement la forme et la position de montage, des calculs de résistance sont effectués. Si les conditions ne sont pas remplies, le module est agrandi et les calculs dimensionnels sont refaits. La résistance des engrenages et d’autres calculs d’engrènement peuvent être approximés avec des engrenages droits. Lorsque la charge est importante et que des charges répétées sont appliquées, ou lorsque l’engrenage est utilisé de manière continue pendant une longue période, un facteur de sécurité important peut être utilisé pour fournir une marge contre les charges d’impact et la fatigue.

Pour le choix des matériaux, l’on utilise généralement de l’acier au carbone mais, pour certains usages, l’on utilise de l’acier allié ou d’autres matériaux et, dans les deux cas, leur dureté est augmentée par trempe. Habituellement, seuls les flancs des dents sont trempés par induction à haute fréquence, tandis que les autres parties sont trempées.

Outre le calcul des dimensions et de la résistance, la lubrification doit également être prise en compte dans la conception des engrenages. Elle est conçue pour faciliter l’entretien.