Qu’est-ce qu’une pompe hydraulique ?
Les pompes hydrauliques génèrent de l’énergie mécanique en faisant fonctionner un moteur électrique. Lorsque la pompe hydraulique est entraînée, l’huile circule et transforme l’énergie mécanique en énergie fluidique. L’énergie des fluides est parfois appelée énergie hydraulique. Cette énergie hydraulique est une combinaison de la pression et du débit requis par l’actionneur hydraulique. La pression ne pousse le fluide que si l’une ou l’autre de ces énergies n’est pas générée. Lorsque l’huile pénètre dans l’actionneur hydraulique, l’énergie du fluide est convertie en énergie mécanique. L’énergie mécanique convertie devient un mouvement linéaire ou rotatif et alimente la pompe.
Les types de pompes hydrauliques comprennent les pompes volumétriques générales, les pompes à cylindrée constante et les pompes à cylindrée variable.
Utilisations des pompes hydrauliques
Les produits structurels qui utilisent l’hydraulique font appel à une série de mécanismes de fonctionnement appelés unités hydrauliques. Elles varient légèrement dans leur type de construction mais sont toutes dotées d’une pompe hydraulique intégrée. La puissance d’une unité hydraulique est une combinaison de pression et de débit. En doublant la pression sans modifier le débit, l’on double la puissance. Si l’on multiplie le débit par deux sans modifier la pression, la puissance sera également multipliée par deux environ.
En général, la pompe hydraulique est utilisée dans les machines lourdes telles que les excavateurs et les grues, en particulier celles utilisées sur les chantiers de construction : de nombreuses situations nécessitent une puissance externe importante. Elle est également souvent utilisée dans des équipements de petite taille mais nécessitant un couple important. Par exemple, elle est largement employée dans l’industrie des transports, représentée par les avions, les navires et les automobiles.
Il existe également d’autres pompes qui utilisent les forces naturelles. Un exemple spécifique est l’utilisation de dispositifs tels que le pompage de l’eau dans les fermes. Ces pompes sont utilisées avec des capteurs pour détecter le niveau de l’eau car elles doivent fonctionner en continu. Les éoliennes sont un autre exemple. Les éoliennes utilisent des pompes hydrauliques pour pomper l’eau du sol avec la force du vent.
Comment choisir une pompe hydraulique
Il existe deux types d’énergie basée sur les fluides : l’énergie pneumatique et l’énergie hydraulique. Toutes deux sont construites selon le principe de Pascal pour convertir une petite force en une grande force. Toutefois, leurs caractéristiques diffèrent quelque peu.
Les systèmes pneumatiques sont peu coûteux et de construction simple. Ils dépendent davantage de l’environnement, comme la température ambiante, et ont un temps de réponse plus court. Cependant, ils peuvent être utilisés dans toutes les conditions météorologiques si l’on choisit le bon type d’huile hydraulique. Si l’on a besoin d’une force importante, qui ne peut être obtenue avec des systèmes pneumatiques, il est conseillé de choisir une unité hydraulique et une pompe hydraulique adaptée pour l’accompagner.
Principe des pompes hydrauliques
Toutes les pompes sont disponibles en version volumétrique et non volumétrique. Comme la plupart des systèmes hydrauliques utilisent des pompes volumétriques, le principe des pompes volumétriques est expliqué ici.
Une pompe volumétrique est divisée en deux parties : une partie remplie de fluide hydraulique et une partie appelée chambre volumétrique, qui ne contient que du gaz. Dans les pompes volumétriques, le fluide est aspiré dans la chambre de la pompe par une soupape d’admission et expulsé par une soupape d’échappement.
Tout d’abord, lorsqu’une force motrice externe est appliquée pour provoquer le mouvement du piston, une pression négative est créée du côté de la chambre de volume, ce qui entraîne une pression d’aspiration. C’est ce qu’on appelle le processus d’expansion.
Vient ensuite le processus d’aspiration. Lorsque cette pression dépasse une certaine valeur, la différence de pression atmosphérique entre la chambre d’huile hydraulique et le réservoir d’huile qui lui est relié provoque l’aspiration de l’huile hydraulique par la soupape d’admission. À ce moment-là, la soupape d’échappement est fermée.
La différence de pression s’inverse lorsque le côté de la chambre de volume devient positivement pressurisé. Ce processus est appelé processus de compression.
Enfin, le processus de décharge a lieu. L’huile est évacuée de la soupape d’échappement par la force de l’huile hydraulique qui est poussée vers l’extérieur. Lorsque l’huile est expulsée, la soupape d’admission se ferme et la soupape d’échappement est libérée.
Ces quatre processus sont répétés indéfiniment en un seul cycle, afin que l’huile hydraulique puisse continuer à être pompée dans une direction constante.
Les côtés aspiration et refoulement du réservoir d’huile hydraulique sont chacun équipés d’un clapet anti-retour dans un sens, de sorte que si une pression est générée d’un côté ou de l’autre, l’un des côtés est fermé par la pression, de sorte qu’il n’y a pas de reflux.
Structure des pompes hydrauliques
Les systèmes hydrauliques, y compris les pompes hydrauliques, sont souvent utilisés dans l’industrie parce qu’ils fournissent beaucoup de puissance avec peu d’énergie. Tout d’abord, le système est alimenté par une machine motrice qui augmente la pression de l’huile hydraulique par l’intermédiaire d’une pompe hydraulique. Ensuite, l’huile hydraulique est acheminée vers les actionneurs hydrauliques en contrôlant la pression, par exemple à l’aide de vannes hydrauliques. Elle est ensuite convertie en énergie mécanique telle que le mouvement de rotation. La pompe hydraulique est l’équipement le plus important pour assurer la puissance mécanique nécessaire en augmentant la pression de l’huile hydraulique.
Les pompes hydrauliques sont principalement divisées en pompes à engrenages, pompes à palettes et pompes à piston.
Les pompes à engrenages augmentent la pression de l’huile hydraulique grâce à l’engrènement d’engrenages dans le boîtier.
Les pompes à palettes ont un rotor intégré dans la palette à l’intérieur du boîtier. Il fait tourner la palette pour augmenter la pression de l’huile hydraulique. Les pales sont appelées palettes.
Les pompes à piston ont un piston alternatif ou un plongeur qui applique une pression à l’huile hydraulique pour augmenter la pression.
Les deux pompes augmentent toujours la pression de l’huile hydraulique mais toute fuite d’huile hydraulique pollue l’environnement et prend beaucoup de temps à traiter. Grâce aux progrès technologiques, les performances d’étanchéité ont atteint un niveau élevé. Cependant, les fuites ne seront jamais nulles, c’est pourquoi les groupes motopompes installés doivent l’être à l’intérieur d’un remblai pétrolier, par exemple. Les groupes de pompage transportables doivent également être dotés d’une meilleure étanchéité pour éviter les fuites, car l’ensemble du groupe sera déplacé. En cas de fuite d’huile hydraulique à l’extérieur, un réservoir d’huile ou un dispositif similaire est prévu pour éviter tout déversement d’huile.
Puissance des pompes hydrauliques
Les pompes hydrauliques sont de deux types : électriques et manuelles. Le type électrique est principalement utilisé dans l’industrie et les équipements de laboratoire, où la pompe est alimentée par l’électricité. Les pompes manuelles, quant à elles, sont actionnées par l’homme. Les pompes manuelles utilisent principalement un piston dans la voie pour générer de l’énergie. La poignée est actionnée par la force humaine, qui envoie un fluide hydraulique au piston. Le piston, sous la pression du fluide hydraulique, fournit de l’énergie au monde extérieur. L’avantage d’utiliser un type manuel est que le mécanisme est simple et donc facile à entretenir. De plus, la lenteur de la transmission de la force lors de la transmission de l’énergie permet des réglages précis. Il en résulte une évaluation des risques.
Le cric hydraulique utilisé pour changer les pneus d’une voiture est une pompe hydraulique à commande manuelle qui transmet la puissance en envoyant de l’huile hydraulique pour soulever la voiture.
Les modèles électriques sont surtout utilisés dans les applications industrielles, car ces pompes sont utilisées lorsqu’une charge de travail plus importante doit être fournie. La construction de la pompe électrique est plus complexe que celle de la pompe manuelle, une large gamme de produits est préparée en fonction des performances requises. Cependant, des pompes de structure plus simple sont également fabriquées, ce qui les rend moins chères et plus faciles à installer. Elles peuvent également être utilisées sur terre et sur l’eau lorsque de grandes quantités d’énergie sont nécessaires.
Ainsi, les pompes électriques et manuelles diffèrent non seulement par la source d’énergie, mais aussi par l’ampleur de l’utilisation pour laquelle elles sont utilisées.