1/ Généralités sur l’hydraulique - technologuepro.com

1 Technologie des Syst mes Hydrauliques ISET Siliana Elabor par : Chouch ne Mohamed 6/101 1/ G n ralit s sur l hydraulique : 1-1/ D finition de l hydraulique : Hydraulique a pour racine le mot grec hudor qui signifie l eau (ou liquide quelconque). L hydraulique et la science qui tudie le comportement du fluide. Dans un syst me industriel, L hydraulique se traduit par la transmission de l nergie distance par l interm diaire d un liquide. Il en r sulte un mouvement : - Rectiligne avec travail dans un seul sens : v rin simple effet. - Rectiligne avec travail dans les deux sens : v rin double effet. - Circulaire avec travail dans les deux sens: moteur hydraulique ou v rin rotatif.

2 1-2/ Les avantages de l hydraulique : - La simplicit des installations. - La souplesse d exploitation. - Une tr s large gamme de vitesses de translation ou de rotation obtenues de fa on continue, en contr lant le d bit. - Une tr s large gamme de forces et de couples, en contr lant la pression. - Etant incompressible, le fluide hydraulique permet : * Une bonne r gulation de vitesse. * Une bonne pr cision d arr t. - Son pouvoir lubrifiant permet Une excellente lubrification des appareils. - Une bonne r duction de l usure exprim e par une assez longue dur e de vie des appareils. - De tr s bons rendements. - Un fonctionnement assez silencieux pour les puissances mises en uvre. - La r duction de l encombrement des appareils. - La possibilit de stocker de l nergie qui pourra intervenir dans le cas d une panne au niveau de la pompe. - La transmission de l nergie des distances assez longues.

3 - L utilisation de l nergie hydraulique dans des engins mobiles. 1-3/ Les inconv nients de l hydraulique : - Les risques d accidents dus l utilisation de pressions lev es allant de 50 700 bars. - Les fuites qui entra nent une diminution du rendement. - Les pertes de charges dues la circulation de l huile dans les tuyauteries. - Les risques d incendie dus l utilisation des huiles min rales inflammables. - Le haut prix des composants. - La maintenance des installations hydrauliques est co teuse compar e d autre syst mes. 1-4/ Les domaines d utilisation : - Domaine de l agriculture : les tracteurs, les ramasseuses presses balle - Domaine des travaux publics et de g nie civil : les chenillards, les - Domaine de la manutention : les chariots l - Domaine de l industrie automobile : syst mes de freinage, direction assist Technologie des Syst mes Hydrauliques ISET Siliana Elabor par : Chouch ne Mohamed 7/101 - Domaine de l a ronautique : commande du train d atterrissage des - Domaine de l industrie : les machines-outils, les robots.

4 2/-Description g n rale : Un circuit de transport de liquide se compose essentiellement ( ): - D un r servoir source de liquide (puits, fleuve, r servoir, ..). - D une pompe (non volum trique ou hydrodynamique). - D un r servoir de stockage (citerne, installation d irrigation, ch teau d eau, ..). - D une tuyauterie qui relie les diff rents constituants. Il peut comprendre aussi : - Une vanne de r glage de d bit plac sur la conduite de refoulement. - Une cr pine + un clapet de pied plac s l extr mit basse da la conduite d aspiration. - Un clapet de retenu plac la sortie de la pompe pour emp cher le retour du liquide, il est utilis pour des grandes hauteurs de refoulement. Figure 1: Composition d un circuit de transport des liquides 3/- Les pompes centrifuges : Les pompes centrifuges appartiennent la famille des pompes non volum triques, elles transforment l nergie m canique d velopp e par un moteur en nergie hydraulique (sous forme d nergie cin tique).

5 Ces pompes permettent de d placer les liquides d un lieu un autre. Les pompes centrifuges sont utilis es dans plusieurs domaines tels que l agriculture (les stations de pompage, le mat riel de traitement, ..), l industrie p troli re (les stations de raffinage, les stations d alimentation en GPL, ..), la production et l alimentation en eau potable (les stations de dessalement, les ch teaux d eau), les stations d purations, la production de l nergie lectrique (les installations de refroidissement des centrales thermiques, ..), 3-1/ Composition d une pompe centrifuge : Une pompe centrifuge est constitu e par: - Une roue aubes tournante autour de son axe, appel e impulseur. Pompe centrifuge Energie m canique Energie hydraulique (sous forme d nergie cin tique) Technologie des Syst mes Hydrauliques ISET Siliana Elabor par : Chouch ne Mohamed 8/101 - Un distributeur dans l'axe de la roue.

6 - Un collecteur de section croissante, en forme de spirale appel e volute. Figure 2: Composition d une pompe centrifuge L tanch it de la pompe est assur e en g n rale par un presse- toupe, ou une garniture m canique, plac entre la volute et l arbre d entrainement. 3-2/ Principe de fonctionnement d une pompe centrifuge : Le fluide arrivant par l'ou e est dirig vers la roue en rotation qui sous l'effet de la force centrifuge lui communique de l' nergie cin tique. La rotation augmente la vitesse du fluide tandis que la force centrifuge qui le comprime sur la p riph rie (la volute) augmente sa pression. Dans l largissement en sortie, qui se comporte comme un divergent, le liquide perd de la vitesse au profit de l accroissement de pression : l nergie cin tique est convertie en nergie de pression. Figure 3: Principe de fonctionnement d une pompe centrifuge 3-3/ Les diff rents types des pompes centrifuges : On distingue deux types de pompes centrifuges : - Les pompes monocellulaires quip es d une seule roue.

7 - Les pompes multicellulaires quip es de plusieurs roues : pour ce type de pompes, les roues sont mont es sur l arbre d entrainement et raccord es de sorte que le collecteur de la premi re cellule conduit le liquide dans l ou e de la cellule suivante. En arrivant la roue suivante, le liquide est charg avec la pression d velopp e dans la cellule pr c dente. A la sortie de la derni re roue, la pression du liquide sera gale la somme des diff rentes pressions d velopp es au niveau des diff rentes cellules de la pompe. refoulement rotor aspiration rotor volute refoulement Technologie des Syst mes Hydrauliques ISET Siliana Elabor par : Chouch ne Mohamed 9/101 Figure 4: Pompe centrifuge multicellulaire 3-4/ Avantages et inconv nients des pompes centrifuges : Pour les avantages, ce sont des machines de construction simple, sans clapet ou soupape, d utilisation facile et peu co teuses.

8 - A caract ristiques gales, elles sont plus compactes que les machines volum triques. - Leur rendement est souvent meilleur que celui des volum triques . - Elles sont adapt es une tr s large gamme de liquides. - Leur d bit est r gulier et le fonctionnement est silencieux. - En cas de colmatage partiel ou d obstruction de la conduite de refoulement, la pompe centrifuge ne subit aucun dommage et l installation ne risque pas d clater. La pompe se comporte alors comme un Du c t des inconv nients : - Impossibilit de pomper des liquides trop visqueux. - Production d une pression diff rentielle peu lev e (de 0,5 10 bar). - Elles ne sont pas auto-amor antes. - A l arr t ces pompes ne s opposent pas l coulement du liquide par gravit (donc il faut pr voir des vannes ou des clapets). 3-5/ Amor age des pompes centrifuges : Les pompes centrifuges ne peuvent pas s'amorcer seules.

9 L'air contenu n cessite d' tre pr alablement chass . On peut utiliser un r servoir annexe plac en charge sur la pompe pour r aliser cet amor age par gravit . Pour viter de d samorcer la pompe chaque red marrage il peut tre int ressant d'utiliser un clapet anti-retour au pied de la canalisation d'aspiration. Figure 5: Amor age d une pompe centrifuge par une pompe manuelle Pompe manuelle d amor age Technologie des Syst mes Hydrauliques ISET Siliana Elabor par : Chouch ne Mohamed 10/101 Figure 6: Amor age manuel d une pompe centrifuge 3-6/ Installation d une pompe centrifuge : a/- Pompe immerg e : Pour ce type de pompes on n a pas de probl me d amor age. Les pompes immerg es sont de technologie particuli re, on distingue de cas : a- La pompe immerg e et le moteur situ au-dessus du niveau de l eau b- La pompe et le moteur sont immerg s (pour un tel type de montage, il faut faire attention l tanch it du moteur lectrique) Figure 7: Pompe immerg e b/- Pompe en charge : (la pompe est situ e au-dessous du r servoir) Pour ce type de pompe on n a pas de probl me d amor age mais il faut pr voir une vanne d isolation pour viter la vidange du r servoir lors de l entretien de la pompe.

10 NB : il ne faut pas mettre la pompe en marche vanne ferm e. Figure 8: Pompe en charge Clapet anti-routeur Vanne d isolation Alimentation lectrique Vanne Pompe immerg e Forage (Situation de pompage) Niveau de l eau apr s rabattement Technologie des Syst mes Hydrauliques ISET Siliana Elabor par : Chouch ne Mohamed 11/101 c/- Pompe en aspiration ou en d pression : (la pompe est situ e au-dessus du r servoir) Pour ce type de pompe on doit placer un clapet de pied au niveau de la cr pine pour permettre l amor age de la pompe lors de la premi re mise en marche. NB : La hauteur d aspiration ha est limit e. En pratique, pour l eau pression atmosph rique, hamax <8m. Figure 9: Pompe en aspiration 3-7/ R glage du d bit : - Trois moyens sont possibles : a- Variation de la vitesse de rotation de la pompe en variant la vitesse de rotation du moteur lectrique par un dispositif lectronique (variateur de vitesse lectrique).