Pneumaticien

Énergie pneumatique

« Pneumatics » (Cyclopaedia, 1728)

L'énergie pneumatique est l'énergie emmagasinée dans un gaz comprimée (habituellement de l'air comprimé) dans un système pneumatique.

L’air comprimé utilisé dans les systèmes pneumatiques est au départ de l’air à la pression atmosphérique porté artificiellement à une pression plus élevée appelée pression d’utilisation.

Dans un système pneumatique, l’air comprimé est utilisé comme moyen de transport et de stockage d’énergie. De production facile, le système pneumatique présente un certain nombre d’avantages.

Composition de l'air

L’air est un mélange gazeux constitué de :

• 21% d’oxygène
• 78% d’azote
• 1% de gaz rares (argon, néon, hélium…), d’hydrogène, de gaz carbonique et de vapeur d'eau.

La masse volumique de l’air est de 1,293 kg /Nm3 (1 Nm3 = 1 normomètre cube indique une mesure établie à la pression atmosphérique normale de 1,013.10⁵ Pa = 1bar et 0°C de température).

Utilisations

• De quelques mbar à 1 bar : domaine de la régulation, de la fluidique
• De 1 à 10 bar : domaine de la commande, de la puissance (usage courant)
• De 20 à 40 bar : domaine de la navigation (démarrage diesel)
• De 150 à 200 bar : stockage de l’air en bouteilles (plongée)
• De 200 à 500 bar : domaine de respiration autonome la pression remplit le corps d'elle-même

Avantages de cette source d’énergie

• L’air comprimé se transporte facilement dans des conduites bon marché.
• Il est propre et les composants fonctionnant sous cette énergie sont peu coûteux.
• Pas de risque de détérioration pour cause de surcharge (moteurs pneumatiques de visseuses).
• Il est également peu sensible aux variations de température.
• Enfin les échappements d’air et les fuites ne sont que peu polluants.
• Utilisation idéale en milieu explosif.

Avantages dans la grande industrie

Dans le grande l'industrie, principalement dans les ateliers où l'atmosphère est insalubre comme les fonderies, les mines; l'emploi de l'énergie pneumatique présentent de nombreux avantages par rapport aux autre moyens d'énergie.

Avantages dans les automatismes

Dans les automatismes, l'emploi de la logique pneumatique pour la commande des installations de chantiers bénéficie des réseaux de distribution d'air comprimé déjà présents :

• peu sensible au grands écarts de température (cas des forges et fonderies) ;
• peu sensible au vibrations ;
• peu sensible aux poussières du fait que les armoires sont en légère surpression (due au fonctionnement et à l'échappement des gaz) ;
• plus sécurisant que l'emploi de l'électricité ;
• dépannage possible par le technicien responsable du chantier.

Inconvénients de cette source d’énergie

Malgré de nombreux avantages, l’automatisation par l’air comprimé présente certains inconvénients qu’il faut prendre en considération :

• Cette source d’énergie exige un excellent conditionnement (filtration).L'eau et l'huile également doivent être retirées à l'aide de filtres ou de sécheurs.
• Il est difficile d’obtenir des vitesses régulières du fait de la compressibilité de l’air.
• Les forces développées restent relativement faibles. Pour des efforts importants, il est préférable voire impératif de faire appel à de l’énergie hydraulique.
• L’air des échappements est bruyant. Ce phénomène désagréable se trouve en partie résolu grâce à l’utilisation de silencieux.
• Il n'existe peu ou pas de gaz pré-comprimé économiquement exploitable à l'état naturel. Il est donc nécessaire de le comprimer artificiellement (consommation d'une autre énergie accompagnée de pertes thermiques), ce qui n'en fait qu'un moyen de transport ou de stockage d'énergie, mais pas une source d'énergie primaire au plein sens du terme.
• Le mauvais état (fuites) et le déploiement anarchiques des réseaux de distribution entrainent des pertes importantes (30 à 40%).
• La production et l'exploitation de cette forme d'énergie ne se fait pas sans perte elle est donc relativement chère.

Voir aussi

Article connexe

• Moteur à air comprimé

Liens externes

• Guide de dimensionnement des vérins pneumatiques
• Glossaire des termes associés à l'air comprimé

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