Hydraulique : De la mécanique des fluides à la transmission de Puissance

La méthode la plus courante encore aujourd'hui pour générer un débit variable est d'utiliser un système d’entraînement (moteur thermique ou électrique) tournant à vitesse constante associé à une pompe à cylindrée variable.

Dans le domaine de l'hydraulique mobile, l’entraînement de la pompe est réalisée avec un moteur thermique dont la fréquence de rotation minimale (ralenti) est de quelques centaines de tours /min. Dans ce cas, il n'y a pas d'autres solutions que d'utiliser des pompes à cylindrées variables pour faire varier le débit, voir de l'annuler et inverser sons sens.

En hydraulique industrielle, le système d'entraînement classique est le moteur asynchrone qui a l'avantage d'être robuste et bon marché. La variation de débit est alors également obtenue par la variation de cylindrée de la pompe.

Tant que l'énergie était bon marché, pour faire varier le débit, utiliser une pompe à cylindrée variable était la solution la plus économique et la plus aboutie.

Aujourd'hui, le coût élevé de l'énergie et les nouvelles réglementations pour le développement durable, « la pompe ne peut plus être définie uniquement par la cylindrée et la pression. Les paramètres de coûts de maintenance et énergétiques sont des enjeux importants pour le choix ». (Patrice Baratte, Oilgear Towler [FLU11]). De nombreux constructeurs proposent maintenant, à la place d'une pompe à cylindrée variable, une pompe à cylindrée fixe avec un système de variation de vitesse du moteur. C'est le cas de Parker Hannifin France qui a réalisé des essais chez un fabricant de presse à injecter avec une pompe à palettes Denisson dotée d'un variateur qui a conduit à une économie de la consommation d'énergie de 50%. Cette pompe à palettes de type standard est équipée de ressorts qui permettent de plaquer les palettes contre la came afin d'éviter les baisses de rendement à vitesse de rotation faibles qui pourraient être occasionnées par une diminution de la force centrifuge.[FLU11]

Lors du dimensionnement d'une installation hydraulique il est donc impératif de réaliser une étude du coût de fonctionnement, et en particulier de la part de la consommation énergétique, pour faire un choix éclairé de la technologie à mettre en œuvre pour générer un débit variable. Dans de nombreux cas, le surcoût à l'investissement d'un moteur asynchrone équipé d'un variateur de vitesse s’amortit en moins d'un an.[FLU11]