Moteur pneumatique: fonctionnement, caractéristiques techniques, utilisation ...

Toutes les informations que vous recherchez à un seul endroit : Fonctionnement, caractéristiques techniques, utilisation des moteurs pneumatiques... Suivez le guide !

L’énergie électrique est la plus répandue. Elle a cependant ses limites (risque d’incendie, habilitations spécifiques, chère à rendre compatible avec les zones ATEX et les environnements humides…). Dans ces cas de figures, l’énergie pneumatique, bien que moins commune, peut parfaitement prendre le relai et assurer la sécurité des installations et des personnes.

Les moteurs pneumatiques sont flexibles, robustes et adaptables. C’est une source d’énergie simple à utiliser et une excellente alternative à l’hydraulique ou encore à l’électrique.

Vous vous posez sûrement des questions concernant les moteurs pneumatiques, afin de mieux vous y retrouver, voici le détail de ce que nous allons aborder :

-Pourquoi choisir un moteur pneumatique: 5 raisons ..

-Comment marche un moteur pneumatique

-Dix caractéristiques techniques des moteurs pneumatiques

-Huit exemples d’utilisation de moteurs pneumatiques dans des environnements spécifiques

5 raisons de choisir les moteurs pneumatiques

1# Le moteur pneumatique: petit mais puissant

Grâce à son design léger et compact, le moteur pneumatique est, à puissance égale, 4 à 5 fois moins lourd qu’un moteur électrique. Il est donc d’autant de fois plus puissant qu’un moteur électrique du même gabarit..

Notre plus grand (3200 watt) VS plus petit (150watt) moteur pneumatique ->

2# La fiabilité du moteur pneumatique est sans égale.

Même soumis à une surcharge, il ne s'abîme pas bien qu’il reste bloqué. Lorsque la charge est abaissée, le moteur se débloque, et se remet à fonctionner normalement. De plus, il n’y a pas de pic d’intensité au démarrage.

3# Le moteur pneumatique s’adapte à tous les environnements.

Il est notamment habilité dans les environnements ATEX (Atmosphère Explosif) ainsi que humide. Il n’y a également aucun risque d’incompatibilité électromagnétique (CEM). De plus, il ne surchauffe pas, car il est refroidi par l’air qui l’alimente.

4# Le coût d’un moteur pneumatique est très compétitif. 

En effet, les lignes d’alimentation pneumatiques sont moins chères que les lignes hydrauliques par exemple. Le coût d’entretien est également diminué car un moteur pneumatique ne nécessite que peu de maintenance. De plus, comme vu précédemment, le moteur pneumatique ne chauffe pas, en comparaison, le moteur électrique devra être surdimensionné pour éviter qu’il ne surchauffe. Enfin, les protections contre l’humidité représentent un coût non négligeable et absolument pas nécessaire lors de l’utilisation d’un moteur pneumatique.

5# Le moteur pneumatique est respectueux de l’environnement.

 Il ne dégage pas de pollution additionnelle, et son recyclage est facilité par la simplicité de ses matériaux. C’est une très bonne alternative au moteur thermique à essence ou au moteur électrique.

Moteur pneumatique: fonctionnement 

Dans un moteur pneumatique, on peut distinguer 2 parties, une partie pneumatique qui actionne le moteur et une partie que l’on appelle réduction, qui ajuste la vitesse de rotation du moteur ainsi que le couple.

1# Regardons de plus près la partie pneumatique :

Sur l’image ci-dessus, nous pouvons voir la partie pneumatique du moteur. C’est un stator qui renferme un rotor. La partie qui sépare le rotor et le stator est en forme de croissant. Le stator est fermé par deux flasques aux extrémités, une permettant de guider le rotor et l’autre permettant l’alimentation en air. Lorsque que le rotor tourne, grâce à l’air, les palettes sortent de leurs encoches tout en restant en contact avec la partie interne du stator. Cela permet de segmenter l’espace dans les chambres qui contiennent chacune un volume d’air différent. La pression d’air injectée dans le moteur via la chambre de compression varie entre 4 et 6 bars.

Le fonctionnement du moteur pneumatique est simple, le rotor tourne grâce aux forces qui s’exercent sur les bords. Le volume d’air présent dans les chambres (avec les palettes sorties) augmente, par conséquent il y a une détente de l’air présent. Ce processus permet une rotation continue du rotor.

Afin de résumer le plus simplement possible, c’est la différence de pression dans les chambres qui entraîne la rotation.

Les moteurs pneumatiques sont réversibles, il suffit simplement d’inverser le point d’entrée et le point de sortie de l’air.

2# Quel est le rôle du réducteur dans le moteur :

Lorsque le moteur est soumis à une pression de 6 bars, le rotor tourne entre 10 000 et 20 000 révolutions par minute. Le réducteur va alors réguler et adapter le couple et la vitesse aux besoins de l’application. Le choix du réducteur se fait donc par rapport à l’application du moteur.

Comment choisir le réducteur en fonction de l’application ?

Chez MODEC, chaque moteur est unique, car le design et le résultat dépend de la combinaison des pignons. Ce procédé permet un large choix de vitesse et de couple. Il est même possible d’installer 1 à 5 étages de réduction !

Qu’elle est la relation entre le couple et la vitesse ?

La relation entre le couple et la vitesse est importante et très facile à comprendre. Lorsque qu’il n’y a aucune charge, le couple est à 0 et la vitesse est au maximum. Maintenant, si la charge augmente, le couple augmente avec elle et la vitesse diminue. Enfin, lorsque la charge est supérieure au couple, le moteur cale, c’est ce qu’on appelle le couple de calage.

Les moteurs MODEC sont élaborés avec différents réglages (couple & vitesse) car chaque application nécessite des réglages spécifiques. Par expérience, nous savons que beaucoup d’applications ont besoin d’une vitesse basse et d’un couple important. Cependant, MODEC peut s’adapter à toutes les applications possibles grâce à son choix de réducteur, mais aussi grâce à la possibilité de monter un renvoie d’angle sur le moteur. Ce dernier permet aux moteurs de s’adapter dans tous les environnements.

Dix caractéristiques techniques du moteur pneumatique 

Moteur pneumatique - caractéristique #1 : Facilité de mise en œuvre 

Les systèmes pneumatiques ne nécessitent pas de contrôle sophistiqué, il est simple de faire varier la vitesse et le couple en limitant l’arrivée d’air par exemple. De plus, contrairement au système hydraulique, le pneumatique n’a pas besoin d’une installation de bac de rétention pour parer aux fuites. Enfin, les réseaux d’air comprimé sont bien souvent déjà présents sur les sites industriels donc aucune installation supplémentaire n’est requise.

Moteur pneumatique - caractéristique #2 : Une souplesse de fonctionnement

Les moteurs pneumatiques MODEC fonctionnent sur toute la courbe de couple. Ils peuvent fonctionner aussi bien avec la vitesse à vide jusqu’à l’arrêt contrôlé. Les moteurs pneumatiques adaptent leur vitesse en fonction du couple. Ci-dessous le graphique représentant les courbes:

Moteur pneumatique - caractéristique #3 : Pas d’encombrement

Un moteur pneumatique est 5 à 6 fois plus léger qu’un moteur électrique, à puissance égale. Nos plus petits moteurs pèsent environ 700 grammes et nos plus gros pèsent aux alentours de 7 kilogrammes. Cette capacité permet une application dans les environnements même encombrés.

Moteur pneumatique - caractéristique #4 : Aucun risque d’incendie

Contrairement aux moteurs électriques, les moteurs pneumatiques ne présentent pas de pics d’intensité au démarrage. Lors d’application où le démarrage est très fréquent les systèmes électriques et hydrauliques peuvent donc surchauffer et créer un risque d’incendie. Les moteurs MODEC peuvent fonctionner jusqu’au calage sans surchauffe et sans dommage (l’air injecté dans le moteur le refroidi).

Moteur pneumatique - caractéristique #5 : Durable et Fiable

Les moteurs pneumatiques sont fiables, ne surchauffent pas, ne s'abîment pas au calage ou lors de surcharge. Ils peuvent être utilisés dans des environnements dangereux (inflammables ou explosifs). Ils ne craignent ni l’humidité ni la poussière et leur maintenance est très facile (produit durable).

Moteur pneumatique - caractéristique #6: Fonctionnement dans les deux sens de rotation

Il est tout à fait possible d’utiliser les moteurs pneumatiques dans les deux sens de rotation. Comme nous l’avons vu précédemment, il suffit simplement de changer l’arrivé d’air. Pour réaliser cela, nous pouvons monter un joystick, l’actionnement de ce joystick va inverser l’entrée avec la sortie d’air. Il est donc possible de changer le sens de rotation à la volée sans endommager le moteur.

Moteur pneumatique - caractéristique #7 :  Un fonctionnement sans danger

Il n’y aucune source d’électricité dans nos moteurs, par conséquent aucun risque d’étincelles. Pas de chaleur, donc pas de surchauffe. C’est pourquoi nos moteurs sont performants dans les environnements ATEX sans aucune prise de risque.

Moteur pneumatique - caractéristique #8 : Pas besoin d’habilitation électrique

Pour certaines applications électriques, l’employeur doit délivrer à ses opér

ateurs une habilitation qui permet à l’opérateur d’effectuer des opérations électriques en toute sécurité. Avec nos moteurs pneumatiques, aucune habilitation n’est requise. Les opérateurs peuvent tout à fait installer, utiliser et effectuer une maintenance sur nos moteurs en toute sécurité.

Moteur pneumatique - caractéristique #9 : Recyclable

Nous l’avons vu vaguement dans la première partie, nos moteurs sont respectueux de l’environnement. Tout d’abord, parce qu’ils ne polluent pas, ne rejettent pas de pollution dans l’air. De plus, ils sont fabriqués avec des matériaux recyclables comme l’aluminium ou l’acier.

Moteur pneumatique - caractéristique #10 : Son fonctionnement en conditions extrêmes

Les moteurs MODEC résistent à l’humidité, la chaleur, la poussière, aux champs magnétiques ainsi qu’aux radiations. Ils ne risquent donc pas d’exploser. Ils peuvent fonctionner à des températures extrêmes allant de -30° celsius à +150° celsius. Ils sont adaptés à tous les environnements.

5 exemples d’utilisation des moteurs pneumatiques dans des environnements spécifiques

Chaque moteur pneumatique est unique, il est donc difficile de standardiser un produit pour une industrie. Cependant, il existe quelques environnements spécifiques où nos moteurs sont très performants. 

Le moteur pneumatique dans les atmosphères humides :

Dans les zones portuaires, sur les bateaux ou dans les zones du bord de mer, il y a un grand risque de corrosion. Pour la motorisation des vannes ou des treuils, des moteurs sont utilisés et s’abîment très vite. Il faut protéger les installations électriques ainsi que le réseau qui l’alimente. Protéger le moteur ainsi que le réseau électrique coûte cher. L’avantage du pneumatique qu’un simple système de lubrification et de filtration est nécessaire pour le protéger. Les moteurs pneumatiques sont globalement plus résistants à l’humidité que les moteurs électriques.

Le moteur pneumatique dans les atmosphères poussiéreux :

La poussière est présente dans beaucoup d’applications: chantier, système de sablage, agroalimentaire avec les silos à grain. Les moteurs électriques vont rencontrer deux problèmes majeurs avec la poussière. Tout d’abord la poussière va boucher les filtres et les aérations prévue pour refroidir le moteur, le moteur électrique va donc surchauffer. Ensuite, la poussière va entrer dans le moteur et ainsi abîmer les composants à l’intérieur.  Le moteur pneumatique n’a pas ses deux problèmes, en effet le moteur refroidi en tournant. Plus le moteur tourne, plus il refroidit. De plus, l’air qui arrive n’est pas l’air ambiant, il est filtré puis lubrifié à l’aide de FRL (filtre régulateur lubrificateur). 

Le moteur pneumatique dans le nucléaire :

Dans le secteur nucléaire, tous les éléments sont soumis à une radioactivité importante. Un moteur électrique serait soumis quotidiennement à la radiation et ils peuvent devenir incontrôlables à cause des compatibilités électromagnétiques (CEM). Avec les moteurs pneumatiques aucun risque de CEM. L’industrie nucléaire utilise donc régulièrement des moteurs pneumatiques dans les zones irradiées.

Le moteur pneumatique dans les environnements propres :

On parle ici de « salle blanche », c’est-à-dire des environnements comme l’agro-alimentaire ou le secteur médical. Ces derniers recherche une propreté que l’on peut trouver avec les moteurs pneumatiques. Ils vont devoir résister à des produits de nettoyage spécifique. Ces secteurs les utilisent sans lubrifications et avec des palettes spéciales (qui fonctionne correctement sans lubrification).

Le moteur pneumatique dans des environnements aux contraintes mécaniques fortes :

Certaines applications comme le décapage par exemple, crée des vibrations mécaniques très forte. En effet, le moteur est situé sur la partie qui vibre beaucoup. Le risque de cette application est que des pièces mécaniques présentent à l’intérieur du moteur cèdent. Les moteurs MODEC ont été testés et approuvés dans les secteurs aux grandes contraintes mécaniques. Les moteurs sont robustes et conçus pour avoir une résistance mécanique importante.

Vous l’aurez compris, les moteurs pneumatiques MODEC sont fiables résistants, adaptable à chaque situation. Ils permettent une bonne alternative aux moteurs électriques, hydraulique ou thermique. Le pneumatique permet une meilleure sécurité dans les zones dangereuses et est facile d’utilisation. Alors ? Qu’attendez vous ?