Les pompes hydrauliques

La pompe d’une installation hydraulique sert à transformer l’énergie mécanique en énergie hydraulique (l’énergie de pression).

La pompe hydraulique refoule dans le réseau le fluide qu’elle a aspiré. Puisque le parcours du fluide est parsemé de diverses sources qui résistent à son écoulement, une pression s’établit alors à l’intérieur des conduites. La valeur de la pression est donc fonction de la résistance totale du réseau et non pas seulement du débit de refoulement de la pompe.

L’énergie mécanique que la pompe utilise provient de l’élément d’entraînement présent dans l’installation hydraulique. Les principaux éléments d’entraînement sont:

·       le moteur électrique;

·       le moteur thermique.

Aussi, un accouplement est nécessaire entre l’élément d’entraînement et la pompe hydraulique. Cet élément remplit plusieurs rôles, notamment:

·       Il transmet le couple du moteur à la pompe.

·       Il protège la pompe des vibrations du moteur.

·       Il protège le moteur des pointes de pression de la pompe.

·       Il corrige les défauts d’alignement entre l’arbre du moteur et celui de la pompe.

La pompe hydraulique P entraînée par le moteur électrique fournit l’huile à une pression fixée par le limiteur de pression LP. Si cette pression dépasse la valeur de consigne, celui-ci effectue un retour vers le réservoir R.

Finalement, un réservoir est relié à la pompe hydraulique. Il remplit aussi plusieurs fonctions:

·       la réception et le stockage du fluide de l’installation hydraulique;

·       l’évacuation de la chaleur;

·      séparation de l’air, de l’eau et des particules solides.

La grandeur d’un réservoir est fonction:

·       du débit de la pompe;

·       de la chaleur effective durant le fonctionnement normal;

·       du temps de cycle.

1/Les principales caractéristiques des pompes :

Lorsqu’il s’agit de pompes hydrauliques, on dénote les caractéristiques suivantes:

·       la cylindrée;

·       la pression de refoulement;

·      la vitesse de rotation;

·       le rendement.

La cylindrée, que l’on nomme aussi le volume de refoulement ou le volume engendré, est la définition de la capacité de la pompe. Elle représente la quantité de liquide refoulé par la pompe sur un tour (une révolution complète).

Lorsqu’on désire connaître le volume engendré par minute, on fait alors référence au débit volumique (ou le débit de refoulement). Il est alors nécessaire d’utiliser l’Equation ‎0-8 afin de trouver cette information.

Q = n * V

Equation ‎0-8

Où:

·       Q = débit volumique (débit de refoulement)

·       n = nombre de tours / min (vitesse de rotation)

·       V = cylindrée

Pour ce qui est de la pression de refoulement, celle-ci détermine sa possibilité. Il s’agit ici d’indiquer le plus court laps de temps possible pendant lequel on soumettra la pompe à une pression de pointe. Tout ceci est dans l’optique d’éviter l’usure prématurée de la pompe.

De plus, la vitesse de rotation est un important critère de choix, car le débit est fonction de la révolution de la pompe. La majorité des pompes possèdent une vitesse maximale de fonctionnement.

Enfin, le rendement représente les pertes encourues lors de la transformation de l’énergie mécanique en énergie hydraulique. Le rendement total d’une pompe est la somme du rendement volumique et du rendement hydromécanique.

En pratique, la pompe est évaluée selon des courbes caractéristiques à pression et à vitesse constantes. Ces courbes représentent différents aspects de la pompe, notamment:

·       le débit volumique (ou de refoulement);

·       la puissance;

·       le rendement.

Il est à noter que la courbe du débit en fonction de la pression est la courbe caractéristique de la pompe elle-même. La Figure ‎0-4 présente les courbes caractéristiques d’une pompe neuve et celles d’une usagée.

2/Les types de pompes :

Il existe une impressionnante panoplie de pompes différentes selon leurs fonctionnements et leurs caractéristiques. En se référant à leurs cylindrées (le débit de la pompe), on dénote ainsi trois groupes de pompes:

·       les pompes à cylindrée constante;

·       les pompes à cylindrée variable;

·       les pompes régulatrices.

Il est à noter que ces trois familles de pompes utilisent le principe du refoulement. La poussée du fluide vers les éléments de puissance se concrétise de différentes façons:

·       avec des pistons;

·       avec des palettes;

·       avec des axes filetés;

·       avec des engrenages.

Tableau ‎0-1 Pompes hydrauliques volumiques
Pompes à engrenage (pompes à débit constant)	Pompes à palettes (pompes à débit constant, variable ou régulatrice)	Pompes à pistons (pompes à débit constant, variable ou régulatrice)
Pompes à engrenage - denture extérieure	Pression arrivant sur l’intérieur	Pompes à pistons radiaux
Pompes à engrenage - denture intérieure	Pression arrivant sur l’extérieur	Pompes à pistons axiaux
Pompes à couronne dentée
Pompes à vis

3/Le principe de fonctionnement :

La pompe à engrenage extérieur est une pompe à débit constant. Une vue de coupe de ce type de pompe est présentée à la Figure ‎0-5.

Le principe de fonctionnement est fort simple. En effet, un des pignons est fixé à l’arbre moteur et il entraîne le second à l’aide de leur denture respective. Lorsque les pignons tournent, le déplacement des dents provoque un vide dans la chambre d’aspiration. Cette chambre étant en communication avec le réservoir, l’huile aspirée est donc refoulée dans la chambre de refoulement. Aussi, le déplacement des dents chasse le fluide de la chambre de refoulement et le pousse donc dans les conduites.

4/L’installation :

Il est nécessaire de tenir compte de certains facteurs lors de l’installation d’une pompe si on veut obtenir un bon fonctionnement. Il est alors fortement conseillé de se référer aux notes du fabricant.

5/L’entretien :

Puisqu’il existe une panoplie fort impressionnante de pompe, il est alors fortement conseillé de se référer aux documents techniques du constructeur. Néanmoins, certaines tâches peuvent s’appliquer à tout type d’installation

·       Maintenir un environnement propre et exempt de poussière.

·       Effectuer des entretiens préventifs régulièrement.

·       etc.