Compresseurs d’air

Compresseur d'air Les compresseurs d’air

Les industries utilisent l’air comprimé comme source d’énergie pour alimenter certains outils.

Celle-ci est obtenu grâce à des compresseurs.

On en distingue 2 grands types : les compresseurs à piston et les compresseurs à vis.

 

Les compresseurs d’air en quelques chiffre

  • Air comprimé : 10% de l’énergie globale dans le monde industriel
  • Compresseurs : Puissance du moteur entre 0.75 kW et 420 kW
  • La pression nominale varie entre 1.5 et 414 bars.
  • La pression couramment utilisée : 6 bars

Dans le cadre d’un projet de réimplantation ou de transfert industriel

Pourquoi s’équiper :

L’air que nous respirons est essentiellement composé d’azote (à hauteur de 78%) et d’oxygène (à hauteur de 21%). Mais pas seulement, dans des proportions moindres, d’autres éléments entre dans la compositions de l’air : Il s’agit de dioxyde de carbone, de vapeur d’eau, de différents gaz (rares ou polluants) et de particules comme de la poussière.

 

Les compresseurs à piston et à vis sont utilisés pour comprimer cet air.

  • La compression permet de créer de l’énergie à travers un processus et des mécanismes bien spécifiques.
  • Lorsque les compresseurs sont composés de filtres et de sécheurs, ils fournissent une énergie propre dans le sens où ils éliminent les huiles, impuretés et vapeurs d’eau contenus dans l’air et pouvant avoir des effets néfastes sur les Hommes (huiles et impuretés) ou sur les outils (vapeurs d »eau).
  • Utilisés dans le milieu industriel, les compresseurs ont plusieurs avantages :
    • L’air comprimé représente une énergie peu (voire non) polluante et non combustible moins dangereuse pour les travailleurs que l’énergie thermique ou électrique.
    • Ils résistent parfaitement aux vibrations et ondes électromagnétiques
    • De nombreux appareils peuvent être alimentés grâce à cette source d’énergie. On peut par exemple citer : visseuses, foreuses, meuleuses, agrafeuses, perceuses, marteaux, scie pneumatiques, etc.

 

 

Choix techniques :

Il existe 2 types de compresseurs :

Les compresseurs à piston et les compresseurs à vis.

Le processus de fonctionnement est le même pour les deux types d’appareils.

Cela va se traduire par différentes étapes :

  • Les compresseurs vont fonctionner grâce à un moteur électrique ou thermique
  • Premièrement, ils vont absorber l’air situé dans l’environnement autour de l’appareil
  • Ils vont ensuite le comprimer grâce à un système de vis ou piston
  • Celui-ci sera stocké dans une cuve puis rejeté sous pression

 

Plusieurs éléments sont à prendre en compte dans le choix du compresseur, les principaux sont les suivants :

La Capacité de la cuve :

  • Plus la taille de la cuve est grande plus l’aspiration et le débit d’air seront optimisés (Moteur moins sollicité), et inversement, plus la cuve sera petite plus le moteur sera sollicité pour faire fonctionner le mécanisme.
  • Toutefois la cuve doit être adaptée et correspondre aux capacités techniques du compresseur. Une cuve de grande capacité ne sera d’aucune utilité pour un compresseur peu puissant.

 

La pression maximum :

  • Cette donnée traduit la pression maximale que le compresseur est capable de supporter.
  • Par exemple si un appareil nécessite une pression de 8 bars et la pression maximale du compresseurs est de 7 bars alors, ils ne pourront être reliés ensemble. (En effet cette valeur ne prend pas en compte la totalité des appareils branchés)
  • Le débit d’air aspiré (m3 /h) et le débit d’air restitué (m3 /h)
  • Cela désigne le volume et la vitesse d’air entrant et sortant du compresseur.
  • Celle-ci est variable et dépend des appareils.
  • Evidemment l’air restitué est toujours moins important que l’air aspiré.

 

La Puissance du moteur :

  • Celle-ci est mesurée en chevaux. 1 kW est égale à environ 1,35962 chevaux.

 

Le type de bloc de compression :

  • On peut distinguer les compresseurs selon le nombre d’étages qui les compose.
  • Un étage correspond à : un cylindre, un piston, un clapet d’aspiration, un clapet de refoulement, une bielle et un volant d’entrainement.
  • Généralement, les compresseurs se compose de un, deux ou trois étages.
  • Plus le nombre d’étages est important, plus la pression de sortie sera élevée.

 

Ainsi, on peut différencier les compresseurs selon les caractéristiques ci dessus :

Les Compresseurs à piston :

  • Puissance entre 0.75 kW et 420 kW
  • La pression nominale varie entre 1.5 et 414 bars.
  • Capacité de la cuve 3 à 500 litres.
  • Débit d’air aspiré : Variable
  • Débit d’air restitué : Variable
  • Energie : Electrique (220V ou 400V) ou thermique

Compresseurs à vis :

  • Puissance entre 4 kW et 250 kW
  • La pression nominale varie entre 5 et 13 bars.
  • Capacité de la cuve : 3 à 500 litres
  • Débit d’air aspiré : Variable
  • Débit d’air restitué : Variable
  • Energie : Electrique (220V ou 400V) ou thermique

Généralement les compresseurs à piston sont utilisés pour les grandes installations de réseau à air comprimé.

Les compresseurs peuvent également être associés à différents équipements :

  • Les filtres à air comprimé supprimant l’huile et les saletés contenues dans l’air.
  • Les sécheurs : éliminant la vapeur d’eau.
  • Quand ils ne sont pas composé de filtres et de sécheurs, ils peuvent entrainer une détérioration plus rapide des machines.

 

Comment l’installer :

  • Les compresseurs mobiles ne nécessitent aucune opération d’installation.
  • Les compresseurs fixes, eux, peuvent être assez imposants (ils peuvent être implantés dans des ateliers d’industrie ou dans des locaux spécialement dédiés)
  • Il faut cependant veiller à ce qu’ils soient suffisamment ventilés car ces équipements dégagent de la chaleur mais craignent le gel.

 

Qui peut installer :

  • L’installation de compresseur est effectuée par des sociétés spécialisées dans les systèmes d’air comprimé.
  • La plupar des fournisseurs proposent également le service d’installation.

 

Réglementation liée :

La règlementation qui régit les compresseurs d’air porte essentiellement sur l’entretien et la maintenance à effectuer sur ce genre d’appareil.

L’Arrêté du 15/03/2000 met en avant :

  • les types d’appareil concernés par les contrôles
  • la nature et la fréquences des vérifications
  • l’identité des contrôleurs
  • les documents à fournir

 

Les compresseurs concernés par les contrôles :

Selon l’article 2 de l’arrêté, il s’agit :

des compresseurs dont le produit (Pression*Volume) est supérieur à 200 bars/ litre. (Sauf ceux dont le volume est au plus égale à 1 litre et la pression maximale admissible au plus égale à 1000 bars)

des compresseurs dont la pression maximale admissible est supérieure à 4 bars (2.5 bars pour les appareils à couvercle amovible et à fermeture rapide)

La nature et la fréquences des contrôles :

Selon l’article 10 et 11, 21 et 22 de l’arrêté, 2 types de contrôles doivent être réalisés :

Des inspections périodiques :

  • Elles sont à réaliser tous les 40 mois.
  • « Si l’état d’un équipement sous pression le justifie, l’exploitant doit réduire cet intervalle »
  • « Les tuyauteries font l’objet d’inspections dont la nature et la périodicité sont précisées dans un programme de contrôle établi par l’exploitant dans l’année qui suit leur mise en service. »
  • « Les équipements sous pression mobiles doivent en outre être vérifiés extérieurement avant chaque remplissage »
  • « L’inspection périodique a pour objet de vérifier que l’état de l’équipement sous pression lui permet d’être maintenu en service avec un niveau de sécurité compatible avec les conditions d’exploitation prévisibles ».
  • « L’inspection périodique comprend : une vérification extérieure, un examen des accessoires de sécurité et des investigations complémentaires en tant que de besoin. Elle porte sur toutes les parties visibles après exécution de toutes mises à nu et démontage de tous les éléments amovibles. »
  • « L’inspection périodique d’un équipement sous pression doit être conduite en tenant compte de la nature des dégradations susceptibles d’avoir une incidence sur la sécurité de son exploitation et, le cas échéant, des indications figurant dans la notice d’instructions fournie par le fabricant. »

Des requalifications périodiques :

  • Elles sont à réaliser tous les 10 ans.
  • Elles doivent être réalisées par un organisme d’inspection reconnu
  • « La requalification périodique d’un équipement sous pression fixe doit être renouvelée lorsque celui-ci fait l’objet à la fois d’une installation dans un autre établissement et d’un changement d’exploitant. » 

L’identité des contrôleurs :

Selon l’article 10 de l’arrêté :

« L’inspection périodique est réalisée sous la responsabilité de l’exploitant, par une personne compétente désignée à cet effet, apte à reconnaître les défauts susceptibles d’être rencontrés et à en apprécier la gravité. »

Les documents à fournir :

Selon l’article 10 de l’arrêté  :

« Toute inspection périodique donne lieu à l’établissement d’un compte rendu mentionnant les résultats de tous les essais et contrôles qui ont été effectués. « 

« Ce compte rendu est daté et signé par la personne qui a procédé à l’inspection périodique. Si une personne compétente s’est substituée à l’exploitant, l’exploitant doit en outre dater et signer le compte rendu d’inspection périodique dans le cas où celle-ci a donné lieu à une ou plusieurs observations. »

 

 

Mise en œuvre

A prévoir avant :

Branchement aux réseaux énergie et fluides :

  • Les compresseurs à vis et à piston doivent être alimentés sur le réseau d’énergie lorsque qu’ils sont équipés d’un moteur électrique.
  • Certains nécessitent une alimentation électrique monophasé 230 volts, et d’autres un branchement sur du triphasé 380 volts.
  • En dessous de 3 chevaux (2208 watt), un branchement sur du 220 volt suffit, au delà, il faudra utiliser du 380 volt.

Implantation :

  • Certains compresseurs mobiles peuvent facilement s’implanter sous une table d’atelier ou même être facilement transportables.
  • Les compresseurs fixes peuvent se situer dans un atelier ou un espace spécialement dédié.
  • Cependant, plusieurs éléments sont à prendre en compte dans le choix du lieu d’implantation :
    • Il faut éviter les lieux trop poussiéreux
    • Aucun produit dangereux ne doit être dégagé au niveau de la zone d’aspiration
    • L’air aspiré doit se situer à un niveau de température compris entre 3 et 40 degrés.
  • L’emplacement des compresseurs doit être correctement ventilé :
    • Pour les compresseurs d’une puissance inférieur à 5,5kW : Une grille d’aération à proximité de l’élément d’aspiration et une fenêtre ou une ouverture en hauteur suffisent pour créer le circuit de ventilation.
    • Pour les compresseurs d’une puissance comprise entre 5,5kW et 11 kW : Le circuit de ventilation doit se composer d’une grille d’aération à proximité de l’élément d’aspiration et d’un  ventilateur thermostaté en hauteur.
    • Pour les compresseurs d’une puissance supérieur à 11kW : Le circuit doit se composer d’une grille d’aération et d’une gaine d’évacuation.

Choix technique :

  • Pour cibler un modèle de compresseur, il faut additionner la consommation totale en air de l’ensemble des appareils qui vont être reliés au compresseur. Celle-ci doit être exprimé en m3 /h.
  • Il est fortement recommandé de multiplier cette valeur par au moins 1,25 ou 1,5 (en cas d’ajout d’appareils dans le futur, et par anticipation des pertes de charges) pour choisir un compresseur capable de fournir ce niveau d’air comprimé.

Déclaration préalable :

  • Une déclaration de mise en service doit être remise à la D.R.E.A.L (Direction Régionale de l’Environnement de l’Aménagement et du Logement).
  • Cela concerne les compresseurs dont  la pression maximale admissible est supérieure à 4 bars et dont le produit (Pression maximale*Volume) est supérieur à 10 000 bars par litre.

 

A prendre en compte pendant la mise en œuvre :

Travaux préalables :

  • La mise en place de compresseur d’air comprimé peut susciter quelques travaux concernant  :
  • La ventilation du lieu d’implantation
  • L’installation du réseau de tuyauterie

Conformité :

  • Les compresseurs doivent disposer du marquage CE.
  • L’installateur doit remettre au propriétaire une notice d’instruction détaillée.

Qui peut installer :

  • L’installation de compresseur est effectuée par des sociétés spécialisées dans les systèmes d’air comprimé.
  • La plupart des fournisseurs proposent également le service d’installation.

 

A planifier après la mise en place :

Test et Conformité :

  • Pour que les compresseurs soient reconnus comme conformes, il faut respecter les obligation de maintenance.
  • L’ensembles des opérations doivent être effectuées par une personne compétente et être retranscrit dans un registre de sécurité.

 

Améliorations complémentaires :

  • Parfois, il arrive que le système donne lieu à des pertes de charges.
  • Cela correspond à des baisses de pression entre le compresseur et les outils auxquels il est relié.
  • Cela peut s’expliquer par :
    • la longueur et le diamètre du réseau de tuyauterie
    • Le frottement entre l’air comprimé et la tuyauterie (pour cela il faut préférer des tuyaux en aluminium ou en pvc renforcé)
    • la consommation d’air des outils
  • Pour résoudre ce problème il est possible de changer certains éléments du circuit d’air comprimé comme la tuyauterie par exemple ou alors d’augmenter la pression du compresseur. (mais cela entrainera une consommation plus importante d’énergie thermique ou électrique).

Maintenance et entretien :

  • Vous pouvez consulter la partie au dessus concernant la règlementation liée aux compresseurs pour prendre connaissance des opérations de vérification à effectuer pour un compresseur à air comprimé.
  • Concernant l’entretien, il est recommandé de :
  • Purger l’eau accumulée dans la cuve à fréquence d’une fois par mois
  • Nettoyer le filtre toutes les 50 heures
  • Vérifier le niveau d’huile et la remplacer toutes les 100 heures

 

Prix moyen pour ….

  • Achat : … €/x
  • Location : … €/…
  • Maintenance et entretien : …€
  • Homologation : … €

 

 

Pour un déménagement d’entreprise ou une réimplantation d’entreprise :

  • Lors d’un changement de lieu d’implantation, dans le cadre d’un aménagement ou déménagement, une requalification doit être effectuée (comme stipulé dans la partie règlementation liée)

 

Grandeurs liés aux compresseurs d’air :

Les Compresseurs à piston :

  • Puissance entre 0.75 kW et 420 kW
  • La pression nominale varie entre 1.5 et 414 bars.
  • Capacité de la cuve 3 à 500 litres
  • Débit d’air aspiré : Variable
  • Débit d’air restitué : Variable
  • Energie : Electrique (220V ou 400V) ou thermique

 

Compresseurs à vis :

  • Puissance entre 4 kW et 250 kW
  • La pression nominale varie entre 5 et 13 bars.
  • Capacité de la cuve : 3 à 500 litres
  • Débit d’air aspiré : Variable
  • Débit d’air restitué : Variable
  • Energie : Electrique (220V ou 400V) ou thermique

 

 

Liens avec d’autres thèmes ou d’autres articles du site :

Dans le thème entretien et sécurité et environnement, vous pouvez consulter notre article concernant la mise en place de registre de sécurité, il vous sera utile pour prendre connaissance des éléments à retranscrire dans ce document dans le cadre de la maintenance et de l’entretien des compresseurs à vis et piston par exemple .

Registre de sécurité

 

ADICI : www.adici.fr

Check-list projet complète

Budget de projet

Plan d’implantation 3D

 

Normes, références et liens sites autres.

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