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Auteur(s)
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Jean LECLERC : Ingénieur de l’École supérieure de chimie industrielle de Lyon - Docteur 3e cycle chimie minérale et structurale - Consultant
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Les techniques d’élaboration de produits et de matériaux qui font appel au « vide » sont de plus en plus nombreuses. Ces techniques (comme la distillation sous vide ou la fabrication des tubes de télévision), sorties des laboratoires depuis longtemps, utilisent les basses pressions (terme plus exact que le terme vide qui engendre toujours des difficultés de compréhension entre utilisateurs et constructeurs) car le domaine couvre treize décades de l’atmosphère (103 hPa à 10 −10 hPa). Comme dans tous les domaines industriels, la course au rendement et à l’efficacité de la production a généré des besoins en pompes à vide de plus en plus spécifiques. Les volumes à pomper, les pressions à obtenir pour le bon déroulement des procédés, les débits-volumes des pompes nécessaires à la bonne marche des installations ont amené les constructeurs à améliorer les pompes existantes et à concevoir de nouvelles pompes. Les problèmes posés par l’environnement (rejets) et la qualité des produits (pollution) ont aussi nécessité la création de nouvelles machines dans lesquelles il a fallu prendre en compte les rendements énergétiques toujours marginalisés dans les recherches de laboratoire, ainsi que les problèmes de maintenance, de sûreté et de sécurité. La très grande variété des applications parmi les nombreux utilisateurs engendre un esprit et une culture du « vide » que les fournisseurs ont quelquefois du mal à saisir. Cela fait que chaque système de pompage doit être personnalisé et les pompes à utiliser choisies avec pertinence. Les notions de vide propre et de pompage dit sec nécessitent encore beaucoup d’explication auprès des utilisateurs. Il est impossible d’énoncer ici la multitude des cas d’application et leurs solutions. De plus, les gains obtenus par les nouvelles technologies ne sont pas toujours économiquement chiffrables lors d’une étude théorique.
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Mesures des caractéristiques d’une pompe à vide
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3. Caractérisation des pompes à vide
Toutes les pompes à vide peuvent être caractérisées par des grandeurs mesurables dont les principales sont :
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le débit-volume ou vitesse de pompage ;
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la pression limite d’aspiration ;
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le taux de compression maximale ;
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la pression critique de refoulement maximale ;
-
la pression de refoulement maximale.
Ces caractéristiques ne sont pas totalement indépendantes les unes des autres (cf. § 3.3).
3.1 Pression limite d’aspiration
On appelle pression limite d’une pompe (cf. norme NF X 10-501) « la valeur vers laquelle tend asymptotiquement la pression dans un dôme d’essai normalisé en l’absence d’introduction de gaz, la pompe fonctionnant normalement. On peut distinguer la pression limite due aux seuls gaz non condensables de la pression limite totale due aux gaz et aux vapeurs ». C’est en fait la pression la plus basse que la pompe permet d’obtenir en pompant sur un volume faible et propre, c’est-à-dire pratiquement sur elle-même.
Si une pression limite de faible valeur est un critère certain de qualité, on peut se poser valablement la question de savoir si cela est utile car, très souvent, les pompes sont utilisées à des pressions plus élevées, le débit-volume à cette pression limite étant nul.
Deux phénomènes sont à prendre en considération :
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le premier est l’influence de la pression limite sur la partie basse de la courbe débit-volume/pression (cf. § 3.2) ;
-
le second est d’ordre pratique : on ne se trouve que rarement dans les conditions idéales dans lesquelles les constructeurs relèvent les caractéristiques sur des pompes neuves et propres. Une pompe à joint d’huile usagée et surtout dont l’huile est polluée, soit par des condensats, soit par l’humidité atmosphérique, soit même par un fonctionnement prolongé, n’a plus les mêmes caractéris-tiques.
Il est donc prudent de prévoir une marge de sécurité et d’adopter une pompe...
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Caractérisation des pompes à vide
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DESTOOP (T.) - Compresseurs volumétriques. - [B 4 220]. Machines hydrauliques et thermiques (1989).
-
(2) - PERRILLAT-AMÉDÉ (D.) - Mesure du vide. - [R 2 050]. Mesures physiques (1996).
-
(3) - LEGENT (N.) - Normalisation des machines hydrauliques et thermiques. - [BM 4 225]. Machines hydrauliques et thermiques (1997).
-
(4) - ROMMEL (G.) - Gaz à très basse pression. Généralités. - [B 4 020]. Machines hydrauliques et thermiques (1984).
-
(5) - LECLERC (J.) - Nature et qualité du vide. Contamination. - [BM 4 040]. Machines hydrauliques et thermiques (1997).
-
(6) - Garnitures mécaniques. Technologies. - [BM 5 425]. Fonctions et composants mécaniques (2001).
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NORMES
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Technique du vide. Vocabulaire. Pompes à vide. - NF X 10-501 - 5-76
-
Technique du vide. Pompes ioniques à pulvérisation. Mesurage des caractéristiques de fonctionnement. - NF X 10-507 - 11-75
-
Technique du vide. Pompes primaires volumétriques à vide. Mesure du débit-volume. - NF X 10-511 - 11-71
-
Technique du vide. Pompes à vide à jet de vapeur. Mesure du débit-volume. - NF X 10-515 - 11-71
-
Technique du vide. Pompes turbomoléculaires − Mesurage des caractéristiques de fonctionnement. - NF X 10-519 - 11-75
-
Technique du vide. Pompes primaires volumétriques − Mesurage de la pression limite. - NF X 10-512 - 11-75
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Déjà citée précédemment. - NF X 10-507 -
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