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Guide des systèmes et fluides hydrauliques
Guide des systèmes et fluides hydrauliques
Astuces & conseils

Guide des systèmes et fluides hydrauliques

03.09.2024

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Qu’est-ce que l’énergie hydraulique ?

L'énergie hydraulique est l'énergie obtenue à partir du mouvement ou de la pression des liquides. Elle est souvent associée à l'eau, utilisée pour produire de l'électricité (hydroélectricité), mais peut également inclure d'autres liquides dans divers systèmes industriels pour transmettre de la puissance ou de l'énergie mécanique.

Où retrouve-t-on des systèmes hydrauliques ?

Les systèmes hydrauliques, grâce à leur capacité à produire de grandes forces, sont utilisés dans divers secteurs pour soulever, entraîner ou déplacer des éléments massifs avec précision.
Dans l'industrie manufacturière, ils sont employés pour le pressage, le moulage et l'assemblage de pièces. En construction, ils alimentent des équipements tels que les pelleteuses, bulldozers et grues. En agriculture, les tracteurs et moissonneuses-batteuses intègrent des systèmes hydrauliques dans les chargeurs frontaux, le relevage arrière pour les machines portées et les boîtes de vitesse hydrostatiques. Les véhicules lourds les utilisent pour les freins, la direction assistée et d'autres mécanismes de contrôle. Le secteur maritime utilise l'hydraulique pour manipuler les gouvernails et lever les ancres. Enfin, ce type d’énergie est essentielle dans la manutention pour soulever des charges lourdes.

Comment fonctionne un système hydraulique ?

Un système hydraulique se compose de plusieurs composants : le réservoir, la pompe, les flexibles et tuyaux hydrauliques, le distributeur et les organes récepteurs comme des vérins.
  1. La pompe hydraulique aspire le fluide du réservoir. A l’intérieur, un mécanisme tel qu'un engrenage, un piston ou une palette, pressurise le fluide et le refoule vers le distributeur.
  2. Le distributeur reçoit le fluide sous pression et le dirige vers les organes récepteurs selon les commandes de l'opérateur. Par exemple, dans un vérin hydraulique, le distributeur oriente le fluide vers une des chambres. La pression dans la chambre augmente, pousse le piston puis la tige, générant un mouvement. Ce mouvement comprime le fluide présent dans la 2nd chambre, le forçant à retourner dans le réservoir.
  3. Le retour au réservoir : Après avoir activé l'organe récepteur, le fluide retourne au réservoir pour être réutilisé.
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Les fluides hydrauliques

Leurs fonctions

Le fluide hydraulique (également appelé « huile hydraulique ») a de multiples rôles dans ce type de système :
  • Transmission de puissance : Une transmission de puissance hydraulique nécessite toujours un moteur électrique (applications fixes) ou thermiques (applications mobiles) pour entraîner la pompe. C'est cette pompe qui génère l'énergie hydraulique. La puissance hydraulique est transmise à un récepteur (vérin) à travers un circuit. Le récepteur met en mouvement un organe mécanique, le bras d’une pelle par exemple.
  • La lubrification : Ces huiles lubrifient et maintiennent un film entre les surfaces des différentes parties du système hydraulique, réduisant la friction et donc l’usure prématurée des composants mécaniques en mouvement.
  • Le refroidissement des pièces en friction : En se déplaçant à travers tout le circuit hydraulique, le fluide réparti la chaleur générée par le frottement et l’opération des composants mécaniques. Un échangeur eau-huile (radiateur) peut se monter sur le circuit hydraulique pour permettre une régulation optimale de la température des fluides.
  • La protection contre la corrosion : La plupart des huiles hydrauliques possèdent des propriétés qui garantissent une protection interne des composants mécanique contre la corrosion et l’oxydation.
  • L'évacuation des polluants: Le fluide collecte et transporte les polluants vers les filtres du système.

Les différentes familles d’huile hydraulique

Les huiles hydrauliques se divisent en quatre familles principales, adaptées selon les recommandations du constructeur et les conditions d'utilisation.
  • Huiles minérales : Elles sont économiques mais ont une courte durée de vie, sont sensibles aux températures extrêmes, polluantes et inflammables. Utilisées principalement dans l’automobile, l'agriculture, l'industrie et les équipements anciens.
  • Huiles synthétiques : Polyvalentes, durables et résistantes aux températures extrêmes, elles sont néanmoins plus coûteuses. Couramment employées dans l’industrie, l’aéronautique, l’industrie minière et les travaux publics.
  • Huiles biodégradables : Elles sont moins toxiques et se décomposent naturellement, idéales pour les applications où l'impact environnemental doit être réduit (équipements marins, forestiers, centrales hydroélectriques). Plus chères, elles sont aussi vulnérables aux hautes températures et à l’eau.
  • Huiles à base d’eau : Résistantes au feu et moins nocives pour l'environnement, elles sont utilisées dans des industries à haut risque d’incendie comme la métallurgie et l’exploitation minière. Moins efficaces par temps froid et potentiellement corrosives, elles nécessitent des additifs anticorrosion.

Leurs propriétés importantes

Les propriétés d’un fluide hydraulique incluent notamment la viscosité, la résistance aux variations de température, la résistance à l’incendie.
  • La viscosité, désigne la résistance à l'écoulement et est déterminée par l'indice de viscosité, basé sur le changement d'épaisseur du fluide selon les variations de température. Il est essentiel d'utiliser un fluide avec une viscosité adaptée à l'équipement : trop visqueux, il peut provoquer des pertes de rendement et des cavitations ; trop fluide, il augmente les risques de grippage et de casse.
  • La résistance aux variations de température correspond à la plage de température dans laquelle le fluide peut être utilisé sans perdre ses propriétés.
  • La résistance à l’incendie désigne la capacité d’un fluide à minimiser les risques de combustion, évaluée par le point éclair, le point d’inflammation et le point d’auto-ignition.

Un fluide hydraulique possède également des caractéristiques environnementales, ainsi que des propriétés de résistance à l'oxydation et à l'eau.
 
Ces fluides hydrauliques sont susceptibles d'être contaminés par des particules, de l'eau ou du gaz, pouvant compromettre la performance du système. Pour minimiser ces risques, l'installation de filtres adéquats sur les différentes parties du circuit hydraulique est une solution efficace. Pour en savoir plus, nous vous invitons à consulter notre article dédié : […]