Rôle des valves hydrauliques dans le contrôle de mouvement
Dans cet article, nous vous proposons de partir à la découverte des valves hydrauliques. Ces composants bien connus des hydrauliciens chevronnés sont peut-être encore mystérieux pour vous. Pourtant, ils sont essentiels pour créer un mouvement complexe à partir d’un flux d’huile dans un circuit hydraulique. Toute personne qui travaille dans l’industrie et/ou avec des engins mobiles a de grandes chances de les croiser un jour dans les ateliers.
Qu’est-ce qu’une valve hydraulique ?
Une valve hydraulique est un petit dispositif, placé à différents endroits d’un circuit hydraulique pour agir de manière précise sur la circulation du fluide.
Il se compose d’un corps, d’un système faisant obstacle au passage du fluide et d’un système de réglage du positionnement de cet obstacle.
Les valves sont des organes de contrôle essentiels en hydraulique ; on les retrouve donc partout où cette technologie est utilisée pour transformer de l’énergie en mouvement. Les vannes hydrauliques Bosch Rexroth sont par exemple très présentes dans la construction de machines industrielles et d’engins mobiles.
Il existe une grande diversité de valves, avec des conceptions et des formes très différentes. La richesse de la gamme des valves hydrauliques rend leur découverte encore plus intéressante.
Valve ou vanne ?
Vous avez peut-être constaté que certains articles utilisent, comme nous, le terme de valve hydraulique quand d’autres préfèrent celui de vanne hydraulique. S’agit-il de la même chose ?
Dans la plupart des cas, oui. Le terme valve a été repris de l’anglais pour désigner cette gamme de composants de manière générale. Le mot anglais « valve » recouvre en effet trois mots en français : vanne, valve, et soupape. En théorie, le mot vanne devrait être réservé à des composants qui fonctionnent en tout ou rien, et le mot valve à ceux qui bloquent le fluide de manière progressive. Nous utilisons donc parfois le terme vanne pour des systèmes d’arrêt et des sélecteurs de circuit, mais préférons l’anglicisme générique : valve.
Les différentes fonctions des valves hydrauliques
L’exceptionnelle diversité de la gamme des valves hydrauliques vient du fait qu’elles remplissent différentes fonctions. Celles-ci peuvent se classer en trois grandes catégories :
Le contrôle du sens d’écoulement du fluide
Le sens dans lequel le fluide circule conditionne le sens de mouvement des entraînements. Ce sens doit parfois pouvoir être inversé au cours d’un cycle : c’est le rôle des distributeurs hydrauliques.
Cette grande famille comprend les distributeurs tout ou rien, les valves proportionnelles, les servodistributeurs, les sélecteurs de circuit, les clapets anti-retour, ou encore les électrovannes directionnelles.
Le contrôle du débit du fluide
Le débit d’huile dans le circuit hydraulique conditionne la vitesse des entraînements et des actionneurs. La souplesse de régulation de cette vitesse est un des grands points forts de la technologie hydraulique ; elle est assurée par les régulateurs de débit.
Cette famille de valves comprend des valves de régulation mécaniques, des régulateurs proportionnels, des clapets d’étranglements.
Le contrôle de la pression dans le circuit hydraulique
La pression est l’élément qui conditionne la force présente dans un système hydraulique. Elle doit être limitée à ce que le système est capable d’accepter, pour des raisons de sécurité et pour éviter les pannes, mais aussi contrôlée et régulée afin que les actionneurs délivrent le niveau de force souhaité.
Le contrôle de la pression est essentiellement réalisé avec deux types de valves : les limiteurs de pression, qui permettent de s’assurer que la pression ne dépasse pas un seuil défini, et les réducteurs de pression qui permettent d’abaisser le niveau de pression dans certaines parties du circuit.
Les valves de mise en circuit, valves d’arrêt de pression et les blocs de protection de pompe appartiennent également à la famille des valves de contrôle de pression.
Optimisation des performances des valves
Les fabricants de valves hydrauliques tels que Bosch Rexroth ne cessent d’innover pour améliorer les performances de ces composants.
La réduction des pertes de charge et de la résistance à l’écoulement permet par exemple d’utiliser des valves d’un calibre inférieur ; cela réduit les coûts et l’encombrement des systèmes hydrauliques à l’intérieur des machines et des engins.
La réduction de la dissipation thermique a quant à elle des conséquences sur le besoin en refroidissement et la consommation énergétique chez les utilisateurs finaux.
L’optimisation des performances a fait un bond ces dernières années. Cela est en partie liée au développement de nouveaux procédés de fabrication : l’impression 3D de noyaux pour les corps de valves moulés en est un très bon exemple.
Développement des valves connectées
Une autre évolution importante est l’amélioration de la communication des valves avec les systèmes de contrôle et les actionneurs. Elle passe par le développement de valves compatibles avec différents protocoles.
Les valves connectées contribuent au développement d’une hydraulique 4.0, bien plus facile à mettre en œuvre et que l’on peut même qualifier de Plug&Play. Elles sont plus faciles à paramétrer et à régler ; elles peuvent être pilotées directement depuis un automate. Certaines valves de dernière génération intègrent même des contrôleurs d’axes pour bénéficier d’une qualité d’asservissement maximale au cœur de la valve.
Toutes ces évolutions vont dans le sens d’un usage simplifié et de l’ouverture de l’hydraulique aux technologies digitales.
