« La vitesse variable est la clé »

Quels sont les défis actuels dans le domaine de l’hydraulique stationnaire ?

Si l’on commence par la génération de pression dans l’hydraulique stationnaire, le défi est que plusieurs concepts continueront à coexister. Nous parlons donc de la combinaison de pompes volumétriques à débit constant et variable avec des moteurs d’entraînement à vitesse variable. La fonctionnalité et les performances de ces moteurs sont elles aussi évolutives. Cela va de la machine asynchrone à régulateur de vitesse jusqu’à l’entraînement synchrone à haute performance.

Certains de ces systèmes sont déjà bien établis, mais d’autres doivent encore être améliorés ou complètement industrialisés. Au niveau de la tendance générale, il me paraît clair que la vitesse variable deviendra indispensable et que l’augmentation de la vitesse maximale sera un facteur décisif. Il s’ensuit, par exemple, que les pompes pourront aspirer le milieu sans cavitation à des vitesses supérieures. En même temps, nous ne devons pas perdre de vue le coût des systèmes. Il existe une loi simple : plus la pression requise est élevée, plus le couple d’entraînement est élevé et plus le courant est élevé. Cela influence fortement la taille du moteur, l’électronique de puissance et les coûts. Une augmentation de la vitesse des pompes correspond à une réduction des dimensions dans ce contexte.

La conception intelligente des systèmes est la clé : à quoi ressemble le cycle de la machine ? Quelle conception globale est nécessaire ? Quels points sont pertinents pour le fonctionnement ? Est-ce que l’on recherche la puissance maximale ou la puissance moyenne ? Comment gérer les pics pendant le cycle ? Telles sont les questions que l’on pose pendant les études et le processus de consultation.

L’autre grand sujet est l’intégration des architectures de commande supérieures. C’est là que l’Industrie 4.0 entre en scène. Nous devons associer l’hydraulique et l’électronique de façon raisonnable pour nos clients, ce qui signifie élaborer des interfaces lorsque les utilisateurs veulent intervenir ou lorsqu’elles présentent un véritable avantage pour le client.

Vous dites qu’il s’agit là des défis actuels auxquels un ingénieur d’études doit faire face.

Tout commence lorsque le client décrit ce qu’il veut et ce que la machine est censée faire. La création d’un profil de spécifications à partir de ces exigences constitue souvent un défi en soi. La solution technique dépend des paramètres techniques et commerciaux à respecter. De plus, les machines doivent se plier à des contraintes architecturales.

D’après votre déclaration au comité des spécialistes des fluides, vous pensez qu’à l’avenir les gens parleront davantage de systèmes électro-hydrauliques et feront moins la distinction entre la fonctionnalité et la technologie. Avez-vous déjà remarqué cela ?

Pour tous ceux qui s’intéressent au sujet depuis longtemps, ces mondes ne sont plus séparés depuis un moment. L’expression « hydraulique classique » est parfois employée. À mon avis, c’est trop réducteur. Tout se passe comme si l’hydraulique se résumait à des vannes ouvertes ou fermées, des tuyaux souples et des cylindres. Ces éléments sont sans doute largement utilisés, mais nous nous efforçons de développer des servovannes extrêmement dynamiques ou des vannes proportionnelles qui reflètent les besoins de nos clients.

Le monde ne se divise pas entre l’hydraulique « crasseuse » d’un côté et les systèmes électriques rutilants de l’autre. Il faut surmonter ces dogmes, car ils ne nous mèneront nulle part. Chez Bosch Rexroth, nous utilisons couramment le terme d’ « électro-hydraulique ». L’électro-hydraulique va des vannes proportionnelles aux axes autonomes, comportant des cylindres intégrés, des pompes, des moteurs, des convertisseurs et les logiciels correspondants.

Quelles seront les évolutions ?

Nous observons actuellement une tendance à la hausse de l’électro-hydraulique et des axes hydrauliques autonomes. Il ne s’agit pas d’une mode éphémère, ni d’un concept creux voué à disparaître. Nous travaillons sur le contenu et nos clients accordent de la valeur à ce contenu. Quant à déterminer s’il s’agit d’une évolution ou d’une révolution, c’est au cas par cas qu’il faut examiner les choses.

Par certains côtés, il s’agit d’une révolution, parce que les clients sont brusquement obligés de construire leurs machines différemment. Ils doivent par conséquent y trouver un avantage sur le plan de l’architecture. Veulent-ils un système extrêmement intégré ou un système discret ? De notre point de vue et d’après notre expérience, les deux solutions ont leurs mérites.

Nous supposons que le domaine des systèmes intégrés et des axes autonomes se développera dans un grand nombre d’applications. Il pourrait s’agir de la commande des pales d’éolienne, autrement dit des commandes de pas variable. Nous pourrions discuter de la pertinence d’un système intégré pour une presse de métallurgie des poudres, en raison de sa conception.

Nous pourrions également envisager d’équiper le chariot d’une machine de soufflage, qui utilise principalement des axes électriques et un axe hydraulique. Ni nos clients ni nous-mêmes ne pouvons prévoir jusqu’où cela ira. Bien souvent, un seul axe d’une machine est d’abord conçu de cette façon, puis lorsque le client voit les avantages que cela lui procure, il transfère le système à d’autres machines.

Quelles sont les motivations ?

L’intégrabilité est le moteur le plus puissant. À l’avenir, il n’y aura plus autant d’interfaces propriétaires. Prenons un système de conception discrète, un cylindre hydraulique par exemple. Il s’agit déjà d’un élément de machine conçu par le constructeur de la machine. Un axe intégré, avec tout ce qui est lui est attaché, développe lui aussi peu à peu les caractéristiques d’un élément de machine.

Grâce aux informations que nous fournissons avec le produit, il est beaucoup plus facile de réaliser l’intégration et la décision d’achat peut être prise sur la base d’hypothèses beaucoup moins nombreuses et de façon bien plus ciblée. Il n’est plus nécessaire de coordonner un grand nombre d’éléments différents. C’est à présent le fabricant qui s’en charge ou bien un spécialiste, dans les locaux du client.

Système de commande de la pression et du débit

Au bout du compte, je trouve positif d’avoir démystifié la discussion sur les technologies d’entraînement, l’hydraulique et l’électrique et de lui avoir fourni du grain à moudre. Les dogmes qui existaient encore il y a dix ans ont été éradiqués. À ce propos, nous avons parcouru un long chemin et tous ceux qui proposent et utilisent ces technologies en tirent avantage.