Systèmes hydrauliques industriels : raison d’être et évolutions récentes
Si vous n’êtes pas familier de l’hydraulique et que vous n’avez aucun système hydraulique dans votre usine, vous vous demandez peut-être si cette technologie est encore utilisée et pourquoi. Vous allez découvrir dans cet article à quel point l’hydraulique est indispensable, et peut-être même que certains de ses avantages pourraient être bien utiles dans vos process.
Circuit hydraulique ou système hydraulique ?
Nous avons pris le parti d’utiliser le terme système hydraulique pour désigner une machine ou un système fonctionnel complet, tandis que nous parlerons de circuit hydraulique pour évoquer le cœur des systèmes et détailler le fonctionnement des différents composants hydrauliques.
Nous avons consacré un article entier à la description des circuits hydrauliques , dont nous vous conseillons la lecture si vous vous intéressez à la technique. Nous nous concentrerons ici plutôt sur les applications de l’hydromécanique, ses avantages et ses évolutions.
Dans quelles industries retrouve-t-on des systèmes hydrauliques ?
Dès lors que l’on s’intéresse à l’hydraulique et que l’on apprend à reconnaître certains de ses composants typiques, comme les moteurs ou les vérins hydrauliques, on s’aperçoit que cette technologie est présente un peu partout, des industries traditionnelles aux industries émergentes, dans les usines mais aussi en dehors. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples d’applications industrielles de l’hydraulique :
Transformation des matériaux
De la transformation de minerai au laminage de métaux ou au découpage du bois en passant par la production de papier, de verre, de sucre, l’hydraulique est présente dans la plupart des premières opérations de transformation des ressources naturelles.
Elle peut servir à entraîner des convoyeurs, à déplacer des billes de bois ou des lingots de métal, à charger des fours, à actionner des creusets, etc.
Transformation chimique
L’hydraulique est également présente dans les process de transformation chimique. elle fait fonctionner des séchoirs dans lesquels les matières premières sont préparées, des mélangeurs, dans lesquels les « recettes » sont élaborées, des réacteurs, dans lesquels les réactions chimiques ont lieu.
Construction de machines spéciales
Les centrales, vérins et systèmes de commande hydrauliques sont utilisés pour gérer le mouvement au sein de machines spéciales telles que des presses, mais aussi pour la réalisation de bancs de test industriels.
On retrouve ces machines et bancs dans l’industrie automobile, ou encore dans l’industrie aéronautique.
Recyclage
La technologie hydraulique se met au service de l’environnement en entraînant les broyeurs et les presses à balles, en faisant tourner les autoclaves et en lançant les processus dans les digesteurs.
Energies renouvelables
C’est encore l’hydraulique qui règle l’orientation des pales d’éoliennes et qui transforme l’énergie des courants océaniens en électricité.
Demain, c’est elle aussi que nous retrouverons dans les stations d’hydrogène pour compresser ce gaz et réguler son débit.
Quels sont les avantages des systèmes hydrauliques pour ces industries ?
Toutes les applications que nous venons de découvrir ont des exigences de performance communes. Des exigences que seuls les systèmes hydrauliques sont en mesure de remplir complètement, avec le niveau d’efficience attendu.
La technologie hydraulique présente de nombreux avantages, dont les plus importants pour les applications industrielles sont :
Une puissance inégalable
La technologie hydraulique se caractérise par une puissance et des couples élevés. Sachant que le travail est le produit de la force et du déplacement, l’hydraulique est la championne du déplacement de masses très élevées avec un minimum d’énergie. Elle peut en effet déplacer (mais aussi maintenir en place) des masses dix fois plus importantes que la technologie électrique. Pour prendre pleinement conscience de cette puissance, il suffit d’observer les portes des écluses, les systèmes de levage dans les ports, les grues… Le plus grand vérin du monde, construit en 2024 en Chine, serait capable de soulever 5000 tonnes !
Un positionnement très précis
L’incroyable puissance de l’hydraulique n’en fait pas pour autant une technologie brute et grossière. Grâce au savoir-faire des hydrauliciens, la régulation au sein des systèmes hydrauliques peut être extrêmement fine. Sur des machines spéciales, la précision de positionnement d’un vérin et de l’ordre du micron en statique et d’une cinquantaine de microns en dynamique.
La fiabilité des composants
Les composants hydrauliques sont particulièrement robustes. Ils sont capables de résister à des environnements très exigeants sur de longues périodes, avec un minimum de maintenance. Ce point est particulièrement appréciable pour toutes les industries qui fonctionnent avec des flux continues, et où les arrêts et redémarrages de production sont très coûteux.
L’hydraulique est-elle accessible à toutes les industries ?
Les principaux freins à l’adoption de l’hydraulique dans certaines industries sont liées à :
- la présence d’huile (fluide hydraulique) associée à un risque de fuite, qui n’est pas acceptable dans tous les environnements,
- les compétences particulières à l’hydromécanique, qui sont désormais assez rares chez les ingénieurs et les techniciens.
Malgré ces freins, l’hydraulique est accessible à toutes les industries qui ont besoin de puissance et/ou de couple élevés. Les fabricants de composants hydrauliques ont d’ailleurs travaillé ces dernières années à innover pour lever ces freins, en proposant des solutions pour tous les environnements et tous les niveaux de compétence en hydraulique.
L’apport de l’électro-hydraulique dans l’industrie
Le terme électro-hydraulique désigne un sytème dans lequel l’énergie hydraulique est associée à l’électronique (traitement de signaux électriques). Le développement récents des systèmes électro-hydrauliques permet de lever les freins que nous venons d’exposer.
En effet, avec la technologie électro-hydraulique, il est possible de créer des systèmes autonomes, fonctionnant en circuit fermé avec une quantité minimale de fluide sans être reliés à une centrale. Ces composants sont presque aussi compacts que leurs équivalents électriques et s’intègrent facilement dans des architectures de machines multi-technologies.
Pour les systèmes tout hydrauliques, l’architecture peut également être simplifiée grâce à la conversion de certaines fonctions hydrauliques en fonctions électroniques. Ce transfert permet de limiter le nombre de vannes et la quantité de tuyauterie.
En s’associant à l’électronique et en s’ouvrant à la connectivité, l’hydraulique a su se réinventer pour garder une place de choix dans toutes les industries.
