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Auteur(s)
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Jean LECLERC : Ingénieur de l’École supérieure de chimie industrielle de Lyon - Docteur 3 cycle chimie minérale et structurale - Consultant
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dans l’article sur les pompes volumétriques paru dans les Techniques de l’Ingénieur, on a pu remarquer que ces pompes avaient pour principe uniquement la compression par variation de volume. Ce n’est pas le seul principe physique permettant d’évacuer ou de transférer des gaz ou des vapeurs d’une enceinte pour la mettre « sous vide ».
Le second principe utilisé consiste à changer le vecteur vitesse des molécules pour les entraîner dans un autre milieu. Ce changement peut être obtenu de plusieurs façons par voie mécanique, en imprimant aux molécules des composantes de vitesse pour les faire circuler où bon nous semble. Ces moyens diffèrent les uns des autres du macroscopique (ailettes de turbine...) au microscopique (chocs de molécules d’un fluide sur les molécules à pomper...). Cela nous donnera les différents types de pompes :
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pompes à fluide moteur (éjecteur...) ;
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pompes à entraînement mécanique (pompe turbomoléculaire, turbine axiale et canal latéral).
Pour de plus amples renseignements sur la production du vide et les pompes volumétriques, on se reportera aux articles Production du vide et Pompes à transfert de gaz- Pompes volumétriques de ce traité [1] [4].
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3. Pompes cinétiques à entraînement mécanique
Ce groupe comporte divers types de pompes aux performances et aux domaines d’utilisation extrêmement différents, puisque le vide produit va de la dépression d’une dizaine de milliers de pascals au vide extrême (10−10 Pa).
3.1 Dépresseurs à turbine
Définition normative : « Pompe cinétique tournante dans laquelle le transfert de grandes quantités de gaz est obtenu à l’aide d’un dispositif tournant à grande vitesse. L’étanchéité dynamique est obtenue sans frottement. La circulation de gaz se fait, soit selon l’axe de la pompe (dépresseur à flux axial), soit perpendiculairement à l’axe de la pompe (dépresseur à flux radial) ».
Ce sont des pompes utilisées par le vide industriel qui ne nécessite pas des pressions limites faibles. Certains les classent plutôt dans les dépresseurs mais, dès que l’on est au-dessous de la pression atmosphérique, on a affaire à une « pompe à vide ». Les caractéristiques sont données de manière différente : on parle en dépression de quelques dizaines à quelques centaines de millibars (50 à 300 hPa). L’exemple le plus répandu est bien sûr celui de l’aspirateur ménager (vacuum cleaner aux États-Unis) qui est quelquefois utilisé par les opérateurs en détection de fuite pour vider une enceinte souple.
Ces pompes sont aussi utilisées pour faire circuler un gaz de refroidissement dans les lasers, pour la manutention...
HAUT DE PAGE3.1.1 Dépresseurs à flux axial
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Appelés aussi turbines centrifuges, ils sont basés sur un système dynamique dans lequel le gaz est comprimé et entraîné par la rotation de la roue (figure 9).
Le gaz se déplace radialement vers l’extérieur de la roue. Il en résulte un effet d’aspiration au centre qui provoque un flux d’air dans l’entrée. Le flux est dévié par les aubes fixées au moyeu et renvoyé vers la périphérie de la roue.
En s’échappant de la roue, le gaz pénètre dans le carter centrifuge où sa vitesse...
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ANNEXES
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Dans les Techniques de l’Ingénieur
LECLERC (J.) - Production du vide - BM 4 270. Traité Génie mécanique (1999).
DESTOOP (T.) - Compresseurs volumétriques - B 4 220. Traité Génie mécanique (1989).
LECLERC (J.) - Nature et qualité du vide. Contamination - BM 4 040. Traité Génie mécanique (1997).
LECLERC (J.) - Pompes à transfert de gaz. Pompes volumétriques - BM 4 271. Traité Génie mécanique (2000).
PAULON (J.) - Éjecteurs - B 4 250. Traité Génie mécanique (1993).
ROMMEL (G.) - Gaz à très basse pression. Technique du vide....
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