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Auteur(s)
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Jean LECLERC : Ingénieur de l’École supérieure de chimie industrielle de Lyon - Docteur 3e cycle chimie minérale et structurale - Consultant
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Les techniques d’élaboration de produits et de matériaux qui font appel au « vide » sont de plus en plus nombreuses. Ces techniques (comme la distillation sous vide ou la fabrication des tubes de télévision), sorties des laboratoires depuis longtemps, utilisent les basses pressions (terme plus exact que le terme vide qui engendre toujours des difficultés de compréhension entre utilisateurs et constructeurs) car le domaine couvre treize décades de l’atmosphère (103 hPa à 10 −10 hPa). Comme dans tous les domaines industriels, la course au rendement et à l’efficacité de la production a généré des besoins en pompes à vide de plus en plus spécifiques. Les volumes à pomper, les pressions à obtenir pour le bon déroulement des procédés, les débits-volumes des pompes nécessaires à la bonne marche des installations ont amené les constructeurs à améliorer les pompes existantes et à concevoir de nouvelles pompes. Les problèmes posés par l’environnement (rejets) et la qualité des produits (pollution) ont aussi nécessité la création de nouvelles machines dans lesquelles il a fallu prendre en compte les rendements énergétiques toujours marginalisés dans les recherches de laboratoire, ainsi que les problèmes de maintenance, de sûreté et de sécurité. La très grande variété des applications parmi les nombreux utilisateurs engendre un esprit et une culture du « vide » que les fournisseurs ont quelquefois du mal à saisir. Cela fait que chaque système de pompage doit être personnalisé et les pompes à utiliser choisies avec pertinence. Les notions de vide propre et de pompage dit sec nécessitent encore beaucoup d’explication auprès des utilisateurs. Il est impossible d’énoncer ici la multitude des cas d’application et leurs solutions. De plus, les gains obtenus par les nouvelles technologies ne sont pas toujours économiquement chiffrables lors d’une étude théorique.
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Classification des pompes à videArticle inclus dans l'offre
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1. Rôle d’une pompe à vide
Une pompe à vide est, par définition (norme NF X 10-501), « un dispositif permettant de faire, d’améliorer ou de maintenir le vide ». C’est donc une machine capable d’extraire des molécules gazeuses d’un réservoir pour les évacuer soit dans l’air ambiant, soit dans un autre réservoir.
La provenance et la nature de ces molécules peuvent être très variables suivant les applications.
En d’autres termes une pompe à vide doit être capable d’abaisser la pression dans un réservoir puisque la pression est proportionnelle au nombre de molécules gazeuses présentes dans ce réservoir. Cette pression dépend aussi de la température et, suivant celle-ci, il peut être nécessaire de prendre aussi en compte les liquides à forte tension de vapeur ainsi que les corps facilement sublimables.
La pompe à vide doit être capable d’aspirer un certain flux, de le comprimer et de le refouler à une pression supérieure à la pression d’aspiration (figure 1).
Il est d’usage, en technique du vide, plutôt que de parler de flux aspiré, de définir la pompe par son débit-volume. Ce débit-volume est exprimé en m3 · s−1 en unités légales et a pour symbole S. Il est souvent dénommé vitesse de pompage sous l’influence anglo-saxonne (speed).
Cette unité n’étant pas toujours pratique on utilisera plutôt :
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le mètre cube par heure (m3/h) pour les pompes primaires ;
-
le litre (décimètre cube) par seconde (L/s) pour les pompes secondaires.
Un gros effort de normalisation est en cours, mais les habitudes sont fortement ancrées aussi bien chez les constructeurs que chez les utilisateurs.
Afin de faciliter les relations entre fournisseurs et utilisateurs, on fractionne le vaste domaine des pressions couvert par les techniques du vide en sous-domaines ayant reçu chacun une appellation spécifique mais dont les frontières ne sont nullement codifiées de sorte qu’elles peuvent varier assez largement selon les auteurs.
On peut néanmoins distinguer :
-
le vide grossier de 105 à 102 Pa ;
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le vide moyen de 102 à 10−1 Pa ;
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le vide poussé de 10−1 à 10−5 Pa ;
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l’ultra-vide...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DESTOOP (T.) - Compresseurs volumétriques. - [B 4 220]. Machines hydrauliques et thermiques (1989).
-
(2) - PERRILLAT-AMÉDÉ (D.) - Mesure du vide. - [R 2 050]. Mesures physiques (1996).
-
(3) - LEGENT (N.) - Normalisation des machines hydrauliques et thermiques. - [BM 4 225]. Machines hydrauliques et thermiques (1997).
-
(4) - ROMMEL (G.) - Gaz à très basse pression. Généralités. - [B 4 020]. Machines hydrauliques et thermiques (1984).
-
(5) - LECLERC (J.) - Nature et qualité du vide. Contamination. - [BM 4 040]. Machines hydrauliques et thermiques (1997).
-
(6) - Garnitures mécaniques. Technologies. - [BM 5 425]. Fonctions et composants mécaniques (2001).
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NORMES
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Technique du vide. Vocabulaire. Pompes à vide. - NF X 10-501 - 5-76
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Technique du vide. Pompes ioniques à pulvérisation. Mesurage des caractéristiques de fonctionnement. - NF X 10-507 - 11-75
-
Technique du vide. Pompes primaires volumétriques à vide. Mesure du débit-volume. - NF X 10-511 - 11-71
-
Technique du vide. Pompes à vide à jet de vapeur. Mesure du débit-volume. - NF X 10-515 - 11-71
-
Technique du vide. Pompes turbomoléculaires − Mesurage des caractéristiques de fonctionnement. - NF X 10-519 - 11-75
-
Technique du vide. Pompes primaires volumétriques − Mesurage de la pression limite. - NF X 10-512 - 11-75
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Déjà citée précédemment. - NF X 10-507 -
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