Pompes & vérins
HMT · PUISSANCE · FORCE · DÉBITDimensionnement pompe
Puissance hydraulique et puissance arbre selon débit, HMT et rendement.
Disponible POMPES & VÉRINSVérin hydraulique / pneumatique
Force de poussée et de traction d'un vérin selon la pression — section piston et annulaire.
DisponibleConvertir de l'énergie hydraulique
Une pompe transforme de la puissance mécanique en énergie de fluide ; un vérin fait l'inverse, il rend cette énergie sous forme d'effort et de mouvement. Les deux se calculent avec les mêmes grandeurs — pression, débit, section — et se dimensionnent souvent ensemble : le vérin fixe le besoin, la pompe le fournit.
Le piège du vérin : la tige
Un vérin ne pousse pas comme il tire. En poussée, toute la section du piston travaille. En traction, la tige occupe une partie de la section : la section annulaire est plus petite, donc l'effort est plus faible et, à débit égal, la vitesse est plus grande. Ce dissymétrique surprend souvent en conception.
Hypothèses et limites
Fluide incompressible, régime établi. Vérin : rendement supposé parfait, alors que les frottements de joints et les pertes de charge le ramènent à 0,85–0,95 ; le flambement de la tige n'est pas vérifié, alors qu'il dimensionne un vérin en poussée sur grande course ; la compressibilité est négligée, ce qui est faux en pneumatique. Pompe : le NPSH et la cavitation ne sont pas traités, ni les courbes réelles constructeur, ni le point de fonctionnement exact. Aide au prédimensionnement : résultats indicatifs, à valider par un professionnel.
Guide — Pompes & vérins
La hauteur manométrique totale
La HMT est ce que la pompe doit réellement fournir : la hauteur géométrique à franchir, plus toutes les pertes de charge du circuit, plus l'écart de pression entre les réservoirs. C'est presque toujours les pertes de charge qui dominent dans une installation industrielle — d'où l'intérêt de calculer le circuit avant de choisir la pompe.
Puissance hydraulique et rendement
P = ρ·g·Q·H pour la puissance utile. La puissance à l'arbre est cette valeur divisée par le rendement, typiquement 0,6 à 0,8 pour une pompe centrifuge — parfois bien moins loin du point de meilleur rendement. Une pompe surdimensionnée fonctionne mal : elle travaille loin de son optimum, chauffe, et s'use plus vite qu'une pompe juste.
Le NPSH, tueur silencieux de pompes
Si la pression à l'aspiration descend sous la pression de vapeur saturante du liquide, celui-ci bout localement : des bulles se forment puis implosent sur la roue. C'est la cavitation, qui ronge le métal et fait un bruit de graviers. Elle ne se voit dans aucun calcul de HMT — il faut comparer le NPSH disponible de l'installation au NPSH requis de la pompe. C'est la vérification que ce calculateur ne fait pas et qu'il ne faut pas oublier.
Vérin : les deux sections
En poussée, F = p·π·D²/4. En traction, F = p·π·(D²−d²)/4, avec d le diamètre de tige. Le rapport des deux, souvent autour de 1,4 à 1,6, s'appelle le rapport de sections. Il gouverne aussi les vitesses : à débit constant, la rentrée est plus rapide que la sortie, exactement dans le même rapport.
Le flambement de tige
Un vérin en poussée est un poteau en compression, articulé à ses deux extrémités et de longueur variable. Sur grande course, c'est le flambement de la tige qui dimensionne, pas la pression. Le calcul de force ne le voit pas : il faut le vérifier séparément, avec la course sortie maximale comme longueur libre.