Réalisation · Pompes & systèmes d'injection de précision

Sécuriser une expérience longue durée en cas de panne : pompe haute pression à entraînement non-réversible

Pour un acteur de la recherche en géosciences, IRIAN Mecatronics a conçu et fabriqué une pompe haute pression sur mesure. L'équipement permet de simuler les conditions des réservoirs géologiques (750 bar) et garantit le maintien de la pression en cas de panne d'alimentation, sécurisant ainsi les expériences de longue durée.

Client: Acteur de la recherche en géosciences pour le secteur de l'énergie
Domaine: Géosciences, mécanique des fluides
Technique: Maintien de pression de confinement, injection de fluide à très faible débit

01 — La question de recherche

Comment maintenir une pression statique élevée et stable, même en cas de coupure d'alimentation ?

Dans de nombreuses expériences en géosciences, en chimie ou en science des matériaux, la stabilité de la pression est une condition non négociable. Quand un essai dure plusieurs jours ou semaines, une simple coupure de courant peut provoquer une dépressurisation et annuler tout le travail accompli. La difficulté est de concilier un pilotage motorisé très fin du volume avec un mécanisme de sécurité qui garantit le confinement en cas de défaillance.

Notre client avait besoin de simuler en laboratoire les conditions de pression des réservoirs géologiques (750 bar) pour étudier le comportement de fluides. Les pompes haute pression du commerce n'offraient pas une solution satisfaisante : celles qui permettaient une régulation fine du débit étaient réversibles et perdaient la pression en cas de panne, tandis que d'autres, plus sécurisées, manquaient de résolution pour un contrôle précis sur de longues durées.

Assurer un contrôle motorisé ultra-fin du volume à très haute pression tout en rendant le système mécaniquement irréversible pour maintenir le confinement en cas de panne de courant.

02 — Notre démarche

Conception d'une pompe à sécurité intrinsèque

La fiabilité de la pompe repose sur trois choix de conception qui visent la sécurité passive et la durabilité : le mécanisme d'entraînement, le matériau du corps et le choix des pièces en mouvement.

Garantir la non-réversibilité de l'entraînement

Le défi était d'empêcher la pression du fluide (750 bar) de faire reculer le piston en cas de panne moteur. Nous avons adopté une chaîne cinématique à très forte réduction, naturellement non-réversible. La sécurité de l'expérience devient intrinsèque à la mécanique, sans ajout d'un frein susceptible de faillir, et la démultiplication offre une très haute résolution de pilotage.
Sélectionner un matériau de corps résistant à la fatigue et à la corrosion

Le corps de pompe devait supporter la fatigue mécanique due à la pression et être compatible avec des fluides de réservoirs potentiellement corrosifs. Un acier inoxydable à très haute limite élastique a été choisi pour sa tenue à la pression sans surdimensionnement excessif et sa résistance à la corrosion, préservant la pureté des échantillons.
Prévenir le grippage du piston et l'usure de l'étanchéité

Pour éviter le grippage sous forte charge entre le piston et le corps en acier, le piston a été usiné dans un alliage non-ferreux à faible coefficient de frottement. Ce choix, complété par un élastomère d'étanchéité à large compatibilité chimique, assure la fiabilité et la longévité de la pompe en réduisant la maintenance.

03 — Au-delà de ce projet

Votre projet exige-t-il une pression stable et sécurisée ?

Chimie fine / Polymérisation

Pour l'injection précise de réactifs dans un réacteur sous pression, où une panne peut compromettre un lot. Le principe d'entraînement non-réversible resterait la clé pour la sécurité du dosage et la protection de la production.

Essais sur matériaux / Mécanique des roches

Pour appliquer une pression de confinement stable lors d'essais de compression triaxiale, où la validité de la mesure dépend de cette stabilité. La non-réversibilité et la capacité haute pression seraient conservées.

Agroalimentaire / Extraction au CO2 supercritique

Pour maintenir stable la pression d'un fluide supercritique, où toute variation affecte le rendement. Le contrôle précis du volume et la sécurité intrinsèque du maintien en pression seraient directement transposables, en adaptant les matériaux aux normes alimentaires.

04 — Fiche technique

Les valeurs de ce projet. Chaque équipement étant conçu sur mesure, elles s’adaptent à votre cahier des charges.

Afficher les caractéristiques · 750 bar · Interface homme-machine (IHM) sur PC · Connectivité Ethernet, compatible avec les protocoles industriels standards

Caractéristiques techniques — Sécuriser une expérience longue durée en cas de panne : pompe haute pression à entraînement non-réversible
Pression de service	750 bar
Pilotage	Interface homme-machine (IHM) sur PC
Intégration	Connectivité Ethernet, compatible avec les protocoles industriels standards

IRIAN Mecatronics conçoit et fabrique des équipements haute pression et haute température sur mesure pour les laboratoires de recherche, les centres techniques et les industriels.

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05 — FAQ

Questions fréquentes

Cette pompe à entraînement non-réversible peut-elle être adaptée pour des volumes ou des débits différents ?

Oui, le principe de fonctionnement est indépendant de la taille de la pompe. Pour un besoin différent, notre bureau d'études redimensionne le cylindre et le piston pour atteindre le volume souhaité, et adapte la chaîne cinématique pour obtenir la plage de débit et la résolution requises. Le bénéfice principal – la sécurité intrinsèque – est conservé sur tous nos systèmes d'injection de précision.

Quels types de fluides corrosifs une telle pompe haute pression peut-elle gérer ?

La compatibilité chimique est assurée par le choix des matériaux en contact avec le fluide. Ce modèle utilise un acier inoxydable performant, mais pour des fluides très corrosifs (H2S, saumures concentrées, acides), nous sélectionnons des alliages supérieurs comme l'Hastelloy ou l'Inconel pour le corps, le piston et les raccords, comme nous le faisons pour nos bancs en Hastelloy.

La conception de cette pompe est-elle conforme à la Directive Équipements Sous Pression (DESP) ?

Oui, absolument. Comme tous nos équipements, cette pompe est conçue en pleine conformité avec la Directive Équipements Sous Pression (DESP 2014/68/EU). Nous réalisons l'analyse de risques, constituons le dossier technique et apposons le marquage CE nécessaire en fonction de la catégorie de risque de l'équipement.

Comment cette pompe s'intègre-t-elle dans un banc d'essai existant ?

L'intégration est une de nos priorités. La pompe est fournie avec son interface de pilotage sur PC mais peut être contrôlée par un système externe. Elle communique via des protocoles industriels standards (Ethernet). Nous pouvons également fournir une bibliothèque de fonctions (DLL) pour une intégration directe dans votre logiciel de supervision existant (LabVIEW, etc.).

Vous devez garantir le maintien en pression de votre expérience, quoi qu'il arrive ?

Décrivez-nous votre contrainte de pression, de débit et de sécurité. Notre bureau d'études analyse la faisabilité de votre projet et revient vers vous avec une proposition technique.

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