Réalisation · Pompes & systèmes d'injection de précision
Maintenir une pression statique de 6000 bar en toute sécurité : conception d'une pompe à entraînement non-réversible
Pour un laboratoire public en génie des procédés, IRIAN Mecatronics a conçu et fabriqué une pompe de pressurisation statique capable de générer et maintenir 6000 bar dans un volume clos. L'équipement automatise les cycles d'essais (rampes, paliers) et garantit une sécurité intrinsèque, maintenant la pression même en cas de coupure de courant.
En bref
- Client
- Laboratoire de recherche public en génie des procédés agroalimentaires
- Domaine
- Génie des procédés
- Technique
- Pressurisation statique et cyclique de liquides
01 — La question de recherche
Comment générer une pression statique de 6000 bar avec une régulation fine et une sécurité absolue ?
Générer une pression statique très élevée dans un volume clos est un défi différent de celui qui consiste à produire un débit continu. L'enjeu est de contrôler avec une extrême précision de très faibles variations de volume pour piloter finement des rampes et des paliers de pression, et surtout de garantir la stabilité du système sur de longues durées. Le besoin était ici de remplacer une pompe manuelle pour automatiser les cycles de pressurisation, afin d'améliorer la répétabilité des essais et la sécurité de l'opérateur. Les pompes UHP standards, conçues pour la chromatographie ou la découpe jet d'eau, sont optimisées pour le débit.
Comment concilier un pilotage motorisé extrêmement précis pour générer des rampes de pression à 6000 bar avec une sécurité absolue qui garantit le maintien de cette pression sans aucune énergie, même en cas de défaillance du système de pilotage ?
02 — Notre démarche
Conception d'une pompe à sécurité intrinsèque
Garantir la sécurité par un entraînement mécanique non-réversible
À 6000 bar, l'énergie stockée dans le fluide est considérable. Pour éviter toute dépressurisation brutale en cas de panne, nous avons écarté les entraînements directs. Le système de transmission mécanique choisi est intrinsèquement non-réversible : la pression du fluide ne peut jamais faire reculer le piston, garantissant le maintien de la pression sans aucune alimentation électrique.
Sélectionner des aciers à très haute résistance mécanique
Les aciers inoxydables standards se déformeraient plastiquement sous 6000 bar. Pour assurer la fiabilité et la sécurité sur des cycles répétés dans ces conditions extrêmes, toutes les pièces en contact avec le fluide ont été usinées dans des nuances d'acier spéciales, dont la limite élastique est compatible avec ces contraintes.
Développer une interface de pilotage intuitive et traçable
Pour remplacer l'opération manuelle, nous avons créé une interface logicielle dédiée. L'opérateur programme ses cycles d'essais en unités physiques (bar/s, paliers) depuis un PC. Le système traduit ces consignes en commandes moteur précises, assure le pilotage et enregistre toutes les données pour une traçabilité et une répétabilité parfaites des expériences.
03 — Caractéristiques techniques
| Pression de service | 6000 bar |
|---|---|
| Volume de la pompe | 6 mL |
| Volume de la cellule cible | 22 mL |
| Contrôle de rampe en montée | jusqu'à 35 bar/s |
| Contrôle de rampe en descente | jusqu'à 100 bar/s |
| Précision de contrôle du débit | jusqu'à 0.0002 mL/min |
| Pilotage | PC externe via Ethernet |
04 — Autres applications
Votre projet ressemble-t-il à cette application ?
Géosciences / Pétrophysique
Pour simuler les conditions de réservoirs géologiques profonds, le principe de génération de pression statique élevée avec régulation fine et sécurité non-réversible est directement transposable. Il permet de mener des essais longs sur des roches ou des fluides confinés en toute stabilité.
Science des matériaux
La capacité à atteindre et réguler 6000 bar est applicable à la synthèse de matériaux sous pression (céramiques spéciales) ou aux tests de résistance isostatique de composants. Le pilotage fin des cycles de pressurisation permet de contrôler précisément les conditions de l'essai.
Pharmacie / Santé
Pour la stérilisation à froid (pascalisation) ou l'étude de la dénaturation de protéines, le contrôle précis de la pression est essentiel. Le principe de la pompe garantit la sécurité du procédé, qui serait adapté avec des matériaux biocompatibles et une conception nettoyable.
Un ingénieur de notre bureau d’études vous répond dans les meilleurs délais.