Réalisation · Pompes & Systèmes d'Injection de Précision

Réguler une pression stable dans un micro-volume : pompe haute pression 600 bar pour fluides corrosifs

Pour un laboratoire de recherche public français, IRIAN Mecatronics a conçu et fabriqué une pompe haute pression sur mesure. L'équipement génère et maintient une pression de 600 bar de manière très stable dans un volume de 500 microlitres, avec des fluides corrosifs et à température contrôlée.

Client: Laboratoire de recherche public
Domaine: Physico-chimie des fluides
Technique: Génération de pression stable, injection de micro-volumes

01 — La question de recherche

Comment réguler une pression ou un débit avec une grande stabilité dans un très petit volume, en présence de fluides agressifs ?

Générer une pression stable dans un circuit est un problème courant, mais il devient critique lorsque le volume est très faible. Dans quelques centaines de microlitres, le fluide est quasi-incompressible : la moindre variation de volume, qu'elle soit due à une déformation mécanique ou à une fluctuation de température, se traduit par une excursion de pression majeure qui peut fausser une mesure ou détruire un échantillon. S'ajoutent à cela des contraintes de compatibilité chimique ou de manipulation qui sortent des standards.

Notre client devait maintenir une pression de 600 bar dans une cellule d'observation de 500 µl pour y étudier des fluides corrosifs (eau salée, sulfure de sodium) entre 0°C et l'ambiante. Aucune pompe standard, de type HPLC ou seringue, ne combinait cette haute pression, ce très faible volume, une compatibilité chimique stricte avec le Na2S, une régulation de température et la possibilité de remplir une partie du système en boîte à gants. C'est là que les solutions d'injection sur mesure deviennent indispensables.

Assurer une régulation de pression stable à 600 bar dans un volume quasi-incompressible, où la moindre variation thermique ou déformation mécanique perturbe la mesure, tout en garantissant l'intégrité des matériaux face à un fluide corrosif.

02 — Notre démarche

Conception d'une pompe haute pression pour micro-volumes

Notre bureau d'études a analysé les trois verrous principaux du projet : la finesse de la régulation de pression, la compatibilité chimique des matériaux et la maîtrise de la température. Chaque choix de conception répond à une contrainte précise de l'application pour garantir la fiabilité des résultats.

Garantir une régulation de pression fine et sécurisée

Dans 500 µl, le contrôle du déplacement du piston doit être d'une extrême finesse. Nous avons retenu une transmission mécanique à très forte réduction et intrinsèquement irréversible. Ce principe traduit une rotation moteur ample en un déplacement piston minuscule et donc très contrôlé, tout en empêchant physiquement tout retour en arrière, même en cas de coupure de courant. L'utilisateur bénéficie d'une très grande plage de débits (0.002 à 15 cc/min) et son expérience est sécurisée.
Assurer la compatibilité chimique et la nettoyabilité

Face à des fluides corrosifs comme le Na2S, nous avons fabriqué toutes les pièces en contact dans un seul matériau à la compatibilité éprouvée, écartant les revêtements qui pourraient s'user. La partie réservoir a été conçue pour être facilement détachable et ouvrable, permettant un remplissage en boîte à gants et un nettoyage parfait entre les essais. La durabilité de l'équipement et la pureté des échantillons sont ainsi garanties.
Maîtriser la température du fluide pour stabiliser la pression

Une variation de 1°C dans un si petit volume peut causer une excursion de pression de plusieurs dizaines de bars. Pour s'en affranchir, le corps de la pompe est thermostaté par un fluide caloporteur externe. Cette approche, plus fiable qu'un système intégré, assure que la pression mesurée dépend uniquement des paramètres de l'expérience, et non des fluctuations de la température ambiante, comme dans nos bancs d'essai pour environnements extrêmes.

03 — Au-delà de ce projet

Votre application exige-t-elle aussi un contrôle précis en conditions difficiles ?

Pharmacie / Biotechnologies

Pour le dosage de faibles volumes de réactifs coûteux ou de principes actifs en microréacteurs, le principe de contrôle volumétrique de haute précision, la facilité de nettoyage et la compatibilité chimique des matériaux (inox 316L, PEEK...) restent essentiels.

Énergie / Captage CO2

Pour l'étude de fluides comme le CO2 supercritique ou les amines, la capacité à maintenir une haute pression stable, la régulation thermique et la résistance à la corrosion sont directement transposables. Nos réacteurs pour la recherche sur le captage de CO2 reposent sur des principes similaires.

Matériaux / Aéronautique

Pour l'injection contrôlée de résines dans des moules, le contrôle précis du débit est la clé. La non-réversibilité du système garantit le maintien de la pression de moulage, tandis que le pilotage logiciel assure la répétabilité du procédé.

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 · 600 bar · 12 cc · 0.002 cc/min à 15 cc/min

Caractéristiques techniques — Réguler une pression stable dans un micro-volume : pompe haute pression 600 bar pour fluides corrosifs
Pression maximale de service	600 bar
Volume de la pompe	12 cc
Plage de débit	0.002 cc/min à 15 cc/min
Gamme de température du fluide	0°C à température ambiante
Volume mort des connexions	Quasi-nul (type 'zéro volume mort')

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 peut-elle fonctionner en mode débit constant plutôt qu'en régulation de pression ?

Oui, absolument. Le système contrôle nativement le déplacement volumétrique du piston, ce qui correspond à un mode débit constant. Le mode régulation de pression est une boucle d'asservissement logiciel qui utilise ce contrôle de débit pour atteindre et maintenir une consigne de pression. L'utilisateur peut donc choisir de piloter l'équipement dans l'un ou l'autre mode selon les besoins de son expérience.

Est-il possible d'atteindre des pressions plus élevées, par exemple 2000 bar, avec ce type de pompe ?

Oui, le principe de la transmission mécanique à forte réduction est tout à fait adaptable à des pressions supérieures. Atteindre 2000 bar nécessiterait un redimensionnement des parties sous pression (épaisseur du corps, choix des matériaux, technologie des joints) et du motoréducteur, ce qui relève des compétences standards de notre bureau d'études intégré. La faisabilité dépend des autres contraintes (volume, fluide, température).

Votre système peut-il être utilisé avec des gaz ou du CO2 supercritique ?

Le principe de contrôle volumétrique est applicable, mais la haute compressibilité des gaz et fluides supercritiques change la donne. La conception des joints d'étanchéité devient plus critique, et les algorithmes de régulation de pression doivent prendre en compte la compressibilité du fluide pour garantir la stabilité. Chaque projet fait l'objet d'une étude de faisabilité spécifique pour ces fluides.

La pompe peut-elle être intégrée dans un banc d'essai existant et pilotée par notre propre logiciel ?

Oui, nos équipements sont conçus pour s'intégrer dans des environnements de laboratoire existants. Nous fournissons systématiquement les protocoles de communication (ex: Modbus TCP/IP, série) et pouvons développer des drivers spécifiques (ex: LabVIEW) pour permettre le pilotage par un logiciel maître externe. L'interface mécanique et l'encombrement peuvent également être adaptés.

Votre expérience est limitée par l'instabilité d'une pompe standard dans un petit volume ?

Décrivez-nous votre contrainte de pression, de volume et de compatibilité chimique. Notre bureau d'études analyse la faisabilité de votre projet et revient vers vous avec une proposition de solution sur mesure.

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