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L’hydraulique est une technique permettant de convertir en énergie mécanique une pression créée via des liquides. Ainsi, les vérins et pompes hydrauliques permettent de soulever de lourdes charges avec un minimum d’effort. On retrouve également l’utilisation de ces systèmes pour les embrayages ou les dispositifs de freinage des véhicules utilitaires. Dans ce guide, vous découvrirez ce signifie le terme « hydraulique », les processus physiques utilisés et la mise en pratique de la transmission de force.
Qu’est-ce que l’énergie hydraulique ?
Le mot « hydraulique » est d’origine grecque : « hydro » signifie « eau » ou « liquide » et « aulos » se traduit par « conduite » ou « tuyau ». Avec ces informations, il est alors possible de déduire aisément la définition d’un système hydraulique comme étant l’introduction d’un liquide dans un système fermé où une pression est créée ou augmentée via une action mécanique ou statique. Cette pression permet de créer une force plusieurs fois supérieure à celle présente originellement.
Il existe ici une différence majeure entre l’hydraulique et la pneumatique : alors que les systèmes hydrauliques utilisent des liquides pour générer la pression nécessaire, les systèmes pneumatiques fonctionnent grâce à l’utilisation de gaz ou d’air comprimé.
Dans les deux cas, afin de déclencher la réaction mécanique souhaitée, la pression générée par le système est transmise via des tuyaux. Ainsi, il est possible de générer, grâce à une faible dépense d’énergie, des forces importantes pouvant être utilisées pour soulever des charges, entraîner des machines ou déplacer certains composants plus facilement.
Quels sont les domaines d’application de l’hydraulique ?
En raison de leurs propriétés avantageuses, les composants hydrauliques sont utilisés dans divers domaines professionnels comme :
- Les machines agricoles et de construction : pièces rapportées des excavatrices, grues, tracteurs ainsi que les fonctions de godet et de basculement,
- Les ateliers : ponts élévateurs, outils, crics hydrauliques,
- Technique automobile : embrayage, freins, direction assistée, châssis,
- Technique de stockage : gerbeuse à fourche, transpalettes manuels,
- Ascenseurs,
- Production : presses hydrauliques, technique de banc d’essai, convoyeur à courroie.
Fluides hydrauliques adaptés
Les systèmes hydrauliques utilisent pour la plupart un autre fluide que l’eau. En effet, il est plutôt courant de les voir fonctionner à l’aide d’une huile spéciale (huile hydraulique). Grâce à ses propriétés, l’huile garantit un fonctionnement doux dans la mécanique de précision des machines hydrauliques et des moteurs. Il est aussi possible d’utiliser d’autres liquides pour effectuer cette tâche tant que ceux-ci possèdent les propriétés requises au bon fonctionnement du système :
- Visqueux et lubrifiants,
- Mouillants et adhérents,
- Résistants au vieillissement,
- Sans acide,
- Non moussants,
- Faible compressibilité (le volume doit éviter de diminuer sous la pression).
De ce fait, selon du domaine d’application, des huiles minérales, des huiles végétales, des émulsions eau-huile ou des fluides synthétiques peuvent aussi être utilisés comme huiles hydrauliques. Différents additifs et compositions permettent d’obtenir d’autres propriétés telles que la protection contre la corrosion ou la compatibilité alimentaire.
Les composants des systèmes hydrauliques
Les systèmes hydrauliques sont principalement utilisés pour déplacer de lourdes charges avec un minimum d’effort. Au sein du système, différents composants hydrauliques participent à ce processus, tels que :
- Générateur d’énergie manuel ou motorisé : faire fonctionner la pompe hydraulique,
- Huile hydraulique : liquide à l’intérieur du système,
- Pompes hydrauliques : générer de la pression en déplaçant le liquide,
- Tuyaux et tubes hydrauliques : faire circuler l’huile hydraulique dans le système,
- Valves : réguler la quantité de liquide (et donc la pression) dans différentes zones de l’installation,
- Vérins ou moteurs hydrauliques : transformer la pression en énergie mécanique,
- Manomètre : indiquer le niveau de pression à l’intérieur du système.
Comment fonctionne un système hydraulique ?
Les étapes suivantes décrivent le fonctionnement des systèmes hydrauliques.
- La montée en pression
La pompe hydraulique est, soit manuelle et donc actionnée manuellement, par exemple via un levier ou une pédale, soit motorisé. Le mouvement du piston diminue l’espace disponible pour l’huile hydraulique, ce qui entraîne une augmentation de la pression.
- La répartition du volume ou du débit
Le liquide sous pression, également appelé débit volumétrique ou débit d’alimentation, se répartit dans l’installation via les tuyaux hydrauliques. Dans les installations complexes, des vannes permettent de contrôler la direction dans laquelle le débit volumétrique s’écoule.
- La conversion en énergie mécanique
Une fois le liquide répandu dans les tuyaux et ayant accumulé suffisamment de pression, il déclenche un deuxième moteur, ou vérin hydraulique, permettant la conversion en énergie mécanique. Le résultat de cette conversion étant, par exemple, le levage d’une plateforme de levage ou le déclenchement du frein.
- Le retour du fluide hydraulique
Ensuite, afin de faire redescendre la pression, il suffit de faire glisser le levier dans sa position initiale dans le cadre des systèmes manuels à ressort – comme les systèmes de freinages par exemple. Sur les gros engins de chantier ou les gerbeurs manuels, il y a généralement un deuxième interrupteur permettant d’abaisser le piston et d’éventuellement ouvrir une vanne de retour pour laisser l’huile hydraulique se répartir de nouveau uniformément dans le système.
Les avantages de l’hydraulique
La pneumatique et l’hydraulique sont des systèmes similaires dans les faits, cependant, ce dernier présente certains avantages par rapport au pneumatique. En effet, les systèmes hydrauliques sont extrêmement performants puisqu’ils peuvent déplacer ou absorber de grandes charges tout en étant relativement peu encombrant. En outre, ils peuvent aussi résister à l’usure grâce à l’huile, et ce, même sous une charge maximale.
Les avantages d’utiliser un système hydraulique sont nombreux, en voici la plupart :
- Transmission de force élevée,
- Encombrement relativement faible,
- Adaptable à l’espace disponible grâce à la flexibilité des tuyaux et des tubes,
- Convient aux machines de précision grâce aux réglages individuels des mouvements afin d’en choisir la vitesse, rapide ou lent,
- Longévité et résistance (si l’entretien et l’utilisation sont conformes aux prescriptions),
- L’huile hydraulique empêche les frottements et sert de liquide de refroidissement, ce qui augmente la durée de vie de l’installation.
FAQ sur les systèmes hydrauliques
L’« hydraulique » tient son origine du grec et se forme avec le mot « hydro » signifiant « eau » ou « liquide » et « aulos » se traduisant par « conduite » ou « tuyau ». Un système hydraulique est l’introduction d’un liquide dans un système fermé où une pression est créée ou augmentée via une action mécanique ou statique. Cette pression permet de générer, grâce à une faible dépense d’énergie, des forces importantes pouvant être utilisées pour soulever des charges, entraîner des machines ou déplacer certains composants plus facilement.
Il existe ici une différence majeure entre l’énergie hydraulique et l’énergie pneumatique. Les systèmes pneumatiques fonctionnent grâce à l’utilisation de gaz ou d’air comprimé afin de générer de la pression, tandis que des liquides sont utilisés pour l’énergie hydraulique.
• Les machines agricoles et de construction : pièces rapportées des excavatrices, grues, tracteurs ainsi que les fonctions de godet et de basculement,
• Les ateliers : ponts élévateurs, outils, élévateurs de machines,
• Technique automobile : embrayage, freins, direction assistée, châssis,
• Technique de stockage : gerbeuse à fourche, transpalettes manuels,
• Ascenseurs,
• Production : presses hydrauliques, technique de banc d’essai, convoyeur à courroie.
• Transmission de force élevée,
• Encombrement relativement faible,
• Adaptable à l’espace disponible grâce à la flexibilité des tuyaux et des tubes,
• Convient aux machines de précision grâce aux réglages individuels des mouvements afin d’en choisir la vitesse, rapide ou lent,
• Longévité et résistance (si l’entretien et l’utilisation sont conformes aux prescriptions),
• L’huile hydraulique empêche les frottements et sert de liquide de refroidissement, ce qui augmente la durée de vie de l’installation.
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© Jungheinrich AG
