Les mythes du jet d'eau : la pression

Lundi 21 septembre 2020

Le mythe :
Les découpes réalisées à haute pression sont plus rapides

Les faits :
Des déclarations générales comme celle-ci sont souvent trompeuses et se vérifient rarement dans tous les domaines. Le fait est que l'augmentation de la pression n'entraîne pas une coupe plus rapide dans la plupart des applications.

La puissance hydraulique détermine la coupe dans les applications au jet d'eau abrasif, tandis que la pression détermine celle dans les applications de découpe à l’eau pure (sans adjonction d’abrasif). Lorsque vous augmentez la pression, vous devez faire un compromis technique pour atteindre une pression plus élevée.

Comment augmentez-vous la pression ?
Il existe deux approches pour augmenter la pression de 4100 bar à 6200 bar dans une application jet d'eau :

• la première consiste à augmenter la puissance de votre moteur de pompe
• la seconde à réduire la taille de l’orifice pour limiter votre débit d'eau

Avec un moteur plus puissant dans votre pompe, votre système à jet d'eau consomme plus d’intensité et plus d'énergie. La pompe standard de 6200 bar utilise une alimentation électrique 480V triphasée de 200A, tandis que la pompe standard à 4100 bar utilise uniquement une alimentation électrique de 100A pour fonctionner !

Mais un moteur plus puissant peut pousser plus d'eau à travers la tête de coupe, non ? 
Oui, mais c'est uniquement pour faire fonctionner la tête à une pression de 4100 bar et nous essayons ici d'atteindre 6200 bar…

L'alternative consiste donc à utiliser le débit d'eau supplémentaire que nous venons de créer avec une pompe plus grande et à le pousser à travers un orifice plus petit. Cela se traduit par une augmentation de la quantité d'eau qui tente de traverser la plus petite ouverture, ce qui la force à aller plus vite ou augmente la pression de l'eau sortant de l'orifice. L'augmentation de la pression signifie que vous vous retrouvez avec un jet d'eau plus petit et plus mince avec une puissance réduite tout en consommant plus d'énergie électrique !

Puissance hydraulique :
Maintenant, supprimons l'augmentation de la pression et voyons ce qui se passe. 
Vous ne réduisez plus la taille de l'orifice de sortie, donc toute cette eau sous pression est disponible pour une utilisation immédiate, ce qui entraîne un jet plus grand et plus épais avec lequel couper. Cela se traduit par une puissance hydraulique plus élevée à la tête de coupe avec un flux de coupe plus important (et donc plus d’abrasif – qui est l’outil coupant) et plus robuste.

Par exemple, comparez le débit d'eau d'un tuyau d'arrosage de jardin à celui d'un tuyau d'incendie. Lequel couvrira plus de zone plus rapidement ? 
Le plus petit jet d'eau ou le plus grand jet d'eau ? Les deux feront le travail, mais sont destinés à des environnements et à des fins différentes.

Dans les matériaux plus fins ou plus tendres, il peut être judicieux d'utiliser une pression de coupe plus élevée, en particulier dans les applications à l’eau pure, où l'abrasion et la force ne sont pas nécessaires et un flux plus concentré avec moins de puissance fonctionnerait mieux. Dans les matériaux plus épais ou plus denses où plus de force est souhaitable, la puissance en chevaux aura l'avantage et fera le travail plus efficacement.

Une déclaration générale peut être vraie dans certains cas, mais cela ne signifie pas que ce soit «toujours» le cas ou même la solution la plus efficace. Une pression plus élevée coupera plus rapidement seulement une partie du temps. Pour la plupart des applications au jet d'eau abrasif, une puissance plus élevée au niveau de la tête s'avère être le choix le plus judicieux.

Un dernier point à prendre en compte : pour une même puissance moteur, plusieurs technologies de pompes existent actuellement, avec des rendements radicalement différents.
Aussi renseignez-vous car un meilleur rendement de pompe a deux avantages :
- une puissance de jet plus élevé
- des économies d’énergie pour une coupe équivalente à une puissance moteur plus élevé


A noter que cet article est suivi d'un second concernant les matériaux épais, complémentaire au premier.

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