Comment concevoir un réseau d'air comprimé

16 février 2022  |  Topring

Chaque projet de réseau d’air comprimé est unique, car les besoins en air comprimé varient en fonction de l’utilisation, et les possibilités de configuration sont fort nombreuses. Une conception optimale dès le départ du projet assurera :

  • La sécurité des personnes qui utiliseront l’air comprimé
  • Une diminution des frais d’exploitation grâce à l’efficacité du système
  • Une performance idéale des équipements et outils pneumatiques

Par où donc commencer votre projet ? Comment être sûr de ne rien oublier et que le réseau que vous mettez en place est vraiment adapté aux besoins et requis de votre industrie ?

Afin de vous guider dans votre processus, nous avons assemblé pour vous une liste de six questions fondamentales à se poser avant d’entreprendre un projet de réseau d’air. Chacune est accompagnée d’un exercice pratique pour vous permettre de penser aux moindres détails. Prenez le temps de bien planifier chaque étape du processus et, s’il le faut, n’hésitez pas à faire appel à un expert pour vous aider.

6 questions importantes avant de débuter un projet

1. Pour quel type d’application allez-vous utiliser l’air comprimé ?

Chaque application requiert des spécifications différentes (volume d’air, qualité d’air). Avant d’entreprendre un projet, vous devez vous demander pour quel type d’application vous allez utiliser votre système. Vous devrez en tenir compte dans votre planification.

Exercice pratique

Répondez du mieux de vos connaissances à chacune des questions suivantes. Ceci vous permettra d’énumérer tous vos besoins en air comprimé.  

  • Quelles seront les applications ?
  • Quels équipements ou outils pneumatiques seront utilisés ?
  • Quelle sera la fréquence d’utilisation ?
  • Quelles sont les conditions de l’environnement de travail ?

Exemples d’applications selon l’industrie

industrie-generale-general-industry

 

Industrie générale
Machines et équipements, outils pneumatiques

atelier-carrosserie-body-shop

 

Atelier de carrosserie
Application de peinture nécessitant une grande qualité d’air (propre et sec)

atelier-mecanique-garage

 

Atelier de mécanique (Garage)
Utilisation d’outils nécessitant un grand volume d’air (outils à impact)

atelier-pneus-tire-workshop

 

Atelier de pneus
Utilisation d’azote pour le gonflage des pneus

atelier-usinage-machine-shop

 

Atelier d’usinage
Utilisation de soufflettes pour le nettoyage des pièces

2. Quelle quantité d’air comprimé sera requise ?

Calculez le débit d’air total requis pour alimenter tous les équipements et outils pneumatiques que vous prévoyez utiliser. Plus vous avez de postes de travail et d’équipements, plus le volume d’air requis sera élevé. Le diamètre du réseau d’air devra être suffisamment grand pour véhiculer l’air en quantité suffisante et à la pression requise à tous les points de prélèvement.

L’un des plus gros défis avec un système d’air comprimé est de réussir à apporter suffisamment d’air à tous les points de prélèvement.

Exercice pratique en 2 volets

Volet 1 – Énumération des besoins et débits requis

Répondez du mieux de vos connaissances à chacune des questions suivantes. Prenez le temps d’énumérer pour chaque utilisation de l’air comprimé le débit requis (SCFM). Au besoin, référez-vous au tableau ici-bas « Exemples de consommation d’air selon le type d’outil ».  

  • Quels sont les besoins en air comprimé ?
  • Combien d’équipements et outils pneumatiques seront utilisés ?
  • De quel volume d’air (SCFM) les équipements et outils pneumatiques qui seront utilisés ont-ils besoin pour fonctionner ?
  • Quelle sera la fréquence d’utilisation (quotidienne ou occasionnelle) ?
  • Quelle sera la durée d’utilisation (en continu ou en périodes fixes) ?

Exemples de consommation d’air selon le type d’outil (données indicatives selon une utilisation en continu)

SANDERS FLOW SCFM  
Sableuse 9.6 01-sableuse
Meuleuse angulaire 4-1/2 po 18.4
Sableuse à courroie 10 mm 18.9
Sableuse 7 po à angle 29.6
NAILERS/STAPLERS    
Cloueuse/agrafeuse (Grade 18) 2.5 01-brocheuse
Agrafeuse (Grade 22-18) 3.5
Cloueuse de finition 3.5
Cloueuse à toitute 6.0
Cloueuse de structure 11.0
IMPACT TOOLS    
Clé à rochet 1/4 po miniature 12.5 01-outil-impact
Outil à impact 1/4 po 14.0
Clé à rochet 3/8 po 19.2
Marteau pneumatique 21.9
Outil à impact 1/2 po 28.6
Outil à impact 3/4 po 34.7
Outil à impact 1 po 87.5
POLISSEUSES    
Ponceuse orbitale 16.6 01-polisseuse
Sableuse oscillante 23.0
PERCEUSES     
Perceuse pneumatique 3/8 po 17.3 01-perceuse
Perceuse réversible 3/8 po 23.8
Perceuse réversible 1/2 po 26.4
AUTRES OUTILS    
Riveteuse 4.0 01-pistolet-peinture
Pistolet à graisser 8.0
Pistolet à calfeutrer 0.1
Pistolet à peinture HVLP 9.5
Tournevis 9.6
Pistolet décapeur au sable 12.0

Volet 2 – Calcul du débit total requis

Additionnez ensuite tous les requis en air de vos équipements et outils pneumatiques. Vous aurez ainsi une idée précise du nombre du débit total requis (SCFM) pour faire fonctionner vos équipements en simultané. Cette donnée vous sera utile pour la prochaine étape.

3. Où sont situés vos outils et équipements pneumatiques ?

Assurez-vous de bien connaître le plan d’aménagement de travail de votre usine ou de votre atelier. Cela aura une grande influence sur le type de configuration à privilégier. Tenez compte de l’emplacement du compresseur, de la distance à parcourir et de toutes les descentes requises. La longueur totale du réseau en pieds linéaires influence le diamètre des tubes requis et la configuration du réseau à privilégier.

Exercice pratique en 3 volets

Volet 1 – Énumération et visualisation de la configuration

Répondez du mieux de vos connaissances à chacune des questions suivantes. Ceci vous permettra d’être en mesure de visualiser chaque élément de votre réseau.

  • Comment est configuré le plan d’aménagement de l’usine ?
  • Quels sont les emplacements et dispositions des postes de travail (outils et équipement) ?
  • Où sera situé le compresseur ?
  • Jusqu’où doit aller le réseau d’air (distance totale/dimensions de l’atelier) ?
  • Combien de descentes d’air comprimé y aura-t-il ?

Volet 2 – Croquis des installations

Maintenant, prenez une feuille de papier et dessinez un croquis de votre usine ou atelier en identifiant chaque compresseur et poste de travail. Ceci vous permettra entre autres de définir le type de configuration à privilégier selon votre aménagement, le prochain élément à considérer.

Exemples d’aménagements observés

amenagements-observes

 

Volet 3 – Définition du diamètre de tube requis

En fonction du débit d'air total défini à la question « 2. Quelle quantité d’air comprimé sera requise », de la longueur du réseau que vous venez de déterminer en calculant la distance totale et les dimensions de votre réseau, ainsi que de la configuration que vous venez de dessiner sur votre croquis en disposant les postes de travail (linéaire ou à plusieurs endroits) vous êtes maintenant en mesure de déterminer le diamètre de tube requis. Pour vous aider, référez-vous au tableau ici-bas.

Guide pour déterminer le diamètre de tube (mm) nécessaire pour un réseau d’air

diametre-tube-consommation-air-longueur-reseauDonnées basées sur un réseau en boucle fermée. Le débit d’air total est la somme de tous les débits d’air requis pour chaque outil et équipement pneumatique.

4. Allez-vous faire une boucle fermée ou un réseau linéaire ?

La configuration optimale du réseau d’air comprimé est déterminée en fonction du plan d’aménagement de l’usine ou de l’atelier. Référez-vous à l’exercice pratique de la question « 3. Où sont situés les outils et équipements pneumatiques » pour voir ce qui s’applique à votre situation. Ayez en tête que votre objectif est d’atteindre l’équilibre entre la demande en volume d’air (débit mesuré en SCFM) et la pression requise (en PSI). Cette étape va permettre de déterminer le diamètre du réseau principal.

2 options de configurations

Réseau en boucle fermée

Les réseaux en boucle fermée sont considérés comme étant les configurations les plus efficaces. Ils favorisent une pression uniforme entre tous les points de prélèvement d’air comprimé. Priorisez ce type de configuration si votre plan d’aménagement vous le permet.

boucle-fermee-closed-loopDans un réseau en boucle fermée, l’air circule à travers plusieurs lignes à la fois. La pression et le débit sont équilibrés partout dans le réseau. De l’air qui vient de deux directions alimente chaque descente.

Réseau linéaire

Optez pour un réseau linéaire lorsqu’une configuration en boucle fermée n’est pas possible. Pour alimenter le réseau dans les deux sens, le compresseur doit être idéalement situé au centre du réseau (du compresseur au point d’utilisation le plus éloigné) ou encore vous pourriez avoir plus d’un compresseur.

reseau-lineaire-linear-system

Dans un réseau linéaire, de l’air qui vient d’une seule direction alimente chaque descente. Ceci peut favoriser des chutes de pression au bout du réseau si ce dernier est très long. C’est pourquoi le compresseur doit être situé au centre du réseau.

Exercice pratique

En fonction des exercices pratiques précédents, répondez du mieux de vos connaissances à chacune des questions suivantes.

  • Quelle configuration de réseau convient le mieux en fonction du plan d’aménagement ?
  • Faut-il prévoir des besoins futurs (agrandissements) ?

5. Avez-vous des exigences à respecter en matière de qualité d’air ?

La présence d’eau et de contaminants entraîne une défaillance des équipements pneumatiques et favorise la prolifération bactérienne dans la tuyauterie d’air comprimé. Certaines applications ou certains procédés requièrent de très hauts standards de qualité d’air. C’est le cas notamment des industries où l’air comprimé peut entrer en contact avec les aliments (alimentaire, pharmaceutique, nutraceutique…).

L’un des plus grands défis reliés à l’utilisation d’un système d’air comprimé est d’éliminer toute présence d’eau et de contaminants. 

La norme ISO

L’organisation internationale de la normalisation (ISO) a établi la norme 8573 sur la qualité de l’air afin de faciliter la sélection, la conception et la mesure des composants de traitement de l’air. Référez-vous à cette norme pour voir ce qui s’applique à votre industrie.

Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3 Niveau 4 Niveau 5
niveau-filtration-un niveau-filtration-deux niveau-filtration-trois niveau-filtration-quatre niveau-filtration-cinq
Air comprimé sans spécification Air d’usine en général : outils à air (sablage au jet, meulage, etc.) Instrument à air
Peinture au pistolet et par procédé électrostatique
Machines d’emballages
Industrie alimentaire
Industrie pharmaceutique
Industrie chimique
Laboratoires
Industrie alimentaire (brasseries, laiteries)
Industrie pharmaceutique
Industrie chimique
Laboratoires
 
ISO 8573.1
 Classe 5.6.5
ISO 8573.1
Classe 3.6.4
ISO 8573.1
Classe 1.5.3
ISO 8573.1
Classe 1.4.1
ISO 8573.1
Classe 1.1.1

Pour en savoir davantage sur les options de traitement de l’air comprimé et les niveaux de qualité d’air établis par la norme ISO 8573.1:2010, consultez l’article 5 solutions pour éliminer et traiter les condensats.

Exercice pratique

Répondez du mieux de vos connaissances à chacune des questions suivantes. Ceci vous permettra de bien évaluer vos besoins en matière de qualité d’air et de vous assurer de mettre en place un réseau d’air qui perdurera.  

  • Quelle qualité d’air est requise pour chaque application ou l’industrie (certaines applications peuvent nécessiter un traitement d’air local par exemple à l’aide d’une unité FRL ou d’un sécheur dessiccant)?
  • Est-ce que les besoins en air varient d’un outil ou équipement à l’autre (prévoir des filtres, régulateurs et lubrificateurs aux différents points d’application) ?
  • Quel type de matériau de tuyauterie choisir ?

tube-aluminium-aluminium-pipe

Afin de vous assurer que l’air comprimé soit propre et sec, choisissez des matériaux qui ne corroderont pas et ne se détériorent pas. Ils permettent ainsi à l’air de circuler librement sans aucune friction. Pour en savoir plus, consulter l’article 5 raisons pour choisir un tube à air comprimé en aluminium.

6. Qui fera l’installation ?

Bien que cela puisse vous paraitre anodin, cette dernière décision déterminera une bonne partie de la valeur finale de votre réseau d’air. Privilégiez un installateur qualifié qui maîtrise les règles d’installation et de sécurité. Certains systèmes sont très simples à installer, mais il est essentiel que l’installation soit des plus optimales. Peu importe l’étape de la conception de votre réseau d’air, n’hésitez pas à faire appel à l’un de nos conseillers pour vous aider à choisir les composants de votre système ou simplement pour des conseils sur son installation.

Exercice pratique

Répondez du mieux de vos connaissances à chacune des questions suivantes.

  • Qui installera le réseau ?
  • Est-ce que l’installation sera faite par un spécialiste ?

installation-reseau-system-installationSaviez-vous qu’installer un réseau en aluminium comporte plusieurs avantages ? Les tubes sont légers, et les raccords autobloquants à compression sont faciles à installer. Le montage est 4 fois plus rapide que la méthode conventionnelle par taraudage des tuyaux. Vous verrez donc une réduction dans les frais d’installation.

Enfin, n’oubliez pas que chaque système de tuyauterie pour l’air comprimé comporte ses propres particularités. Assurez-vous de lire le « Guide de conception et d’installation » qui accompagne le système que vous avez choisi d’utiliser pour votre projet de réseau d’air.

Pour plus de contenu sur les étapes à suivre lors de la conception d’un réseau d’air, nous vous invitons à consulter notre livre blanc Guide pratique pour réaliser un réseau d’air comprimé.