Chaque décision prise lors de la conception d’un réseau d’air comprimé a une incidence directe sur l’efficacité énergétique, les coûts d’exploitation, les exigences de maintenance et la fiabilité à long terme.
Ce guide rassemble les principaux principes d’ingénierie et les meilleures pratiques pour concevoir des réseaux d’air comprimé haute performance. Il couvre la planification du réseau, le dimensionnement de la tuyauterie, le traitement de l’air, la gestion des condensats et la dilatation thermique.
Les exemples pratiques, les recommandations de dimensionnement et les bonnes pratiques d’ingénierie sont illustrés à l’aide du système de tuyauterie en aluminium Topring Série 08.
Table des matières
1. L'importance de la conception du réseau
2. Les points à considérer
3. La planification du réseau
4. Les dimensions de la tuyauterie
5. La dilatation thermique
6. Les composants du réseau
7. La qualité de l’air comprimé
8. La gestion des condensats
9. Les équipements et accessoires au point d’utilisation
10. Soutien à l’ingénierie
11. Limitation de responsabilité
Étapes de conception d'un réseau d'air comprimé
La conception d'un réseau d'air comprimé repose sur une série de décisions techniques importantes. Les étapes ci-dessous résument le processus de conception recommandé. Chacune est expliquée en détail dans les sections qui suivent.
1. L'importance de la conception du réseau
L’air comprimé est l’une des sources d’énergie les plus utilisées dans les installations industrielles. Bien que l’investissement initial en équipements et en tuyauterie ne représente généralement qu’une faible partie du coût total du système sur son cycle de vie, la consommation d’énergie constitue la plus grande part des dépenses à long terme pour une entreprise. Les coûts d’entretien, les pièces de remplacement et les pertes d’air contribuent également à augmenter les coûts d’exploitation au fil du temps.
Comme l’énergie représente la portion la plus importante du coût total, les décisions liées à la conception du réseau, au dimensionnement de la tuyauterie, au choix des matériaux et aux pratiques de maintenance ont un impact significatif sur l’efficacité globale et le coût d’exploitation d’un système d’air comprimé.
ℹ️Conseil techniqueRéduire les pertes de pression améliore bien plus que le rendement du compresseur.
Une règle empirique souvent citée veut que chaque augmentation de 2 PSI (0,14 BAR) de la pression de service entraîne une hausse d'environ 1 % de la puissance du compresseur. Toutefois, selon le Compressed Air & Gas Institute (CAGI), lorsqu'on tient également compte de l'énergie supplémentaire requise pour répondre à l'augmentation de la consommation d'air causée par une pression plus élevée, l'impact global sur la consommation d'énergie est plus près de :
« ... une augmentation totale de la consommation d'énergie d'environ 1,6 à 2 % pour chaque augmentation de 2 PSI de la pression de refoulement... » – CAGI
Par conséquent, réduire les pertes de pression dans l'ensemble du réseau peut diminuer la consommation énergétique globale du système d'air comprimé d'environ 1,6 à 2 % pour chaque réduction de 2 PSI (0,14 BAR) de la pression de service, tout en améliorant les performances globales du système. |
2. Les points à considérer
Avant de concevoir un réseau de distribution d’air comprimé, plusieurs facteurs doivent être évalués afin d’assurer sa performance, sa fiabilité et sa facilité d’entretien à long terme.
Les exigences relatives à la qualité de l’air
Chaque application utilisant de l’air comprimé nécessite un niveau de qualité d’air spécifique. Les exigences de qualité de l’air influenceront le choix des filtres, sécheurs, séparateurs et équipements de traitement des condensats.
Consultez la section La qualité de l’air comprimé de ce guide pour obtenir plus d’information.
La salle des compresseurs
Les compresseurs, réservoirs et équipements de traitement de l’air doivent être installés dans une salle des compresseurs adéquatement ventilée et facilement accessible.
Un espace suffisant doit être prévu afin de faciliter les opérations de maintenance ainsi que l’ajout futur d’équipements.
La récupération de chaleur
Environ 90 % de l’énergie électrique consommée par un compresseur d’air est convertie en chaleur. Lors de la planification de la salle des compresseurs, envisagez les possibilités de récupérer cette chaleur afin d’améliorer l’efficacité énergétique globale de l’installation. Les systèmes de récupération de chaleur sont généralement plus efficaces lorsqu’ils sont intégrés dès l’étape initiale de la conception du réseau d’air comprimé.
Les expansions futures
Lors du dimensionnement du réseau de distribution, il est important de tenir compte de la croissance future. Lorsque possible, il est recommandé de surdimensionner les conduites principales afin de répondre aux besoins d’expansion prévus au cours des 5 à 10 prochaines années.
La maintenance
La conception du réseau devrait intégrer des valves d’isolement et des sections de dérivation (bypass) aux endroits appropriés afin de faciliter les opérations de maintenance et de réduire les temps d’arrêt lorsqu'une maintenance doit être effectuée sur le réseau.
La gestion des vibrations
Des tuyaux de connexion antivibrations doivent être installés entre les équipements et le réseau de tuyauterie afin de limiter la transmission des vibrations et de faciliter les opérations de maintenance.
Les fuites d’air
La réduction des fuites commence par une conception adéquate du réseau et un entretien régulier. Le choix d’un système de distribution d’air de haute qualité ainsi que l’inspection périodique des composants, tels que les raccords rapides, les tuyaux et les joints de cuve des FRL, permettent de réduire considérablement les pertes d’air. Maintenir la pression au niveau le plus bas requis contribue également à limiter les fuites.
Un audit complet du réseau d’air comprimé permet d’identifier les fuites, de prioriser les réparations et d’améliorer l’efficacité énergétique.
3. La planification du réseau
3.1 Estimer les besoins en air
Chaque projet de réseau d’air comprimé est unique, puisque les besoins varient considérablement d’une application à l’autre.
Avant de concevoir le réseau, il est important de déterminer :
- Le nombre d’outils pneumatiques et d’équipements utilisés
- Le débit d’air total requis (SCFM)
- Les exigences relatives à la qualité de l’air
- Les conditions d’utilisation de chaque poste de travail
- Le choix du compresseur
ℹ️Conseil techniqueLe débit d’air produit par le compresseur influencera directement le dimensionnement de la tuyauterie principale. En règle générale, un compresseur produit environ 4 SCFM par HP lorsqu’il fournit de l’air à 100 PSIG. |
3.2 Déterminer la longueur requise
Un plan de l’usine ou de l’atelier doit être préparé afin de déterminer la longueur totale du réseau en pieds linéaires et de faciliter sa conception.
Les éléments suivants doivent être pris en considération :
- La structure du bâtiment et les options de fixation disponibles
- Les exigences liées à une installation au plafond ou au mur
- La hauteur du plafond et les dégagements disponibles
- L’emplacement et la température de la salle des compresseurs
- L’emplacement des postes de travail
- L’emplacement des équipements
- L’accessibilité pour les opérations de maintenance
- Les besoins d’expansion futurs (il est généralement recommandé de prévoir une capacité additionnelle de 25 % à 50 %)
⚠️ Mise en gardeLe réseau de tuyauterie ne doit jamais supporter de charges autres que son propre poids, ni être soumis à des mouvements autres que ceux causés par la dilatation et la contraction normales de ses composants.
Lors de la conception d’un poste de travail, les outils et équipements doivent être raccordés au réseau au moyen de tuyaux flexibles connectés à des dévidoirs ou à des distributeurs muraux solidement fixés. Cette pratique permet d’éviter que le poids ou les mouvements des outils soient transmis à la tuyauterie. |
3.3 Choisir la configuration du réseau
La configuration optimale d’un réseau d’air comprimé dépend de l’aménagement de l’installation et des exigences de l’application. L’objectif est d’assurer un équilibre entre le débit d’air requis (SCFM) et la pression nécessaire aux points d’utilisation (PSI), tout en minimisant les pertes de charge dans l’ensemble du réseau.
Il est également important de tenir compte des besoins futurs dès la phase de conception. Prévoir les projets d’agrandissement éventuels permet de dimensionner adéquatement le réseau, non seulement pour répondre aux besoins actuels, mais aussi pour soutenir la croissance, tout en réduisant la nécessité d’apporter des modifications coûteuses par la suite.
La configuration choisie joue un rôle important dans la performance du système, la stabilité de la pression et la flexibilité à long terme.
Pour en savoir plus sur les différentes configurations de réseaux d’air comprimé, consultez notre article : Les 5 principales configurations d’un réseau d’air comprimé.
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RÉSEAU EN BOUCLE FERMÉE - Réseau en boucle continue |
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RÉSEAU QUADRILLÉ* - Multiples chemins de circulation de l’air
* Pour déterminer le diamètre de tube approprié, utilisez le tableau de dimensionnement pour un réseau en boucle fermée. |
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RÉSEAU LINÉAIRE (OU CUL-DE-SAC) - Conception simple avec un seul chemin de distribution
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3.4 Choisir le matériau de la tuyauterie
Le choix du matériau de la tuyauterie influence la performance du système, la qualité de l’air, les exigences d’installation et les coûts d’exploitation à long terme.
Les matériaux couramment utilisés dans les réseaux d’air comprimé comprennent l’acier, l’acier galvanisé, le cuivre, l’aluminium et l’acier inoxydable. Chaque matériau présente des avantages et des limites selon l’application, l’environnement et les exigences de performance.
ℹ️Conseil techniqueLa tuyauterie en aluminium combine résistance à la corrosion, faibles pertes de charge et légèreté, ce qui en fait le choix idéal pour les réseaux modernes de distribution d’air comprimé.
Pour en savoir plus sur les avantages de la tuyauterie d’air comprimé en aluminium, consultez notre page |
3.5 Série 08 : Tuyauterie d'air comprimé en aluminium
Certifications
Tous les raccords sont enregistrés selon la procédure d’immatriculation CRN pour toutes les provinces |
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Tous les produits répondent aux exigences de la norme ASME B31 / ASME B31.1 / ASME B31.3 |
Tous les produits sont conformes à la Directive Européenne Équipements sous pression (PED) 2014/68/EU |
>En savoir plus sur le système de tuyauterie Série 08
4. Les 5 étapes pour déterminer le bon diamètre de tube
1. Calculer la longueur de la conduite principale en pieds linéaires
2. Calculer les longueurs équivalentes (raccords)
3. Calculer le débit d’air total requis en SCFM
4. Déterminer le diamètre de la conduite principale
5. Déterminer le diamètre de chaque descente (une descente représente une section linéaire de tuyauterie)
4.1 Calculer la longueur de la conduite principale
La conduite principale doit être dimensionnée de façon à fournir un débit d’air adéquat tout en minimisant les pertes de charge. Il est recommandé de dessiner un plan du réseau qui représente le trajet de la tuyauterie.
La dimension dépend des éléments suivants :
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L'emplacement de la salle des compresseurs;
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Les emplacements des points d'utilisation de l'air;
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La configuration choisie pour le réseau;
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Les obstacles à contourner pour passer la conduite principale;
4.2 Calculer les longueurs équivalentes (raccords)
Les raccords peuvent créer une résistance supplémentaire à l’écoulement de l’air et contribuer aux pertes de charge. Afin de tenir compte de cet effet lors du dimensionnement d’un réseau d’air comprimé, chaque raccord est associé à une longueur équivalente de tuyauterie linéaire (voir le tableau ci-dessous).
La somme des longueurs équivalentes de tous les raccords doit être ajoutée à la longueur réelle de la tuyauterie avant de déterminer le diamètre requis.
Bien que la prise en compte des longueurs équivalentes n’entraîne pas nécessairement une augmentation du diamètre de la tuyauterie, elle est considérée comme une bonne pratique et permet d’obtenir un calcul de dimensionnement plus précis.
4.3 Calculer le débit d’air total requis en SCFM
Le diamètre de la tuyauterie doit être suffisamment grand afin de permettre un apport adéquat en air à tous les points d'application en fonction de la pression requise.
Le nombre requis de SCFM est indiqué par le manufacturier de l'équipement pneumatique. À titre indicatif, le tableau ci-dessous présente les débits moyens typiques des outils pneumatiques les plus couramment utilisés. Le débit (SCFM) de chaque outil est multiplié par son pourcentage d’utilisation.
Utilisez le débit moyen en SCFM pour effectuer le calcul préliminaire, puis validez le débit réel (SCFM) des équipements utilisés dans votre projet.
4.4 Déterminer le diamètre de la conduite principale
À l’aide des tableaux de dimensionnement correspondant au type de réseau sélectionné, déterminez le diamètre requis de la conduite principale.Lorsque le résultat se situe entre deux valeurs du tableau, utilisez toujours la valeur supérieure.
Il est également recommandé de surdimensionner la conduite principale afin de tenir compte d’une éventuelle expansion du réseau au cours des 5 à 10 prochaines années.
4.5 Déterminer le diamètre de chaque descente
Une descente est une conduite secondaire qui relie la conduite principale de distribution à un point d’utilisation.
À l’aide du tableau de dimensionnement pour un réseau linéaire présenté à l’étape 3, calculez le débit requis en SCFM pour chaque descente selon la consommation d’air combinée des outils et équipements raccordés.
Ce processus doit être répété pour chaque descente du réseau, en tenant compte des besoins en débit d’air propres à chaque point d’utilisation.
Exemple de calcul en 5 étapes pour le dimensionnement de la conduite principale
| Étape 1 - Calculer la longueur de la conduite principale |
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Réseau en boucle fermée avec 9 descentes
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L’usine mesure 100 pi x 30 pi
Longueur totale de la conduite principale (pieds linéaires) : (2 × 100 pi) + (2 × 30 pi) = 260 pi
| Étape 2 – Calculer les longueurs équivalentes (raccords) |
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10 unions (63 mm) : 0,5 pi × 10 = 5 pi
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4 unions en coude de 90° (63 mm) : 1,8 pi × 4 = 7,2 pi
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LONGUEUR TOTALE ÉQUIVALENTE : 12,20 pi + conduite principale : 260 pi
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NOUVELLE LONGUEUR TOTALE (pieds linéaires) = 272,20 pi
D’après le tableau de dimensionnement pour un réseau en boucle fermée ci-dessus, un débit de 374,43 SCFM et une longueur de conduite principale de 260 pi nécessitent un diamètre minimal de 50 mm.
| Étape 3 – Calculer le débit d’air total requis en SCFM |
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12 perceuses réversibles (1/2 po) : (33 SCFM × 12) × 50 % du temps d’utilisation = 198 SCFM
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9 ponceuses à courroie (10 mm) : (19 SCFM × 9) × 33 % du temps d’utilisation = 56,43 SCFM
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3 clés à chocs (1/2 po) : (40 SCFM × 3) × 100 % du temps d’utilisation = 120 SCFM
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DÉBIT D’AIR TOTAL REQUIS : 374,43 SCFM
| Étape 4 – Déterminer le diamètre de la conduite principale |
D’après le tableau de dimensionnement pour un réseau en boucle fermée, un débit de 374,43 SCFM et une longueur de conduite principale de 260 pi nécessitent un diamètre de tuyauterie de 50 mm.
Afin de prévoir une expansion future et de maintenir une performance optimale du système, il est recommandé de sélectionner le diamètre supérieur disponible, soit 63 mm, pour la conduite principale de distribution.
Étape 5 – Déterminer le diamètre de chaque descente |
En vous référant au tableau de dimensionnement ci-dessous pour un réseau linéaire, calculez le débit requis en SCFM pour chaque descente selon la consommation d’air totale des outils et équipements raccordés.
Répétez ce processus pour chaque descente du réseau.
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Descente no 1 : 25 pi
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2 perceuses réversibles (3/8 po) : 33 SCFM × 2 = 66 SCFM
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DIMENSION DU TUBE POUR LA DESCENTE NO 1 : 25 mm
5. La dilatation thermique
5.1 Les éléments à considérer
Les tubes d’air comprimé en aluminium sont soumis à des variations de température et à des mouvements de dilatation qui peuvent être compensés au moyen de dispositifs d’absorption installés sur le réseau. Un élément flexible (boucle de dilatation, tuyau de connexion antivibrations ou raccord de dilatation) doit toujours être installé sur toute section droite de plus de 150 m (500 pi) afin d’absorber la dilatation et de prévenir les contraintes sur le réseau de tuyauterie. Ces différentes solutions sont présentées dans cette section afin de compenser ce phénomène.
Lorsque les mouvements thermiques ne sont pas correctement pris en compte, des contraintes excessives peuvent être transmises aux raccords, aux vannes et aux équipements raccordés, ce qui peut nuire à la performance et à la durée de vie du système.
Lors de l’évaluation des exigences relatives à la dilatation thermique, les éléments suivants doivent être pris en considération :
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La plage de températures de fonctionnement prévue
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La longueur des sections droites de tuyauterie
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L'espace disponible pour l'installation.
Les longues sections de tuyauterie et les variations importantes de température nécessitent généralement une attention particulière en matière de gestion de la dilatation thermique.
5.2 Les effets de la dilatation et de la contraction
Si la dilatation et la contraction thermiques ne sont pas correctement prises en compte lors de la phase de conception, les contraintes qui en résultent peuvent affecter la performance et la durée de vie du réseau de distribution d’air comprimé.
Les conséquences possibles
- Des contraintes excessives entre les points fixes
- La compression des colliers et des supports
- Des contraintes sur les équipements raccordés
- La déformation ou l’affaissement de la tuyauterie
- L’usure prématurée des composants
- Un risque accru de fuites ou de défaillance du système
Une compensation adéquate de la dilatation contribue à protéger le réseau de tuyauterie et les équipements raccordés tout en assurant la fiabilité à long terme du système.
5.3 Les boucles de dilatation : pour les réseaux utilisant une tuyauterie de 20 à 160 mm (3/4 à 6 po)
Les boucles de dilatation, aussi appelées lyres de dilatation, absorbent les mouvements thermiques en permettant à la tuyauterie de se déformer naturellement lors des phases de dilatation et de contraction.
Cette solution est couramment utilisée sur les longues sections droites de tuyauterie lorsque l’espace disponible permet son installation.
Les avantages
- Solution avec CRN pour toutes les dimensions de tubes
- Aucune pièce mobile
- Longue durée de vie
- Peu d’entretien requis
- Efficace en présence de variations importantes de température
⚠️ Mise en gardeDimensions fournies à titre indicatif seulement. Topring n’assume aucune responsabilité quant à la conception d’un réseau de tuyauterie particulier. Il incombe au concepteur du projet de s’assurer que l’installation respecte les normes et réglementations applicables. Ces dimensions sont valides uniquement pour une boucle de dilatation destinée à absorber la dilatation d’une section droite de plus de 150 m de longueur, réalisée en tuyauterie d’aluminium et soumise à une variation de température pouvant atteindre 20 °C par rapport à celle du bâtiment. |
5.4 Les tuyaux de connexion antivibrations : pour les réseaux utilisant une tuyauterie de 16 à 80 mm (1/2 à 3 po)
Les tuyaux antivibrations peuvent également absorber les mouvements de dilatation. Les tuyaux antivibrations ne doivent pas être pliés de façon excessive (angle trop prononcé ou rayon de courbure insuffisant).
Il est important de noter que seuls les tuyaux antivibrations en caoutchouc de 16 mm (1/2 po) à 50 mm (2 po) sont disponibles avec un numéro d'enregistrement canadien (NEC/CRN).
Les tuyaux antivibrations en caoutchouc peuvent également être installés au niveau du compresseur afin de neutraliser les sources de vibration.
>Voir les tuyaux de connexion antivibrations
⚠️ ImportantUn tuyau antivibrations en caoutchouc ou en acier inoxydable peut être installé entre le compresseur et le début du réseau de tuyauterie afin de protéger le réseau contre les vibrations et les forces de dilatation. |
>Voir les tuyaux de connexion antivibrations haute température
5.5 Les raccords de dilatation : pour les réseaux utilisant une tuyauterie de 63 à 160 mm (2-1/2 à 6 po)
Les raccords de dilatation sont conçus pour absorber les mouvements thermiques lorsque les contraintes d’espace ne permettent pas l’utilisation de boucles de dilatation.
Ces composants procurent une flexibilité contrôlée au sein du réseau de tuyauterie et contribuent à réduire les contraintes causées par les variations de température.
Les avantages
- Solution compacte
- Idéal pour les espaces restreints
- Intégration facile aux réseaux existants
- Absorption efficace des mouvements thermiques
>Voir les raccords de dilatation
⚠️ ImportantLes raccords de dilatation ne sont pas conformes à la norme NEC. Si un projet nécessite un réseau d'air comprimé entièrement conforme à la norme NEC, vérifiez que la méthode de compensation de dilatation choisie respecte les exigences normatives et réglementaires applicables. |
6. Les composants du réseau
La sélection et le positionnement adéquats des composants du système contribuent à l’efficacité, la fiabilité et la facilité d’entretien d’un réseau de distribution d’air comprimé. Ces composants doivent être pris en compte dès la phase de conception et intégrés aux plans du réseau.
6.1 La pente des conduites principales
Les conduites principales de distribution doivent être conçues avec une pente afin de favoriser l’évacuation naturelle des condensats vers les points de collecte prévus à cet effet.
Un réseau correctement incliné aide à prévenir l’accumulation d’eau dans la tuyauterie et améliore l’efficacité des équipements de gestion des condensats.
En règle générale, une pente d’environ 1 % (10 mm par mètre / 1⁄8 po par pied) devrait être maintenue. Selon la configuration du réseau, il est généralement nécessaire de répartir cette pente en plusieurs crêtes et creux, avec une descente de drainage à chaque point bas.
6.2 Les supports de montage pour tubes
Les méthodes de fixation de la tuyauterie sont définies en fonction de la configuration du bâtiment et doivent être réalisées de manière à assurer un alignement adéquat ainsi qu'une bonne stabilité de l’ensemble du réseau.
La distance maximale entre les support de montage ne doit pas dépasser 3 mètres (10 pi), peu importe le diamètre de la tuyauterie.
Il est fortement recommandé d’installer un support de montage à une distance de 20 à 30 cm de chaque côté d’un raccord.
Les supports de montage doivent être installés à 20 cm de chaque côté d’une valve.
Les supports de montage ne doivent pas être installés directement contre un raccord, puisqu’un dégagement suffisant est nécessaire pour permettre la dilatation et la contraction thermiques. Un positionnement adéquat des supports de montage aide à prévenir les contraintes excessives sur les raccords et les valves tout en maintenant un bon alignement de la tuyauterie.
6.3 Les supports de montage, les espaceurs, les supports en boucle et pour valve
Afin de fixer solidement la tuyauterie au mur, une combinaison de supports de montage et d'espaceurs peut être nécessaire selon le diamètre de la tuyauterie et l’espace à combler entre le mur et le tube (voir les illustrations ci-dessous).
L’espaceur permet de compenser la différence de hauteur créée lors du raccordement de tubes de diamètres différents. Il contribue également à assurer un alignement adéquat de la tuyauterie.
Pour une installation au mur ou au plafond
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Les supports de montage
Le support de montage permet de fixer solidement la tuyauterie au mur ou au plafond. Selon l’application, l’utilisation d'un espaceur peut être nécessaire.
>Voir les supports de montage pour tubes 16 mm - 100 mm
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Les espaceurs pour support de montage
L'espaceur est conçu pour combler l’espace entre le mur et le support de montage
>Voir les espaceur 16 mm à 100 mm pour tube
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Avec un espace de 35 mm entre le mur et le centre du tube, aucun espaceur n’est requise avec un support de montage de 16, 20, 25 ou 32 mm.
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Avec un espace de 90 mm, aucun espaceur n’est requise avec un support de montage de 63, 80 ou 100 mm.
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Exemples d’installations nécessitant une combinaison d’espaceurs et de supports de montage afin d’obtenir un espace de 70 ou 90 mm entre le mur et le centre du tube.
Pour une installation au plafond
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Les accessoires pour support de montage Plusieurs options sont offertes pour faciliter l’installation au plafond à l’aide de supports de montage (ex. rondelle plate et boulon, écrou à ressort et boulon). |
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| Les supports pour tube suspendu |
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| Les supports pivotants en boucle |
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>Voir les produits pour installation des tubes
Les autres accessoires de montage au mur ou au plafond
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Pince à visser pour poutre en I
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Support pour poutre en I |
Profilé percé
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Tige filetée |
Profilé en équerre |
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>Voir les accessoires de montage
Les supports pour valves
Il est important d’installer un support de montage à 20 cm de chaque côté d’une valve quart de tour afin d’éviter la déformation de la tuyauterie ou la transmission de vibrations pendant le fonctionnement, particulièrement au niveau d’une descente.
Plusieurs modèles de supports de valves sont également offerts selon le diamètre de la tuyauterie. Lorsqu’une valve quart de tour est équipée d’un support de valve, l’installation de supports de montage de chaque côté de la valve n’est pas requise.
>Voir les supports pour valves
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Les supports pour valve quart de tour avec bride
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6.4 Les considérations relatives aux distributeurs muraux
Aux points d’utilisation (descentes), le distributeur mural doit être aligné avec l’axe central du tube afin d’assurer une installation adéquate et une bonne accessibilité.
Lorsque la distance entre le mur et l’axe central du tube dépasse 35 mm, un espaceur pour distributeur peut être nécessaire afin de fournir le dégagement requis et de maintenir un alignement adéquat.
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L'espaceur permet d’augmenter le dégagement entre le mur et le distributeur lorsque la distance entre le mur et l’axe central du tube dépasse 35 mm.
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6.5 Les descentes : les brides de dérivation
Les brides de dérivation sont utilisées pour créer des descentes destinées à alimenter des postes de travail sur des réseaux d’air comprimé neufs ou existants. En prélevant l’air dans la partie supérieure de la conduite principale, elles contribuent à réduire le risque que des condensats pénètrent dans la descente et atteignent les équipements situés en aval.
En plus d’améliorer la gestion des condensats, les brides de dérivation simplifient les modifications du réseau et les projets d’expansion. Elles peuvent être installées avec ou sans pression, éliminant ainsi la nécessité de couper la conduite principale et réduisant le nombre de raccords, le temps d’installation et les coûts globaux du projet.
Lors de la conception d’une descente, il est également recommandé d’intégrer un purgeur à sa base afin de faciliter l’évacuation des condensats. Les purgeurs automatiques peuvent davantage simplifier les opérations de maintenance et améliorer la gestion des condensats.
>Voir les brides de dérivation
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Les brides de dérivation Type de connexion : à compression (avec raccord)
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25 à 80 mm |
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Les brides de dérivation Type de connexion : fileté (sans raccord) |
Droit : 25 à 100 mm |
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Brides pour perçage sous pression Type de connexion : fileté |
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6.6 Les canalisations de contournement
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Tout composant nécessitant des opérations de maintenance, de réparation ou de remplacement devrait être isolé au moyen d’une canalisation de contournement.
Les applications typiques comprennent :
- Les séparateurs d’eau
- Les sécheurs d'air
- Les filtres
- Les équipements de traitement de l’air (FRL)
Les canalisations de contournement permettent d’effectuer les opérations de maintenance sans interrompre le fonctionnement de l’ensemble du réseau d’air comprimé, ce qui améliore la maintenabilité du système et réduit les temps d’arrêt.
6.7 Les adaptateurs et raccords à bride
Lors de la modernisation ou de l’agrandissement d’un réseau d’air comprimé existant, il est souvent nécessaire de raccorder une nouvelle tuyauterie à des équipements ou à des infrastructures utilisant des standards de raccordement différents.
Les adaptateurs et les raccords à bride facilitent l’intégration de la tuyauterie en aluminium S08 aux réseaux d’air comprimé et aux équipements existants, simplifiant ainsi les projets de modernisation, d’agrandissement et les installations réalisées par phases.
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Les adaptateurs NPT - Droit : 3/8 à 3 in. - En coude : 3/8 à 1 1/2 in. |
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Les brides ISO 7005/ANSI 150# - 50 à 160 mm
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6.8 Les raccords à connexion compacte
Les raccords à connexion compacte facilitent l’intégration des équipements dans les réseaux d’air comprimé tout en réduisant l’encombrement de l’installation et en simplifiant les opérations d’installation et de maintenance.
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Leur conception modulaire les rend particulièrement utiles dans les applications suivantes :
Deux options de raccordement sont offertes selon les exigences de l’application : une bride universelle ISO 7005/ANSI 150# ou un raccord avec collier en v.
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Connexion avec collier en v
Connexion avec bride ISO 7005/ANSI 150#
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Configuration « A » avec des raccords standards |
Configuration « A » avec des raccords à connexion compacte |
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| Configuration « B » avec des raccords standards | Configuration « B » avec des raccords à connexion compacte |
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6.9 Les purgeurs et l'évacuation des condensats
Lorsqu’une bride de dérivation n’est pas utilisée, la descente doit être conçue de manière à faciliter la collecte et l’évacuation des condensats. Selon l’application, cela peut comprendre :
- Une descente de purge
- Un point de collecte des condensats
- Un purgeur
>Voir les purgeurs de la série 08
Valve de purge manuelle 20 à 25 mm |
Purgeur automatique 20 à 25 mm |
Ensemble pour purge automatique 20 à 25 mm |
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6.10 Les valves d'isolement
Les valves d’isolement permettent d’interrompre indépendamment certaines sections d’un réseau de distribution d’air comprimé afin de réaliser des opérations de maintenance, des réparations ou des modifications.
L’intégration de valves d’isolement à travers le réseau améliore la flexibilité d’exploitation et contribue à réduire les temps d’arrêt en permettant d’effectuer des travaux sur des sections spécifiques du réseau sans interrompre l’alimentation en air comprimé de l’ensemble de l’installation.
À titre indicatif, les valves d’isolement devraient être installées à intervalles d’environ 30 m (100 pi) afin de faciliter les opérations de maintenance et l’isolement de sections du réseau lorsque nécessaire. L’emplacement exact et la fréquence des valves d’isolement doivent être déterminés en fonction de la taille, de la configuration et de la complexité du système.
Les valves quart de tour
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Les valves quart de tour sont recommandées par le CAGI.
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Les valves quart de tour sont utilisées pour isoler différentes sections du réseau d’air comprimé afin de faciliter les opérations de maintenance, de réparation et de modification.
- Topring est le seul fabricant à offrir des valves quart de tour homologuées CRN, spécialement conçues pour les réseaux d’air comprimé.
>Voir les valves quart de tour
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16 à 40 mm
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50 à 100 mm |
160 mm
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Les valves cadenassables
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Les valves cadenassables sont offertes avec la fonctionnalité d'échappement de sécurité.
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Les valves sont recommandées par l’OSHA (1910.147).
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Les valves permettent d’effectuer l’entretien des équipements en toute sécurité en isolant et en dépressurisant la section du réseau concernée.
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Les valves sont disponibles avec un numéro d'enregistrement canadien (NEC/CRN).
>Voir les valves cadenassables
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Valves quart de tour cadenassables
20, 25, et 32 mm |
Valves d'arrêt cadenassables NPT 1/2 à 2 in |
Valve d'arrêt cadenassables
16, 20, et 25 mm |
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Les valves pilotées
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Les valves pilotées permettent d’isoler certaines sections du réseau d’air comprimé.
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Les valves ouvrent et ferment rapidement et sécuritairement l’alimentation du réseau à partir du sol.
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Les valves éliminent les risques associés aux travaux en hauteur.
⚠️Mise en gardePour assurer la sécurité des utilisateurs, les tubes de 4 mm reliant une valve pilotée à son interrupteur à distance doivent être protégés contre les dommages accidentels (par exemple en l’installant dans un conduit), puisque la fonction de sécurité de la valve dépend de l’intégrité de ce tube. |
>Voir les valves pilotées et interrupteurs
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Valves pneumatiques pilotées
16 à 25 mm |
Valves pilotées 40 à 80 mm |
Valves pilotées
100 mm |
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Les interrupteurs pour valves pilotées
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Programmable / 110 VAC : mémorise jusqu'à 16 programmes
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Interrupteur à bouton
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Interrupteur avec clé
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* Également offerts : plusieurs ensembles prêts à installer comprenant les composants nécessaires (valve pilotée, tube, mini valve de contrôle de débit et unité de commande) sont disponibles selon différents choix de valves et d’unités de commande.
7. La qualité de l’air
L’air comprimé est une source d’énergie efficace utilisée dans de nombreuses applications et procédés industriels. Son utilisation optimale, ainsi qu’une meilleure qualité de l’air, dépend de l’élimination des condensats. Les produits de la catégorie Traitement de l’air au compresseur offrent des solutions pour l’élimination et le traitement des condensats et des contaminants.
7.1 L'humidité dans l’air comprimé
L’air ambiant contient de l’humidité sous forme de vapeur d’eau. Un compresseur comprime environ 7 volumes d’air ambiant en 1 volume d’air comprimé. Ce processus de compression concentre la vapeur d’eau et augmente la température de l’air.
Par conséquent, l’air à la sortie du compresseur est chaud et chargé d’humidité. En circulant dans le réseau de tuyauterie, l’air comprimé se refroidit et la vapeur d’eau se condense sous forme liquide.
Le point de rosée correspond à la température à laquelle l’air doit être refroidi pour que la condensation de l’eau se poursuive. Plus l’air est sec, plus son point de rosée est bas.
À titre indicatif, le tableau ci-dessous démontre qu’un compresseur de 25 HP peut générer près de 200 L d’eau au cours d’une période de fonctionnement de 8 heures, selon la température ambiante.
L’eau qui s’accumule dans le réservoir du compresseur et dans la tuyauterie constitue une source d’oxydation pouvant causer des dommages importants :
- Corrosion ou rouille dans le réseau d’air comprimé
- Mauvais fonctionnement ou usure prématurée des outils et équipements
- Usure prématurée et maintenance plus fréquente des FRL (traitement de l’air au point d’utilisation)
- Blocage des valves et des orifices
- Contamination des produits finis (contamination de la peinture, prolifération de bactéries et de micro-organismes)
- Augmentation des coûts de maintenance et des temps d’arrêt
- Augmentation des fuites d’air comprimé (réduction de l’efficacité énergétique et hausse des coûts d’électricité)
- Diminution de la productivité causée par les pertes de pression
7.2 Les sources de contamination
L’air ambiant est un mélange de gaz et de millions de particules solides. Ces particules peuvent nuire à un réseau d’air comprimé ainsi qu’à la qualité des produits finis, particulièrement lorsqu’elles sont présentes à des concentrations élevées et transportées à grande vitesse.
Les compresseurs lubrifiés contribuent également à la contamination de l’air. L’huile qui pénètre dans le réseau se mélange à l’eau et aux autres contaminants pour former une substance épaisse et visqueuse pouvant causer davantage de dommages aux points d’utilisation.
7.3 Les normes de qualité de l’air ISO 8573
Certaines applications ou procédés requièrent de très hauts standards de qualité d’air. C’est le cas notamment
des industries de transformation alimentaire où l’air comprimé peut entrer en contact avec les aliments (étapes de transformation, de séchage, d’emballage, etc.). La présence d’eau et de contaminants entraîne une défaillance des équipements pneumatiques et favorise la prolifération bactérienne dans le système d’air comprimé.
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 d’air. La norme ISO 8573.1 identifie trois
principaux types de contaminants dans un système d’air comprimé : les particules solides, l’eau et l’huile (sous forme d’aérosol et de vapeur). Chacune est catégorisée et attribuée à une classe de qualité allant de 0 (la plus stricte) à la classe 9 (la moins stricte). C’est l’utilisation qui détermine le niveau de qualité requis selon les standards de son industrie et ses applications.
7.4 La sélection du niveau de qualité de l’air approprié
Bien que la norme ISO 8573-1 définisse la qualité de l’air en fonction de la teneur en particules, en eau et en huile, la classe requise varie selon l’application.
Les exemples ci-dessous illustrent les classes de qualité de l’air ISO 8573-1 généralement associées à différentes applications industrielles.
8. La gestion des condensats
8.1 Une protection à plusieurs niveaux
L’eau est le principal contaminant présent dans un réseau d’air comprimé, et aucun composant ne peut, à lui seul, éliminer ou gérer efficacement toute l’humidité dans toutes les conditions d’exploitation. Un réseau d’air comprimé bien conçu intègre donc plusieurs niveaux de protection répartis à différents endroits du réseau. Chaque composant remplit une fonction précise afin d’éliminer l’humidité et les contaminants à une étape donnée du traitement de l’air.
Par exemple, un sécheur frigorifique ou à régénératif élimine la majeure partie de la vapeur d’eau, mais il ne peut compenser toutes les conditions d’exploitation. Des zones plus froides du réseau peuvent tout de même favoriser la condensation. De même, un filtre peut ne pas être entretenu pendant plusieurs années, un purgeur peut se bloquer et un équipement de traitement de l’air peut subir une défaillance.
En combinant des séparateurs d’eau, des sécheurs, des filtres, des purgeurs de condensats et des équipements de traitement de l’air au point d’utilisation, le réseau bénéficie de plusieurs niveaux de protection qui contribuent à maintenir un air comprimé propre et sec, même lorsque certains composants nécessitent un entretien ou que les conditions d’exploitation varient.
La qualité de l’air comprimé ne repose pas sur un seul composant, mais sur l’efficacité combinée de plusieurs mesures de protection complémentaires.
8.2 Les séparateurs d’eau
Les séparateurs d’eau constituent généralement la première étape de l’élimination des condensats et sont installés à la sortie du compresseur. Ils utilisent la force centrifuge pour retirer l’eau liquide en vrac ainsi que les contaminants solides du flux d’air comprimé.
Comme l’air comprimé continue de se refroidir dans l’ensemble du réseau, les séparateurs d’eau doivent être utilisés en combinaison avec d’autres composants de traitement de l’air. >Voir les séparateurs d'eau
8.3 Les filtres
Les filtres pour air comprimé permettent d’obtenir le niveau de qualité de l’air requis selon les besoins de chaque application. Une filtration appropriée protège les équipements en aval contre l'huile, les particules et les autres contaminants, tout en maintenant le niveau de qualité d'air requis dans l'ensemble du réseau.
La plupart des applications exigent un niveau de qualité d'air contrôlé afin d'assurer un fonctionnement fiable et une longue durée de vie des équipements. > Voir les filtres
8.4 Les sécheurs frigorifiques
Les sécheurs frigorifiques éliminent l’humidité de l’air comprimé en refroidissant l’air et en condensant la vapeur d’eau sous forme liquide.
Ils sont couramment utilisés dans les applications industrielles et peuvent atteindre des points de rosée sous pression aussi bas que 3 °C (37 °F). >Voir les sécheurs frigorifiques
8.5 Les sécheurs régénératifs
Les sécheurs à dessiccant régénératifs éliminent l'humidité de l'air comprimé en le faisant passer à travers un matériau dessiccant qui adsorbe la vapeur d'eau. Ils sont utilisés dans les applications nécessitant un point de rosée sous pression très bas, généralement de −40 °C ou moins.
Contrairement aux sécheurs frigorifiques, les sécheurs à dessiccation régénératifs régénèrent périodiquement le matériau dessiccant afin de restaurer sa capacité de séchage. Selon la technologie utilisée, la régénération peut être réalisée à l'aide d'une partie de l'air comprimé séché ou d'une source de chaleur externe.
Les bonnes pratiques
• Installer le sécheur dans un local à température ambiante entre 4 et 40 degrés C;
• Installer le sécheur dans un endroit où le bruit des pulsations d'air de purge ne causera pas d'inconfort à la main-d'oeuvre. >Voir les sécheurs régénératifs
ℹ️ Conseil techniqueLes sécheurs à dessiccant régénératifs peuvent avoir un impact important sur la consommation d'air comprimé. Le choix de l'option de régulation appropriée peut contribuer à réduire les coûts d'exploitation.
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8.6 Les purgeurs de condensats
Les purgeurs de condensats évacuent automatiquement l’eau accumulée dans les compresseurs, les réservoirs, les séparateurs d’eau, les filtres et les sécheurs.
Le choix d’un purgeur dépend de l’environnement d’exploitation, de la pression de fonctionnement et du volume de condensats à évacuer. >Voir les purgeurs de condensats
Les types de purgeurs
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Purgeurs sans perte d’air : s’ouvrent uniquement lorsque des condensats sont présents, maximisant ainsi l’efficacité énergétique.
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Purgeurs programmables : s’ouvrent à des intervalles prédéterminés et peuvent fonctionner contre la gravité (évacuation des condensats vers un niveau supérieur).
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Purgeurs mécaniques : fonctionnent à l’aide d’un mécanisme à flotteur, sans nécessiter d’alimentation électrique.
- Purgeurs manuels : requièrent une manipulation. Ils sont recommandés pour les équipements mobiles susceptibles d’être exposés au gel.
>En savoir plus sur les meilleurs purgeurs de condensat pour faire un choix éclairé
8.7 Les séparateurs eau-huile
Les séparateurs huile-eau traitent les condensats avant leur élimination en séparant l’huile de l’eau afin de réduire la teneur en huile à moins de 5 mg/L.
Ils contribuent au respect des exigences environnementales en réduisant la teneur en huile des condensats avant leur élimination, tout en diminuant les coûts et la complexité liés à leur gestion. Dans plusieurs villes et municipalités, les condensats rejetés dans le réseau d’égout sanitaire doivent contenir moins de 15 mg/L (15 ppm) d’huile. >Voir les séparateurs eau-huile
9. Les équipements et accessoires au point d’utilisation
Le traitement de l’air au point d’utilisation permet d’améliorer la qualité de l’air comprimé, de réguler la pression et de prolonger la durée de vie des outils et équipements pneumatiques.
9.1 La filtration
Les filtres éliminent les particules solides, l’eau et les autres contaminants qui peuvent demeurer dans le réseau d’air comprimé après le traitement central de l’air. Une filtration adéquate contribue à protéger les équipements en aval et à maintenir la performance du système.
Les bonnes pratiques
• Installer les filtres le plus près possible du point d’utilisation.• Installer les filtres en amont des régulateurs et des lubrificateurs.
9.2 La régulation de la pression
Les régulateurs contrôlent la pression en aval afin de fournir aux outils et équipements pneumatiques une pression constante et précise, même en présence de variations de la pression en amont ou du débit traversant la valve.
Lorsque les outils et équipements pneumatiques sont utilisés à une pression supérieure à celle recommandée, de l’énergie est gaspillée, la sécurité est compromise et les équipements sont soumis à une usure prématurée. À l’inverse, lorsqu’un système fonctionne à une pression inférieure à celle recommandée, il ne peut offrir la performance pour laquelle il a été conçu.
Les bonnes pratiques
• Installer les régulateurs aux points où la pression de fonctionnement requise diffère de celle du réseau principal.• Installer les régulateurs en aval des filtres.
• Respecter le sens d’écoulement de l’air indiqué sur le régulateur.
9.4 La lubrification
Les lubrificateurs injectent une quantité contrôlée de lubrifiant dans le flux d’air comprimé afin de réduire l’usure des outils et équipements pneumatiques.
La quantité de lubrification doit être ajustée selon les recommandations du fabricant, puisqu’une lubrification insuffisante ou excessive peut nuire à la performance et à la durée de vie des équipements.
Un réglage d’environ 2 gouttes par minute est généralement recommandé lorsque de l’air est consommé.
9.5 Les unités combinées FRL
Les filtres, régulateurs et lubrificateurs sont généralement installés en combinaison, à proximité du point d’utilisation. Le filtre et le régulateur peuvent être combinés en une seule unité et être suivis soit d’un lubrificateur (pour les outils pneumatiques), soit d’un filtre coalescent (pour les applications de peinture).
Ces combinaisons sont conçues pour fournir le niveau exact de traitement de l’air requis dans un format compact. Les unités combinées simplifient l’installation tout en assurant le niveau de préparation de l’air nécessaire à l’application. >Voir les filtres, régulators et lubrificateurs
9.6 Les unités combinées pour la préparation de l'air
Les unités combinées avec divers composants sont des assemblages préconçus, offrant une solution pratique et standardisée pour l’alimentation en air comprimé des postes de travail.
Ces assemblages peuvent généralement intégrer :
- Des filtres-régulateurs et/ou des lubrificateurs
- Une valve d’arrêt avec échappement et silencieux haute efficacité
- Un distributeur mural avec purgeur
- Des raccords rapides
- Des raccords de connexion à la tuyauterie et des supports muraux
- Un purgeur semi-automatique et un manomètre
Conçus pour être intégrés directement au réseau d’air comprimé, ces assemblages simplifient l’installation tout en contribuant à améliorer la sécurité, l’accessibilité et la qualité de l’air au point d’utilisation.
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3 sorties sans raccord |
2 sorties avec 2 raccords rapides |
1 sortie et 1 raccord rapide
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>Voir les assemblages intégrés de préparation d'air
9.7 Les dévidoirs et tuyaux à air
Les dévidoirs améliorent la gestion des tuyaux au point d’utilisation tout en contribuant à réduire l’usure des tuyaux et les risques dans l’environnement de travail.
Lors de la sélection d’un dévidoir et d’un tuyau, les éléments suivants doivent être pris en considération :
- La longueur de tuyau requise
- Le diamètre intérieur
- La pression de service
- Les besoins en débit d’air
- Les conditions environnementales
- La compatibilité avec l’application
Le bon dimensionnement du tuyau est important, puisqu’un tuyau sous-dimensionné peut entraîner des pertes de pression excessives et réduire la performance des outils.
Les dévidoirs devraient être installés de manière à offrir un accès pratique tout en minimisant la distance parcourue par le tuyau et les pertes de pression inutiles. >Voir les dévidoirs et tuyaux flexibles
9.8 Les distributeurs et les ensembles de raccords rapides
Les distributeurs muraux offrent un point de raccordement pratique aux postes de travail et aux descentes, permettant d’alimenter plusieurs outils ou équipements à partir d’une seule sortie d’air comprimé.
Ces ensembles simplifient l’installation, améliorent l’accessibilité et contribuent à standardiser la distribution de l’air comprimé au point d’utilisation. >Voir les distributeurs muraux et ensembles
Les ensembles de distributeurs comprennent :- 1 purgeur manuel - 1 distributeur mural avec 1, 2 ou 3 sorties |
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Les ensembles de distributeurs comprennent :- 1 purgeur manuel - 1 distributeur mural avec 1, 2 ou 3 raccords rapides |
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10. Soutien à l’ingénierie
Que vous conceviez un nouveau réseau de distribution d’air comprimé, agrandissiez une installation existante ou évaluiez les besoins liés à une future expansion, notre équipe peut vous accompagner dans la planification du réseau et la sélection des composants.
Les services offerts comprennent :
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Recommandations pour la configuration du réseau
- Assistance au dimensionnement de la tuyauterie
- Soutien à la sélection des produits
- Planification des projets d’agrandissement
- Intégration à une infrastructure existante
- Pour les projets plus complexes, des plans d’aménagement conceptuels peuvent être préparés afin de faciliter la visualisation de l’installation proposée.
- Audits de réseaux d’air comprimé réalisés par notre équipe technique permettent de repérer les fuites, d’optimiser la pression de service et d’améliorer l’efficacité globale du système.
10.1 Ressources d’installation
Une fois la phase de conception terminée, consultez le Guide d’installation S08 pour obtenir des renseignements détaillés sur :
- La préparation de la tuyauterie
- Les procédures d’assemblage
- Les considérations relatives à la dilatation
- Les exigences de fixation
- Les bonnes pratiques d’installation
Ce guide est destiné à accompagner les installateurs et le personnel de maintenance lors de la mise en œuvre du réseau.
10.2 Vidéo : Comment concevoir un réseau d’air comprimé
Visionnez notre vidéo pour découvrir les principes clés de la conception d’un réseau d’air comprimé. Pour les organisations souhaitant approfondir leurs connaissances, nous offrons également des formations virtuelles et en présentiel adaptées aux ingénieurs, aux firmes de génie-conseil et aux équipes industrielles.
>Communiquez avec nous pour en savoir plus sur nos programmes de formation.
10.3 Ressources supplémentaires
Explorez des ressources supplémentaires pour vous aider à planifier, concevoir et entretenir les réseaux d’air comprimé :
Devis directeur national
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Catalogue de produits
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Services d’audit d’air comprimé
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Efficacité énergétique
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Articles sur les réseaux d’air comprimé |
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11. Limitation de responsabilité
Responsabilité de tout acheteur ou utilisateur
En plus de lire attentivement le mode d’utilisation afférent aux produits, système et/ou réseau Topring (ci-après
« Produit(s) Topring »), tout acheteur et/ou utilisateur d’un Produit Topring pour l’air comprimé doit s’informer sur les risques pour la santé et sécurité, avant l’utilisation d’un Produit Topring.
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