Turbine ou moteur électrique : comparaison pour les zones EX
Le choix du bon entraînement est déterminant. Dans les zones de production présentant un risque d'explosion, appelées zones EX, le choix de la technologie d'entraînement appropriée représente un défi majeur. Par exemple, dans les systèmes de convoyage, les processus de remplissage, les pompes ou les mines souterraines : l'entraînement doit non seulement être puissant et efficace, mais aussi répondre aux normes de sécurité les plus strictes.
C'est précisément dans ce domaine que les entreprises sont souvent confrontées à la question suivante :
faut-il utiliser un moteur électrique classique ou un entraînement pneumatique, tel qu'une turbine à haut rendement ?
Cette décision a des répercussions dans de nombreux domaines :
- Sécurité et protection contre les explosions
- Durée de vie et fiabilité
- Efficacité énergétique et coûts d'exploitation
- Coûts de maintenance et disponibilité
Nous vous offrons une vue d'ensemble claire et vous aidons à faire le bon choix pour votre application.
Moteurs électriques – la norme classique dans l'industrie
Les moteurs électriques constituent depuis des décennies la colonne vertébrale de la technique d'entraînement industrielle.
Ils sont utilisés de manière standardisée dans presque tous les domaines, des petites machines aux lignes de production complexes.
Atouts des moteurs électriques :
- Grande disponibilité et large choix de tailles
- Intégration facile dans les installations existantes
- Contrôle précis de la vitesse de rotation
- Interfaces et normes standardisées à l'échelle mondiale
- Efficacité énergétique et entretien quasi nul
Mais : dans les zones à risque d'explosion, les moteurs électriques atteignent leurs limites. Même un moteur électrique antidéflagrant nécessite des mesures de protection coûteuses :
- Boîtiers et joints supplémentaires
- Refroidissement supplémentaire nécessaire
- Certifications spéciales
- Classes de température parfois inaccessibles dans les zones critiques
- Risque de panne en cas de surcharge
- Risque de court-circuit dû aux câbles de raccordement électriques
Conclusion : les moteurs électriques sont certes polyvalents, mais ils nécessitent des efforts supplémentaires considérables pour répondre à toutes les exigences de sécurité, en particulier dans les zones EX hautement critiques, ou ne peuvent pas être utilisés du tout en raison du développement de températures élevées.
Les turbines comme exemple d'alternative pneumatique dans les zones EX
Un entraînement à turbine fonctionne à l'air comprimé plutôt qu'à l'électricité. La turbine transforme le flux d'air en énergie de rotation. L'expansion de l'air entrant extrait la chaleur de l'environnement. Au lieu de dégager de la chaleur, une turbine refroidit même l'air. Ce principe rend cet entraînement particulièrement intéressant pour les zones à risque d'explosion.
Avantages de la turbine à air comprimé :
- Pas de formation d'étincelles électriques → sécurité maximale
- Pas de risque de surchauffe en cas de surcharge
- Résistance au calage en cas de surcharge
- Conception très compacte avec une puissance volumique élevée
- Entretien minimal, car il y a moins de pièces d'usure
- Longue durée de vie, même dans des environnements difficiles, poussiéreux ou humides
Conclusion : les entraînements à turbine sont spécialement conçus pour les zones EX et offrent une grande sécurité de fonctionnement sans mesures de protection supplémentaires.
Comparaison directe : turbine vs moteur électrique
| Critère | Entraînement par turbine (air comprimé) | Moteur électrique (protégé contre les explosions) |
|---|---|---|
| Sécurité dans les zones EX | Sans étincelles, aucune source d'inflammation – idéal pour les zones 1 et 2 (classe de température 4 – 6) | Mesures de protection supplémentaires nécessaires (classe de température 2 – 4) |
| Surchauffe | Pratiquement impossible | Risque présent, capteurs de température coûteux nécessaires |
| Encombrement | Faible encombrement | Dimensionnement plus important nécessaire |
| Efficacité énergétique | Particulièrement efficace en cas de couples de démarrage élevés | Rendement élevé |
| Coûts de maintenance | Minimale, peu de pièces d'usure | Contrôle régulier obligatoire |
| Durée de vie | Très élevée, même dans un environnement difficile, résistante à la surcharge | Non protégé contre les surcharges |
| Coûts d'investissement | Coûts d'acquisition et d'exploitation plus élevés | Coûts d'acquisition et d'exploitation réduits |
| Précision de positionnement | Faible | Élevé |
Pour savoir ce qui importe dans les différents secteurs, lisez l'article Entraînements antidéflagrants : solutions pour les mines souterraines, la chimie, la pharmacie et la production alimentaire.
Efficacité énergétique – aperçu des coûts d'exploitation
Un argument souvent avancé en faveur des moteurs électriques est leur rendement énergétique élevé dans de nombreuses applications standard. Mais dans les zones EX, la perspective change :
- Les moteurs électriques nécessitent des systèmes de protection supplémentaires qui consomment de l'énergie.
- Les entraînements à turbine utilisent de l'air comprimé, qui est souvent déjà disponible dans la production.
Aide à la décision orientée vers la pratique
Le choix entre une turbine et un moteur électrique dépend fortement de vos conditions d'utilisation. Posez-vous les questions suivantes afin de prendre la bonne décision :
- Vos installations se trouvent-elles principalement en zone 1 ou en zone 2 ?
- Quels sont les temps de fonctionnement et les charges (risque de surcharge) dans le cadre d'une utilisation quotidienne ?
- Disposez-vous déjà d'une alimentation centrale en air comprimé ?
- Quelle est l'importance de la fiabilité de votre entraînement ?
- De combien d'espace disposez-vous pour l'installation de l'entraînement ?
À titre indicatif :
- Entraînement à turbine :
lorsque la protection contre les explosions, la fiabilité maximale et la taille sont primordiales et que les conditions d'utilisation sont difficiles.
- Moteur électrique :
pour toutes les applications standard dans un environnement de production normal et lorsque les coûts d'application et d'exploitation jouent un rôle important.
Conclusion : investir dans l'avenir
Dans les zones EX, la sécurité n'est pas négociable. Les entraînements à turbine offrent ici des avantages décisifs, en particulier lorsque les exigences de sécurité sont élevées. Les moteurs électriques restent une solution éprouvée, mais leur utilisation dans des environnements explosifs nécessite beaucoup plus d'efforts.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les principes de base et les aspects techniques des entraînements certifiés ATEX, lisez notre article intitulé « Technologie des turbines certifiées ATEX : quand les moteurs électriques atteignent leurs limites ».
Recommandation : examinez attentivement vos besoins de production et misez sur une évaluation globale de la sécurité, de l'efficacité et du coût total de possession.
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