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Compresseur mécanique

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Un compresseur est un mécanisme destiné à augmenter la pression d'un gaz. C'est aussi, par extension, une machine complète dans laquelle est installé ce mécanisme de compression (aussi appelé « élément de compression »), et incluant châssis, moteur d'entrainement, échangeurs, filtres, tuyauteries, éléments de régulation, armoire électrique… Ces compresseurs assemblés peuvent être fixes ou mobiles.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

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Présentation

Un compresseur est un mécanisme destiné à augmenter la pression d'un gaz. C'est aussi, par extension, une machine complète dans laquelle est installé ce mécanisme de compression (aussi appelé « élément de compression »), et incluant châssis, moteur…Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

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Typologie des compresseurs

Les compresseurs sont divisés en deux grandes familles selon leur principe de compression.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

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Caractéristiques communes aux compresseurs

Le débit et la pression sont les caractéristiques fondamentales d'un compresseur. Le débit est la quantité de fluide produite par unité de temps, souvent exprimé en m3/h et toujours ramené aux conditions d'aspiration.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

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Entraînement

Les éléments de compression sont entraînés par une variété de moteurs qui leur donne le mouvement nécessaire pour assurer la compression d'un gaz : les moteurs électriques sont prédominants depuis la seconde moitié du XXe siècle pour les compresseurs…Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

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Utilisations

Les compresseurs sont utilisés dans d'innombrables secteurs d'activité et pour diverses applications.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

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Le texte et ses détails

Présentation

Un compresseur est un mécanisme destiné à augmenter la pression d'un gaz. C'est aussi, par extension, une machine complète dans laquelle est installé ce mécanisme de compression (aussi appelé « élément de compression »), et incluant châssis, moteur d'entrainement, échangeurs, filtres, tuyauteries, éléments de régulation, armoire électrique… Ces compresseurs assemblés peuvent être fixes ou mobiles.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Les compresseurs sont omniprésents dans les secteurs de l'industrie, de la climatisation ou du transport, mais aussi dans des objets du quotidien comme les pompes à vélo ou les réfrigérateurs. La production de froid ou d'air comprimé, le transport du gaz naturel, la climatisation, les moteurs à réaction des avions ou les turbocompresseurs des voitures sont autant d'applications qui utilisent des compresseurs de gaz.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Apparu dès le nouvel empire égyptien, le soufflet est le précurseur de tous les compresseurs, mais la première machine soufflante à piston considérée comme un compresseur apparait en 1776, invention de l'écossais James Watt et du britannique John Wilkinson. De nombreuses autres techniques de compression de gaz sont ensuite inventées dans la seconde moitié du XIXe siècle et au début du XXe siècle ; dont une partie est issue de mécanismes existants pour les fluides liquides (on parle alors de pompes, les compresseurs ne compriment que des gaz).Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Typologie des compresseurs

Les compresseurs sont divisés en deux grandes familles selon leur principe de compression[1].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

  • Un compresseur « volumétrique » réalise la compression d'un fluide gazeux par la diminution mécanique du volume d'une chambre de compression (pistons et membrane pour les compresseurs alternatifs, palettes, vis, scroll et lobes pour les compresseurs rotatifs). Il s'agit d'une compression mécanique.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×
  • Un compresseur « dynamique » réalise la compression du gaz en transformant l'énergie cinétique liée à la vitesse de l'air (compresseurs centrifuges et axiaux).Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×
Classification des compresseurs par type de compressionNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓
Symboles de compresseurs sur un schéma Tuyauterie & InstrumentationNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Ils peuvent être lubrifiés ou non lubrifiés. Un compresseur est dit lubrifié lorsque le fluide comprimé est mis en contact direct avec un lubrifiant lors de la compression. Les compresseurs dynamiques, les compresseurs à membrane et les compresseurs à anneau liquide sont toujours non lubrifiés. Les autres techniques de compression existent en lubrifié et non lubrifié.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Les compresseurs peuvent être mono-étagés (un seul étage de compression), bi-étagés (un premier élément de compression refoule à l'aspiration d'un deuxième élément), jusqu'à trois ou quatre étages, voire plus.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Caractéristiques communes aux compresseurs

Le débit et la pression sont les caractéristiques fondamentales d'un compresseur. Le débit est la quantité de fluide produite par unité de temps, souvent exprimé en m3/h et toujours ramené aux conditions d'aspiration.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Entraînement

Les éléments de compression sont entraînés par une variété de moteurs qui leur donne le mouvement nécessaire pour assurer la compression d'un gaz : les moteurs électriques sont prédominants depuis la seconde moitié du XXe siècle pour les compresseurs stationnaires; les moteurs thermiques (à combustion interne) équipent la majorité des compresseurs mobiles de chantier; des turbines sont parfois utilisées; la roue à aubes hydrauliques et les machines à vapeur, désormais désuets, sont employés au cours de l'histoire. La transmission de cette énergie mécanique vers l'arbre d'entraînement du compresseur est assurée par un accouplement, direct ou par courroies. La vitesse de rotation souhaitée pour l'élément de compression est obtenue par le choix d'un rapport de transmission : diamètre des poulies pour un accouplement par courroies, avec ou sans engrenage pour un accouplement direct.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Utilisations

Les compresseurs sont utilisés dans d'innombrables secteurs d'activité et pour diverses applications[2].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Machine complète et autonomeNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Les compresseurs d'air comprimé alimentent en énergie pneumatique toute l'industrie et d'autres secteurs (BTP, garages automobiles, dentistes, santé, bricoleurs...). Ils servent également à la production d'air respirable ou médical. Les compresseurs de gaz servent dans le transport ou le stockage dans l'industrie gazière (gazoducs).Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Sous-éléments dans des machines plus complexesNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Seul l’élément de compression est utilisé. Les compresseurs de fluides frigorigènes servent dans les systèmes frigorifiques[3], les compresseurs de suralimentation dans les moteurs thermiques (voitures, bateaux...), les compresseurs dynamiques dans les turbines à gaz et les moteurs d'avion.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Pompe à videNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Un compresseur peut servir de pompe à vide en utilisant le côté aspiration de l'élément de compression, le refoulement à l'air libre n'étant alors pas utilisé pour être comprimé.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseurs dynamiques

Compresseur centrifuge

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compresseur centrifugeNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Le compresseur centrifuge, ou compresseur radial, est un type de turbomachine qui comprime des gaz. La compression, dynamique, est réalisée par accélération centrifuge d'un flux de fluide, puis transformation de l'énergie cinétique en pression[4]. Ces compresseurs sont utilisés comme machine complète et autonome pour produire de l'air comprimé ou comprimer du gaz naturel; et comme éléments de compression dans les turbines à gaz, turboréacteurs, turbocompresseurs, ou les systèmes frigorifiques.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Ils sont capables de produire de gros débits de fluide avec un bon rendement spécifique. Les taux de compression en mono-étagé[5] (jusqu'à 10:1) sont les plus élevés des compresseurs dynamiques mais restent toutefois inférieurs aux taux de compression des compresseurs volumétriques (alternatifs ou à vis)[6].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur axial

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compresseur axial.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Le compresseur axial est un type de turbomachine qui comprime des gaz, et dont le flux d'air suit l'axe de rotation. Le compresseur axial génère un flux continu d'air comprimé[7] et présente l'avantage de produire de gros débits de fluide avec un bon rendement spécifique, tout en conservant une surface réduite en façade.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Ce type de compresseur dynamique génère de gros débits de fluide avec un bon rendement spécifique mais son faible taux de compression nécessite d'avoir plusieurs étages de compression pour obtenir des pressions élevées et des rapports de compression équivalents à ceux d'un compresseur centrifuge[8].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Ils sont essentiellement utilisés comme éléments de compression dans les turbines à gaz et les turboréacteurs; mécanismes dans lesquels ils sont souvent associés en série avec des compresseurs centrifuges.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Trompe hydraulique

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Principaux éléments constituant une trompe hydraulique.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

La trompe hydraulique est une installation utilisant une chute d'eau pour souffler de l'air, en l'aspirant dans un tube par effet Venturi puis en le comprimant, du fait de la hauteur de chute.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Progressivement abandonnées pour diverses raisons, les trompes de Frizell-Taylor restent une technologie valable et sont régulièrement étudiées. En effet, elles peuvent valoriser l'énergie hydraulique de faibles hauteurs de chute avec un investissement faible, tout en garantissant un rendement supérieur à 70 %[9].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Éjecteurs

Il existe également des éjecteurs, parfois comparés à tort à des compresseurs mais qui n'en sont pas : ils n'augmentent pas la pression initiale mais créent une amplification du débit.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur hydraulique

Le terme compresseur hydraulique est utilisé abusivement pour nommer un groupe hydraulique ou une centrale hydraulique. Il peut être à pistons, palettes, engrenages, vis, etc. Le principe est le même que les compresseurs de gaz, mais doit supporter des pressions entre 20 et 700 bars et s’adapter aux contraintes de l'incompressibilité des liquides.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseurs volumétriques rotatifs

Compresseur à vis

Article détaillé : Compresseur à vis.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Principe de compression par 2 vis hélicoïdales.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Le compresseur à vis fait partie de la famille des compresseurs volumétriques rotatifs ; la compression du gaz est réalisée par une diminution mécanique du volume des chambres de compression[2].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Il existe des vis doubles, les plus répandues, et des monovis. Les vis doubles se déclinent en deux catégories : vis non lubrifiées et vis lubrifiées (par injection d'huile ou injection d'eau).Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Le compresseur à vis double est aujourd'hui la technique la plus utilisée pour la production d'air comprimé dans l'industrie dans les gammes de pression de 5 à 15 bar et les plages de débit de 100 à 3 000 m3/h. Il équipe également une grande part des systèmes frigorifiques industriels et tertiaires.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur à palettes (Multi-cellulaire)

Compresseur à palettes.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Le compresseur à palettes est un compresseur volumétrique rotatif. Il est constitué d'un stator cylindrique dans lequel tourne un rotor excentré. Ce dernier est muni de rainures radiales dans lesquelles coulissent des palettes qui sont constamment plaquées contre la paroi du stator par la force centrifuge.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

La capacité comprise entre deux palettes est variable. Devant la tubulure d'aspiration, le volume croît : il y a donc aspiration du gaz. Ce gaz est ensuite emprisonné entre deux palettes et transporté vers la tubulure de refoulement. Dans cette zone, le volume décroît et le gaz comprimé s'échappe dans la tuyauterie de refoulement.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Deux conceptions de compresseurs à palettes existent : à palettes sèches ou à palettes lubrifiées :Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

  • fonctionnement avec lubrification : les palettes sont en général en acier et l'huile, outre la diminution du frottement entre palettes et stator, assure l'évacuation des calories et améliore aussi l'étanchéité au niveau des contacts palettes/stator. Dans cette configuration, le gaz comprimé est pollué par l'huile, il est donc indispensable de procéder à une étape de déshuilage, comme pour le compresseur à vis lubrifiées, avant l'utilisation de l'air comprimé ;Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×
  • fonctionnement à sec avec des palettes en matériau composite chargé en graphite ou en téflon.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur à anneaux liquides

Compresseur à anneau liquide.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Article détaillé : Pompe à anneau liquide.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Un compresseur à anneau liquide est une pompe rotative constituée d'un corps de pompe fixe et d'une roue à aubes entraînée en rotation; utilisée comme pompe à vide ou comme compresseur de gaz. le rotor est excentré dans un stator. Un liquide, souvent de l'eau, est injecté dans le stator et forme, sous l'effet de la force centrifuge, un anneau collé au stator. Le principe est un peu semblable au compresseur à palettesNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur à spirales (ou compresseur Scroll)

Article détaillé : Compresseur à spirale.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Mouvement du compresseur spiro-orbital.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Le compresseur à spirale, également connu sous le nom de compresseur G ou scroll, fait partie des compresseurs volumétriques rotatifs. Il emploie deux spirales intercalées pour pomper et comprimer des fluides. Souvent, une des spires est fixe, alors que l'autre se déplace excentriquement sans tourner, de sorte à pomper, emprisonner puis comprimer des poches de fluide entre les spires, comme dessiné ci-dessus.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Ce compresseur est inventé dans son principe en 1905 par le français Léon Creux. À l'époque, il est toutefois techniquement impossible de l'industrialiser du fait de la précision d'usinage nécessaire.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Ce type de compresseur est utilisé dans des systèmes de réfrigération ou les climatisations en tant qu'élément de compression, ou en tant que machine dans l'industrie pour comprimer de l'air à 8, voire 10 bars. La chambre de compression n'est pas lubrifiée, ce qui permet de délivrer un air exempt d'huile (excepté les COV aspirés). Ils ont des avantages sur les compresseurs à piston — plus répandus — (masse, taille, moins de pièces mobiles, fiabilité), mais sont aussi plus chers à produire, limitant leur emploi aux applications ou le coût à une moindre importance que les avantages cités.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Ce compresseur connait une brève application dans l’automobile au milieu des années 1980 ; Volkswagen l'utilise comme compresseur de suralimentation dans ses moteurs G40 et G60.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur à lobe(s)

Schéma d'un compresseur Roots.
1 et 3 : rotors
2 : support
a : basse pression
b : fluide comprimé
c : sortie haute pression.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Animation d'un compresseur à lobes.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Le compresseur à engrenage ou à lobes, souvent appelé compresseur Roots, est un compresseur volumétrique rotatif. Le mécanisme comprend deux rotors synchronisés en rotation, installés dans un stator, qui emprisonnent l'air lors de leur rotation pour le comprimer par une diminution mécanique du volume de la chambre de compression[2]. Le volume emprisonné et la vitesse de rotation déterminent le débit. Le taux de compression dépend du profil, de la conception, des jeux fonctionnels et des fuites internes, des vitesses et puissances engagées, et plus simplement des limites technico-économiques de la technique utilisée[10].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Les compresseurs à becs sont très voisins des compresseurs à lobes, seuls les profils des lobes sont différents (au lieu des deux lobes en « 8 » du schéma ci-contre, on peut imaginer deux « 9 »). Il existe également des profils de compresseurs tri-lobes.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Les applications les plus fréquentes sont pour de basses pressions < 2 bars et des débits très importants, pouvant être > 100 000 m3/h (cas typiques de l'aération des bassins de traitement des eaux par bullage).Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Le compresseur à lobes est inventé dans les années 1860 et breveté en 1868 par les frères Francis et Philander Roots[11]Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur à piston roulant

Le compresseur à piston roulant est un compresseur volumétrique rotatif employé majoritairement dans les applications frigorifiques de petite puissance.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

principe de fonctionnement compresseur à piston roulantNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Un rotor cylindrique, excentré dans un stator, tourne de façon orbitale à l'intérieur du stator[12]. Une palette assure l'étanchéité entre le rotor et le stator pour séparer le côté admission et le côté compression. La chambre de compression a la forme d'un croissant dont le volume est successivement augmenté puis diminué lors du déplacement du rotor le long de la paroi interne du stator[13].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseurs volumétriques alternatifs

Article détaillé : Compresseur alternatif.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur à pistons

Principe de fonctionnement d'un compresseur à piston lubrifié.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓
Compresseur alternatif pouvant tourner sur deux, quatre ou six cylindres.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Un compresseur à pistons reprend l'architecture des moteurs à pistons , mais l'analogie s'arrête là, l'usage de ce concept mécanique étant inversé du point de vue énergétique (le moteur à pistons crée un mouvement rotatif à partir d'une combustion interne, le compresseur à piston crée de l'air comprimé à partir d'un mouvement rotatif).Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Principe de fonctionnement (voir schéma ci contre) : un piston effectue un mouvement alternatif dans un cylindre, faisant ainsi varier le volume de la chambre de compression. Des clapets anti-retour, ou soupapes, à l'admission et au refoulement, installés dans des plaques (ou des boîtes) à clapets couvrent le cylindre à son extrémité, surmontés d'une culasse[2].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Phase d'admission d'air : lorsque le piston s'éloigne de la culasse, le volume de la chambre de compression s'agrandit. La dépression créée aspire l'air ambiant au travers de la culasse puis du clapet d'admission (ou d'aspiration). Le clapet de refoulement (ou d'échappement) est fermé, en fonction anti-retour.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Phase de compression : lorsque le piston se rapproche de la culasse, l'air présent est comprimé par la réduction du volume de la chambre de compression. Le clapet d'aspiration se referme sous l'effet de sa fonction anti-retour. L'air comprimé est donc contraint de s'échapper au travers du clapet de refoulement[14].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

compresseur d'air à pistons.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

L'échappement d'air oppose une certaine résistance qui provoque un échauffement. Cumulé avec la chaleur provoquée par la compression, cela entraîne des températures de compression très élevées (>100 °C). Les clapets de compresseurs, pièce maîtresse des compresseurs, sont des éléments très sollicités, surtout au refoulement, tant en efforts mécaniques qu'en températures. Il existe des clapets concentriques et des clapets à lamelles pour des applications plus courantes, nécessitant tous une maintenance récurrente[15].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur d'ammoniaque à pistons.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Un compresseur à piston peut être équipé d'un ou plusieurs pistons, il sera alors désigné en tant que mono-cylindre, bi-cylindres, six-cylindres, etc. (il y a autant de cylindres que de pistons). En cas de multi-cylindres, les phases d'admission et d'échappement sont décalées pour mieux répartir les efforts mécaniques, et cela diminue les effets de pulsation de la production du fluide comprimé (les mouvements alternatifs des pistons induisent une production d'air par a-coups, inconvénient propre aux compresseurs alternatifs), spécificité des multi-étages des compresseurs à pistons. Ces compresseurs présentent par ailleurs de très bon taux de compression et sont très souvent privilégiés pour produire l'air comprimé à haute pression (plongée sous-marine-300 bars, injection PET-20 à 40 bars).Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

compresseur d'air (à piston monocylindre en accouplement direct, monté sur un réservoir).Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Les compresseurs à piston existent en versions lubrifiées ou non-lubrifiées. Ils peuvent être à simple ou double effet : un simple effet comprime d'un seul côté du piston, un double effet a deux chambres de compression, une de chaque côté du cylindre[16].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

compresseur de réfrigérateur (à piston, hermétique).Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×Illustration de la source non affichée : droits de reproduction à vérifier.Consulter les crédits et la source ↓

Les compresseurs de réfrigérateurs sont habituellement de type hermétique à pistons.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Histoire du piston Les premiers compresseurs à piston étaient des compresseurs à double effet, dont l'unique piston ne comprimait pas directement l'air, mais agitait une masse d'eau qui remplissait les chambres de compression. Cette eau, mise en mouvement par le piston, jouait elle-même le rôle de piston en se déplaçant dans des cylindres de manière alternative, comprimant ainsi l'air contenu dans ces cylindres, comme dans le compresseur Sommeiller[17],[18] du nom de son inventeur. Les clapets d'aspiration et de refoulement (les soupapes), comme les segments, étaient le plus souvent en cuir.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur à piston libre

Le compresseur à piston libre[19], ou compresseur junkers, est inventé par Pescara[20], deux pistons sont mis en mouvement par l'explosion d'un combustible, sans embiellage[21]. Sur la même architecture que les moteurs à pistons libres, ils produisent de l'air comprimé[22],[23],[24].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur à membrane (à diaphragme)

Le principe est le même que pour le compresseur à piston, mais une membrane (comme une rondelle pleine et souple) remplace le piston dans ses fonctions, souvent pour de plus petits débits que pour le compresseur à piston.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Un compresseur à diaphragme, ou compresseur à membrane, est une technique de compression non lubrifiée. L'air comprimé est exempt d'huile, à l'exception des polluants aspirés dans l'atmosphère[25].Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Compresseur ionique

Article détaillé : Compresseur ionique.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Un compresseur ionique ou compresseur a piston liquide est un compresseur volumétrique alternatif à pistons liquides, destiné initialement à comprimer de l'hydrogène. Des pistons flottants, qui ne sont pas rattachés sur un embiellage traditionnel, sont mus par une énergie hydraulique. Un liquide ionique recouvre ces pistons métalliques pour former un piston liquide, seul élément en contact avec l'hydrogène dans la partie basse des chambres de compression.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Équipements associés

Les compresseurs, en tant que machines complètes (notamment pour produire de l'air comprimé), sont le plus souvent associés à d'autres équipements indispensables à cette production.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Des réservoirs sous pression stockent l'énergie produite lors de la compression et permettent la régulation du fonctionnement des compresseurs. Ces réservoirs, soumis à des pressions internes, stockent une énergie considérable. Ils représentent à ce titre un risque potentiel d'accident et sont soumis à une législation sur les ESP (Équipements Sous Pression).Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Des filtres et des sécheurs d'air comprimé permettent d'obtenir la qualité d'air (ou de fluide) requise par le procédé utilisateur.Non vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Voir aussi

Articles connexes

  • TurbocompresseurNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×
  • SuralimentationNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×
  • Pompe hydrauliqueNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×
  • HydromécaniqueNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×
  • Compresseur à hydruresNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×
  • Air compriméNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×
  • Sécheur d'air compriméNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×
  • Machine soufflanteNon vérifié Ce passage ne dispose pas encore de vérification factuelle exploitable.×

Liens externes

Notes et références

Retrouvez les documents cités dans le texte, puis revenez au passage concerné.

  1. « guide pratique air comprimé » [PDF], sur ATEE / ADEME page 25, 1er janvier 2013 (consulté le 15 décembre 2024).↩
  2. Thierry DESTOOP, Compresseurs volumétriques par , sur free.fr consulté le 16 juillet 2018.↩1 ↩2 ↩3 ↩4
  3. Souheila Mellari, « Installations frigorifiques à compression mécanique » [PDF], sur Institut International du Froid (consulté le 15 décembre 2024).↩
  4. L.Lahoussay, « Les compresseurs centrifuges », sur BNF/Gallica, 1927 (consulté le 8 mai 2025)↩
  5. note 1↩
  6. Jean Bernard, « Compresseurs centrifuges », sur Process's guide des techniques des industries de procédé (consulté le 4 mai 2025)↩
  7. Voir : Les compresseurs axiaux, sur lavionnaire.fr, consulté le 10 février 2019.↩
  8. Robert Rey, « Machines à fluides compressibles, turbines et compresseurs », sur Arts et métiers Paritech sur archive Wikiwix, novembre 2008 (consulté le 22 mars 2025)↩
  9. (en) Dean L. Millar, « A review of the case for modern-day adoption of hydraulic air compressors », Applied Thermal Engineering, no 69,‎ août 2014, p. 55-77 (DOI 10.1016/j.applthermaleng.2014.04.008, lire en ligne).↩
  10. « Compresseurs », sur Process's (consulté le 12 avril 2025)↩
  11. (en) « Story of roots », sur Rootsblower↩
  12. « Les compresseurs rotatifs en CVC », sur ABC CLIM (consulté le 23 mars 2025)↩
  13. « compresseurs », sur Energie + le site.be (consulté le 23 mars 2025)↩
  14. Atlas Copco, Manuel Atlas copco, Paris, Atlas copco france R.C. Paris B 582 016 960, 1976, 490 p., p. 65↩
  15. (en) « clapets hoerbiger », sur fabricant de clapets.↩
  16. Georges Vrinat, « Machines frigorifiques industrielles- compresseur à pistons », sur Techniques de l'ingénieur (consulté le 19 avril 2025)↩
  17. Joseph Costa, Traité élémentaire de l'air comprimé, Paris, Librairie Polytechnique, Baudry et Cie, 1888, 150 p. (lire en ligne), p. 36 (page 20 de l'ouvrage initial).↩
  18. (en) W.L. Saunders, Compressed air production, New-York, 1898, 58 p. (lire en ligne)↩
  19. Greg Gibbes, « Numerical Modelling of the Gas Dynamics of a Prototype Free-Piston Engine », sur Researchgate, 2011 (consulté le 26 janvier 2026)↩
  20. « Brevet d'amélioration du compresseur à piston libre », sur Google patents, 1939 (consulté le 24 janvier 2026)↩
  21. « générateur à pistons libres », sur Office québéquois de la langue française, 1966 (consulté le 24 janvier 2026)↩
  22. (en) W.T. Toutant, « The Worthington–Junkers free-piston air compressor », Journal of the American Society of Naval Engineers 1952.↩
  23. Pierre Devaux, « L'air comprimé », La nature, no 3177,‎ janvier 1950, p. 204 à 207 (lire en ligne)↩
  24. M. Mancy, « Les moto-compresseurs Pescara à pistons libres », Bulletin de la SEIN, vol. 1933,‎ 1933, p. 245 à 254 (SUDOC 037924427, lire en ligne )↩
  25. Henri Corblin, « Compresseur à deux membranes destiné aux gaz... », Le génie civil, vol. CX, no 2862,‎ 19 juin 1937, p. 552, 553 (lire en ligne)↩
Points à vérifier (123)

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  1. Passage de cet article — Non vérifiéExplorer autrement

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  2. Passage de cet article — Non vérifiéPrésentation

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  3. Passage de cet article — Non vérifiéTypologie des compresseurs

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  4. Présentation — Non vérifiéUn compresseur est un mécanisme destiné à augmenter la pression d'un gaz. C'est aussi, par extension, une machine complète dans laquelle est installé ce mécanisme de compression (aussi appelé « élément de compression »), et incluant châssis, moteur d'entrainement, échangeurs, filtres, tuyauteries, éléments de régulation, armoire électrique… Ces compresseurs assemblés peuvent être fixes ou mobiles.

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  5. Présentation — Non vérifiéLes compresseurs sont omniprésents dans les secteurs de l'industrie, de la climatisation ou du transport, mais aussi dans des objets du quotidien comme les pompes à vélo ou les réfrigérateurs. La production de froid ou d'air comprimé, le transport du gaz naturel, la climatisation, les moteurs à réaction des avions ou les turbocompresseurs des voitures sont autant d'applications qui utilisent des compresseurs de gaz.

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  6. Présentation — Non vérifiéApparu dès le nouvel empire égyptien, le soufflet est le précurseur de tous les compresseurs, mais la première machine soufflante à piston considérée comme un compresseur apparait en 1776, invention de l'écossais James Watt et du britannique John Wilkinson. De nombreuses autres techniques de compression de gaz sont ensuite inventées dans la seconde moitié du XIXe siècle et au début du XXe siècle ; dont une partie est…

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  7. Typologie des compresseurs — Non vérifiéLes compresseurs sont divisés en deux grandes familles selon leur principe de compression.

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  8. Typologie des compresseurs — Non vérifiéUn compresseur « volumétrique » réalise la compression d'un fluide gazeux par la diminution mécanique du volume d'une chambre de compression (pistons et membrane pour les compresseurs alternatifs, palettes, vis, scroll et lobes pour les compresseurs rotatifs). Il s'agit d'une compression mécanique.

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  9. Typologie des compresseurs — Non vérifiéUn compresseur « dynamique » réalise la compression du gaz en transformant l'énergie cinétique liée à la vitesse de l'air (compresseurs centrifuges et axiaux).

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  10. Passage de cet article — Non vérifiéClassification des compresseurs par type de compression

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  11. Passage de cet article — Non vérifiéSymboles de compresseurs sur un schéma Tuyauterie & Instrumentation

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  12. Typologie des compresseurs — Non vérifiéIls peuvent être lubrifiés ou non lubrifiés. Un compresseur est dit lubrifié lorsque le fluide comprimé est mis en contact direct avec un lubrifiant lors de la compression. Les compresseurs dynamiques, les compresseurs à membrane et les compresseurs à anneau liquide sont toujours non lubrifiés. Les autres techniques de compression existent en lubrifié et non lubrifié.

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  13. Typologie des compresseurs — Non vérifiéLes compresseurs peuvent être mono-étagés (un seul étage de compression), bi-étagés (un premier élément de compression refoule à l'aspiration d'un deuxième élément), jusqu'à trois ou quatre étages, voire plus.

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  14. Caractéristiques communes aux compresseurs — Non vérifiéLe débit et la pression sont les caractéristiques fondamentales d'un compresseur. Le débit est la quantité de fluide produite par unité de temps, souvent exprimé en m3/h et toujours ramené aux conditions d'aspiration.

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  15. Entraînement — Non vérifiéLes éléments de compression sont entraînés par une variété de moteurs qui leur donne le mouvement nécessaire pour assurer la compression d'un gaz : les moteurs électriques sont prédominants depuis la seconde moitié du XXe siècle pour les compresseurs stationnaires; les moteurs thermiques (à combustion interne) équipent la majorité des compresseurs mobiles de chantier; des turbines sont parfois utilisées; la roue à au…

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  16. Utilisations — Non vérifiéLes compresseurs sont utilisés dans d'innombrables secteurs d'activité et pour diverses applications.

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  17. Utilisations — Non vérifiéMachine complète et autonome

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  18. Utilisations — Non vérifiéLes compresseurs d'air comprimé alimentent en énergie pneumatique toute l'industrie et d'autres secteurs (BTP, garages automobiles, dentistes, santé, bricoleurs...). Ils servent également à la production d'air respirable ou médical. Les compresseurs de gaz servent dans le transport ou le stockage dans l'industrie gazière (gazoducs).

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  19. Utilisations — Non vérifiéSous-éléments dans des machines plus complexes

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  20. Utilisations — Non vérifiéSeul l’élément de compression est utilisé. Les compresseurs de fluides frigorigènes servent dans les systèmes frigorifiques, les compresseurs de suralimentation dans les moteurs thermiques (voitures, bateaux...), les compresseurs dynamiques dans les turbines à gaz et les moteurs d'avion.

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  21. Utilisations — Non vérifiéPompe à vide

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  22. Utilisations — Non vérifiéUn compresseur peut servir de pompe à vide en utilisant le côté aspiration de l'élément de compression, le refoulement à l'air libre n'étant alors pas utilisé pour être comprimé.

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  23. Compresseur centrifuge — Non vérifiéArticle détaillé : Compresseur centrifuge.

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  24. Passage de cet article — Non vérifiécompresseur centrifuge

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  25. Compresseur centrifuge — Non vérifiéLe compresseur centrifuge, ou compresseur radial, est un type de turbomachine qui comprime des gaz. La compression, dynamique, est réalisée par accélération centrifuge d'un flux de fluide, puis transformation de l'énergie cinétique en pression. Ces compresseurs sont utilisés comme machine complète et autonome pour produire de l'air comprimé ou comprimer du gaz naturel; et comme éléments de compression dans les turbin…

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  26. Compresseur centrifuge — Non vérifiéIls sont capables de produire de gros débits de fluide avec un bon rendement spécifique. Les taux de compression en mono-étagé (jusqu'à 10:1) sont les plus élevés des compresseurs dynamiques mais restent toutefois inférieurs aux taux de compression des compresseurs volumétriques (alternatifs ou à vis).

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  27. Compresseur axial — Non vérifiéArticle détaillé : Compresseur axial.

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  28. Passage de cet article — Non vérifiécompresseur axial.

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  29. Compresseur axial — Non vérifiéLe compresseur axial est un type de turbomachine qui comprime des gaz, et dont le flux d'air suit l'axe de rotation. Le compresseur axial génère un flux continu d'air comprimé et présente l'avantage de produire de gros débits de fluide avec un bon rendement spécifique, tout en conservant une surface réduite en façade.

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  30. Compresseur axial — Non vérifiéCe type de compresseur dynamique génère de gros débits de fluide avec un bon rendement spécifique mais son faible taux de compression nécessite d'avoir plusieurs étages de compression pour obtenir des pressions élevées et des rapports de compression équivalents à ceux d'un compresseur centrifuge.

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  31. Compresseur axial — Non vérifiéIls sont essentiellement utilisés comme éléments de compression dans les turbines à gaz et les turboréacteurs; mécanismes dans lesquels ils sont souvent associés en série avec des compresseurs centrifuges.

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  32. Trompe hydraulique — Non vérifiéArticle détaillé : Trompe hydraulique.

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  33. Passage de cet article — Non vérifiéPrincipaux éléments constituant une trompe hydraulique.

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  34. Trompe hydraulique — Non vérifiéLa trompe hydraulique est une installation utilisant une chute d'eau pour souffler de l'air, en l'aspirant dans un tube par effet Venturi puis en le comprimant, du fait de la hauteur de chute.

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  35. Trompe hydraulique — Non vérifiéProgressivement abandonnées pour diverses raisons, les trompes de Frizell-Taylor restent une technologie valable et sont régulièrement étudiées. En effet, elles peuvent valoriser l'énergie hydraulique de faibles hauteurs de chute avec un investissement faible, tout en garantissant un rendement supérieur à 70 %.

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  36. Éjecteurs — Non vérifiéIl existe également des éjecteurs, parfois comparés à tort à des compresseurs mais qui n'en sont pas : ils n'augmentent pas la pression initiale mais créent une amplification du débit.

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  37. Compresseur hydraulique — Non vérifiéLe terme compresseur hydraulique est utilisé abusivement pour nommer un groupe hydraulique ou une centrale hydraulique. Il peut être à pistons, palettes, engrenages, vis, etc. Le principe est le même que les compresseurs de gaz, mais doit supporter des pressions entre 20 et 700 bars et s’adapter aux contraintes de l'incompressibilité des liquides.

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  38. Compresseur à vis — Non vérifiéArticle détaillé : Compresseur à vis.

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  39. Passage de cet article — Non vérifiéPrincipe de compression par 2 vis hélicoïdales.

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  40. Compresseur à vis — Non vérifiéLe compresseur à vis fait partie de la famille des compresseurs volumétriques rotatifs ; la compression du gaz est réalisée par une diminution mécanique du volume des chambres de compression.

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  41. Compresseur à vis — Non vérifiéIl existe des vis doubles, les plus répandues, et des monovis. Les vis doubles se déclinent en deux catégories : vis non lubrifiées et vis lubrifiées (par injection d'huile ou injection d'eau).

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  42. Compresseur à vis — Non vérifiéLe compresseur à vis double est aujourd'hui la technique la plus utilisée pour la production d'air comprimé dans l'industrie dans les gammes de pression de 5 à 15 bar et les plages de débit de 100 à 3 000 m3/h. Il équipe également une grande part des systèmes frigorifiques industriels et tertiaires.

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  43. Passage de cet article — Non vérifiéCompresseur à palettes.

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  44. Compresseur à palettes (Multi-cellulaire) — Non vérifiéLe compresseur à palettes est un compresseur volumétrique rotatif. Il est constitué d'un stator cylindrique dans lequel tourne un rotor excentré. Ce dernier est muni de rainures radiales dans lesquelles coulissent des palettes qui sont constamment plaquées contre la paroi du stator par la force centrifuge.

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  45. Compresseur à palettes (Multi-cellulaire) — Non vérifiéLa capacité comprise entre deux palettes est variable. Devant la tubulure d'aspiration, le volume croît : il y a donc aspiration du gaz. Ce gaz est ensuite emprisonné entre deux palettes et transporté vers la tubulure de refoulement. Dans cette zone, le volume décroît et le gaz comprimé s'échappe dans la tuyauterie de refoulement.

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  46. Compresseur à palettes (Multi-cellulaire) — Non vérifiéDeux conceptions de compresseurs à palettes existent : à palettes sèches ou à palettes lubrifiées :

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  47. Compresseur à palettes (Multi-cellulaire) — Non vérifiéfonctionnement avec lubrification : les palettes sont en général en acier et l'huile, outre la diminution du frottement entre palettes et stator, assure l'évacuation des calories et améliore aussi l'étanchéité au niveau des contacts palettes/stator. Dans cette configuration, le gaz comprimé est pollué par l'huile, il est donc indispensable de procéder à une étape de déshuilage, comme pour le compresseur à vis lubrifi…

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  48. Compresseur à palettes (Multi-cellulaire) — Non vérifiéfonctionnement à sec avec des palettes en matériau composite chargé en graphite ou en téflon.

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  49. Passage de cet article — Non vérifiéCompresseur à anneau liquide.

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  50. Compresseur à anneaux liquides — Non vérifiéArticle détaillé : Pompe à anneau liquide.

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Sources et méthode

Texte adapté à partir des sources indiquées. Les contenus Wikipédia et Wiktionnaire sont réutilisés sous CC BY-SA 4.0. Les droits des médias sont précisés séparément. Révision originale et contributeurs ↗

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