Surpresseur ou compresseur d’azote : différences

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Les compresseurs et les surpresseurs d’azote sont essentiels dans les installations qui nécessitent une pression maîtrisée et un rendement élevé. Bien que ces deux systèmes servent à maîtriser et à augmenter la pression de l’azote, leur approche, leur fonctionnement et leur champ d’application diffèrent sensiblement. Comprendre ces différences est une première étape pour choisir le compresseur adapté aux besoins industriels, car les systèmes sont configurables. Cet article examine en détail les surpresseurs et les compresseurs d’azote, leurs caractéristiques, leurs avantages et leurs principales applications. Que vous souhaitiez améliorer l’efficacité du système, garantir la sécurité de l’installation ou évaluer les coûts, ce guide vous aidera à choisir en fonction des paramètres essentiels.

Surpresseur d’azote ou compresseur d’azote : réponse rapide

Équipement	Question habituelle pour choisir
Compresseur d’azote	Le projet consiste-t-il à comprimer l’azote depuis son état à la source jusqu’à la pression requise par le procédé ?
Surpresseur d’azote	L’azote entrant est-il déjà sous pression et faut-il encore augmenter sa pression ?

Avant de choisir un équipement, vérifiez les conditions réelles à l’aspiration, la pression de refoulement visée, le débit requis, la qualité du gaz et le cycle de fonctionnement. Pour découvrir les produits existants, consultez notre page de référence sur les compresseurs d’azote et notre guide des surpresseurs d’azote.

Présentation des équipements pour l’azote

Les équipements pour l’azote servent à gérer ce gaz pour des usages industriels et commerciaux. Ils comprennent notamment les surpresseurs et les compresseurs d’azote. Un surpresseur augmente la pression de l’azote lorsque cela est nécessaire, tandis qu’un compresseur comprime l’azote pour le stockage ou une utilisation continue. Ces équipements sont utilisés, entre autres, dans la fabrication et le traitement de produits médicaux ainsi que dans l’aéronautique. Ces secteurs exigent une pression adaptée et une capacité de stockage suffisante pour garantir la sécurité et les performances. Le choix de l’équipement dépend de plusieurs facteurs, tels que la pression de service, les exigences propres au fonctionnement et l’usage prévu.

Qu’est-ce qu’un compresseur d’azote ?

Le compresseur d’azote est un équipement spécialisé qui augmente la pression de l’azote gazeux afin de permettre son stockage, son transport ou son utilisation dans des procédés nécessitant des niveaux de pression précis. Les compresseurs d’azote sont largement employés dans les secteurs industriels et commerciaux, notamment pour la découpe laser, le conditionnement des aliments et des boissons, la fabrication électronique et les activités pétrolières et gazières. Il existe aujourd’hui des compresseurs d’azote dotés de technologies sans huile ou lubrifiées à l’huile, conçues pour préserver leur fiabilité et leur fonctionnement dans des environnements contaminés.

Les principaux indicateurs de performance comprennent le débit de gaz, la pression maximale atteignable et la consommation d’énergie. Ils permettent d’adapter les paramètres de fonctionnement à l’usage prévu. En outre, les progrès des technologies de compression ont apporté des fonctions qui réduisent les besoins de maintenance et les émissions, renforçant ainsi leur intérêt dans les environnements les plus exigeants.

Comprendre le surpresseur d’azote

Comme son nom l’indique, un surpresseur d’azote est une machine sophistiquée destinée à augmenter la pression de l’azote gazeux pour des applications industrielles. Il comprime l’azote jusqu’à la pression plus élevée souhaitée, souvent nécessaire pour des opérations telles que la découpe laser, les essais sous pression ou le balayage au gaz. Les surpresseurs d’azote sont généralement entraînés par des moteurs pneumatiques, hydrauliques ou électriques, chacun présentant des avantages selon les conditions d’utilisation. Dans les installations plus complexes, les pompes à azote peuvent compléter les composants standard pour répondre à des besoins spécifiques, notamment lorsque la pression est particulièrement élevée, par exemple au-delà de 1000 psi.

Les principaux paramètres de performance comprennent le taux de compression, le débit au refoulement et la pression de service admissible. Ils sont définis en fonction de l’objectif, qui consiste ici à maximiser le rendement de combustion. Pour améliorer le fonctionnement, il est possible d’ajouter au surpresseur d’azote des dispositifs de surveillance de la pression et des unités de commande. Ceux-ci augmentent l’efficacité du système et la sécurité de fonctionnement, tout en réduisant les temps d’arrêt et les frais de maintenance. Les surpresseurs d’azote actuels sont conçus dans le respect des exigences environnementales et de sécurité, contribuant ainsi aux performances et à l’efficacité écologique des systèmes de gaz comprimé dans tous les secteurs industriels.

Principales différences entre les compresseurs et les surpresseurs d’azote

Paramètre	Compresseurs d’azote	Surpresseurs d’azote
Fonction principale	Comprimer l’azote jusqu’à la pression souhaitée	Augmenter la pression de l’azote précomprimé
Plage de pression	Fonctionnement à basse ou moyenne pression	Fonctionnement à haute pression
État du gaz à l’entrée	Peut traiter de l’azote à la pression atmosphérique ou à basse pression	Nécessite de l’azote précomprimé à l’entrée
Applications	Alimentation générale en azote pour l’industrie	Applications spécialisées à haute pression
Efficacité énergétique	Consommation énergétique modérée	Consommation énergétique élevée
Conception du système	Unités plus grandes et plus encombrantes	Conceptions compactes pour haute pression
Nécessité d’intégration	Fonctionne de manière autonome	Souvent intégré à d’autres systèmes
Exigences de maintenance	Besoins de maintenance standard	Nécessite une maintenance spécialisée
Coût	Investissement initial plus faible	Investissement initial plus élevé
Exemple d’utilisation	Alimentation en azote pour le soudage	Remplissage de bouteilles de gaz ou alimentation d’outils haute pression

Principes de fonctionnement

La modification de la pression de l’air atmosphérique permet d’influencer le fonctionnement du compresseur d’azote. Ce dispositif permet d’obtenir un gaz à pression hydraulique libre en sortie, puis de l’amener à la pression intermédiaire requise. Dans les installations d’alimentation en gaz, la pression est modifiée en faisant varier le volume du gaz au moyen d’une force extérieure, généralement mécanique, par exemple avec des pistons alternatifs ou rotatifs, ou des pistons Kempel. Ces machines sont conçues pour offrir un rendement optimal à basse et moyenne pression. Elles sont largement utilisées pour fournir un débit stable et continu de gaz sous pression.

Contrairement à ces appareils, les surpresseurs d’azote ou d’air utilisent un gaz déjà sous pression dans l’installation et en augmentent la pression. Ils appartiennent à des systèmes à plusieurs étages, qui utilisent principalement des compresseurs alternatifs. Les surpresseurs d’azote ou d’air sont toutefois surtout nécessaires pour répondre ponctuellement à des pics de débit à haute pression, par exemple dans des équipements pour plaques soumis à des conditions sévères ou lors du remplissage de bouteilles qui doivent être mises sous pression et séchées, ou lorsque la pression d’azote admissible doit être augmentée.

Fonctionnement des compresseurs d’azote

Les compresseurs d’azote aspirent l’azote gazeux, augmentent sa pression selon les besoins, puis le distribuent aux différentes applications industrielles prévues. La machine de compression détermine entièrement la capacité de production d’azote gazeux et produit progressivement de l’azote conforme aux normes ; les substances inflammables doivent d’abord être prises en compte pour les performances. Les compresseurs fonctionnent selon des modes résistants aux rayonnements. La plupart émettent un bourdonnement semblable à celui d’autres moteurs en fonctionnement, notamment dans le cas d’un compresseur à pistons. La force mécanique réduit alors le volume du gaz et augmente sa pression conformément aux exigences spécifiées.

Les compresseurs modernes refroidis à l’azote contribuent à maîtriser la chaleur générée pendant la compression. Il en résulte un rendement accru et une protection des composants internes de la machine. Les compresseurs comprennent des systèmes de commande intégrés qui surveillent la pression, la température et les débits pour permettre un réglage précis. Ils peuvent fournir différentes pressions selon les besoins de l’industrie, depuis les basses pressions destinées aux applications générales jusqu’aux pressions très élevées requises pour des opérations critiques telles que le remplissage de bouteilles de gaz ou l’alimentation d’outils industriels. Les progrès récents de la technologie des compresseurs contribuent également aux économies d’énergie, réduisant ainsi les coûts d’exploitation et les effets sur l’environnement.

Mécanique des surpresseurs d’azote

Les compresseurs d’azote sont conçus pour augmenter la pression de l’azote à l’aspiration. Pour ce faire, un piston mobile effectue un mouvement de va-et-vient grâce à un entraînement pneumatique. Le procédé commence généralement par l’introduction d’une petite quantité d’azote à basse pression dans le surpresseur. Le gaz est ensuite comprimé en plusieurs étages, ce qui augmente sa pression. Ces machines sont conçues pour atteindre des pressions de surpression très élevées, qui atteignent couramment 10000 psi dans des secteurs tels que le spatial, la santé et l’énergie nucléaire. Elles comportent des pièces essentielles fabriquées selon des normes de précision très strictes, notamment des joints, des vannes et un système de refroidissement intégré, qui fonctionnent de concert.

Ces dernières années, les fabricants de surpresseurs d’azote ont de plus en plus intégré des commandes modernes pour appliquer les pressions d’entrée et de sortie prévues par la technologie, tout en permettant à l’opérateur d’éviter une utilisation excessive susceptible de provoquer la surexcitation de cette publication. La commande de nombreux surpresseurs a également été améliorée afin de prendre en charge l’azote de qualité instrumentale non cryogénique et l’air comprimé provenant d’un réservoir, ce qui accroît l’utilité de certains modèles et reflète l’état actuel de la technologie. Les approches les plus récentes ont permis de réduire le niveau sonore des éléments perturbateurs. La fiabilité a été renforcée grâce à des matériaux résistants à l’usure et au développement de systèmes de commande numériques intégrant des fonctions de surveillance et de diagnostic, ainsi que des fichiers de prise en charge de l’automatisation industrielle pour les surpresseurs.

Production et gestion de la pression

Aujourd’hui, les méthodes de génération de pression associent des technologies avancées afin d’assurer précision, rendement et maîtrise. Conçus pour couvrir une plage de pressions de sortie allant de la basse pression à des valeurs élevées supérieures à 10000 psi, ces systèmes sont à la fois polyvalents et flexibles. Une autre amélioration majeure réside dans la disponibilité de fonctions de régulation proportionnelle de la pression et de décharge, qui renforcent la précision et la stabilité globale du système, en particulier lorsque les conditions d’entrée varient.

Les méthodes de maintenance évoluent également : des composants nettoyables et des vannes autodiagnostiquées sont conçus pour comptabiliser les heures d’arrêt et ainsi prolonger la durée de vie opérationnelle de la machine. En outre, l’utilisation de systèmes de récupération d’énergie a permis de réduire sensiblement les coûts d’exploitation et la consommation énergétique, en récupérant et en réutilisant l’énergie résiduelle des systèmes hydrauliques et pneumatiques.

Les progrès de l’analyse des données en temps réel façonnent l’avenir de la maîtrise des contraintes. Grâce aux capteurs et à l’Internet des objets, il est possible de surveiller des paramètres tels que la charge du système, la teneur en sel et la température, jusqu’à des niveaux élevés. Ces fonctions permettent de limiter les temps d’arrêt liés aux équipements, d’améliorer l’utilisation des ressources et de fiabiliser davantage les opérations à haut débit.

Applications industrielles

Les compresseurs et les surpresseurs d’azote sont utilisés dans de nombreux secteurs pour répondre aux exigences de pureté élevée lors de la production d’azote et maintenir la pression dans la plage normale. Ces équipements sont courants dans les secteurs suivants :

Pétrole et gaz : Ces équipements sont largement utilisés dans le secteur pétrolier. Ils contribuent à augmenter le volume de pétrole disponible pour l’exploration, à améliorer les performances des puits, c’est-à-dire leur productivité, à transporter le pétrole et à protéger l’environnement.
Alimentation et boissons : L’utilisation d’azote à haute pression est également observée pendant le procédé, notamment dans les emballages fermés. Elle prolonge la durée de conservation des produits en maintenant un environnement non oxydant qui prévient la contamination.
Industrie pharmaceutique : Cette application est particulièrement importante dans le secteur de la santé, pour les environnements propres de fabrication et les opérations de conditionnement.
Fabrication électronique : Le moulage assisté par gaz simplifie la décomposition des procédés, jusqu’à un facteur mineur mais fortement contributif à la production réelle des matériaux et des produits eux-mêmes.
Aéronautique et aérospatiale : Dans le domaine des véhicules terrestres et de la technologie pétrolière, l’azote est nécessaire pour démonter et reconstruire les installations de forage pétrolier, tout en gonflant les pneus afin d’atteindre les valeurs élevées de pression requises pour garantir leur bon fonctionnement.

Ces applications montrent que les compresseurs et les surpresseurs d’azote sont des technologies avancées, utiles aux procédés opérationnels et à la sécurité dans différents secteurs industriels.

Applications des compresseurs d’azote

01
Industrie pharmaceutique
Les compresseurs d’azote jouent un rôle important dans la création de conditions idéales pour la fabrication et le conditionnement de médicaments à forte valeur ajoutée. Un taux d’azote pouvant atteindre 99,99 % ou davantage dans l’air contenant de l’azote permet de protéger les produits contre l’oxydation et la pollution, et d’éviter ainsi toute altération de leurs propriétés.
02
Industrie agroalimentaire
L’utilisation d’azote plutôt que d’air pour conditionner les produits alimentaires, afin d’éviter le botulisme, prolonge également leur durée de conservation et améliore leur qualité. Les compresseurs de gaz peuvent aussi fournir de l’azote aux machines de conditionnement sous atmosphère modifiée (MAP) à la pression souhaitée. Des études indiquent que la technologie MAP peut prolonger la durée de conservation de certains produits alimentaires de 50 % à 300 %.
03
Secteur pétrolier et gazier
Les compresseurs d’azote jouent un rôle important dans le gas lift, les essais d’étanchéité des conduites et la stimulation des puits. Ils sont spécialement conçus pour les débits élevés et des pressions d’azote supérieures à 5 000 psi. L’injection d’azote est nécessaire dans le processus de récupération du pétrole en raison des exigences opérationnelles et de la rentabilité de son utilisation.
04
Fabrication de produits chimiques
Les compresseurs d’azote servent principalement à purger les réservoirs, à isoler les réacteurs où ont lieu les réactions chimiques et à faciliter le pompage des liquides. Ces méthodes protègent les installations de fabrication contre les saletés souvent présentes dans l’atmosphère, qui peuvent rendre le travail dans un tel environnement dangereux. Dans ce cas, la pureté de l’azote gazeux requis peut se situer entre 95 % et 99,5 %.
05
Fabrication électronique
L’azote de haute pureté est indispensable aux procédés des secteurs des semi-conducteurs et de la microélectronique, notamment pour le durcissement des roulements. Les compresseurs d’azote fournissent l’azote de très haute pureté requis (jusqu’à 99,999 %) sous la forme d’un débit homogène et constant, exempt d’impuretés, afin d’éviter toute contamination susceptible de nuire aux performances et de réduire la durée de vie des appareils électroniques.
06
Industrie aérospatiale
Les applications aérospatiales comprennent le gonflage des pneus du train d’atterrissage, la mise sous pression des systèmes hydrauliques et la vérification de l’étanchéité des composants essentiels. Leur réalisation exige une régulation de pression de haute précision, souvent assurée par des compresseurs d’azote capables de produire jusqu’à 10 000 psi afin de respecter les exigences strictes de sécurité.

Applications des surpresseurs d’azote

01
Moulage par injection assisté par gaz
Les surpresseurs d’azote sont nécessaires pour produire la pression volumique d’azote gazeux requise pour le moulage par injection assisté par gaz. Ils permettent d’améliorer la finition et l’intégrité structurelle des pièces sans augmenter le volume de matériau. Les pressions recommandées pour ces applications se situent entre 2 000 psi et 5 000 psi.
02
Essais sous pression
Les surpresseurs d’azote sont souvent utilisés pour les essais de conduites et les essais sous pression, afin d’augmenter la pression du système à des fins de test. Ils facilitent l’obtention des conditions souhaitées pour la détection des fuites et les essais sous pression, avec des valeurs pouvant atteindre 15 000 psi de pression d’air, qui simulent des conditions extrêmes avec une teneur explosive pertinente et permettent de répondre aux exigences réglementaires.
03
Stockage de gaz à haute pression
Lorsque l’application exige de stocker de l’azote gazeux à très haute pression, situation fréquente dans l’industrie et les centres de recherche, des surpresseurs permettent de comprimer l’azote à plus de 10 000 psi avant son stockage. Cette solution vise principalement à économiser de l’espace de stockage et à permettre une consommation intermittente de l’azote.
04
Essais de composants aérospatiaux
Dans les applications aérospatiales, des surpresseurs d’azote servent généralement à tester sous haute pression des produits fabriqués, tels que des actionneurs, des volets flaperons et des tuyères. Dans de nombreux cas, les essais ont été réalisés avec de l’eau sous pression jusqu’à 30 000 psi, conformément aux normes applicables dans le secteur.
05
Gaz d’assistance pour la découpe laser
L’azote est également utilisé pour des opérations délicates et de haute qualité telles que la découpe laser, afin d’éviter la rouille et de nettoyer les bords découpés. La découpe de matériaux, notamment de métaux, de plastiques et d’autres matières, nécessite une alimentation continue en azote à haute pression, de 2500 psi à 6000 psi, fournie à l’aide de surpresseurs d’azote.
06
Forage et production de pétrole et de gaz
L’utilisation de surpresseurs d’azote est devenue essentielle dans les techniques de production de pétrole et de gaz, la protection par ombrage, la fracturation hydraulique, le crutching, le raclage des conduites par racleur et la purge à l’azote. Une pression d’environ 20000 psi peut être utilisée pour fournir de l’azote, tandis qu’en cas de problème de sécurité, les caractéristiques de résistance à la traction en rosette de la conception sont garanties.

Indicateurs de performance des équipements pour l’azote

1. Pression de sortie maximale

Dans la plupart des cas, les équipements de surpression et de compression de l’azote sont évalués selon la limite supérieure de pression qu’ils peuvent atteindre, laquelle peut dans certains cas aller jusqu’à 20000 psi. Il est important de vérifier ce paramètre afin de s’assurer que le système convient aux conditions industrielles spécifiques.

2. Débit

Le débit d’air, c’est-à-dire le volume d’azote comprimé fourni pendant une période donnée, est généralement exprimé en pieds cubes standard par minute (SCFM). Il est impossible d’évaluer précisément chaque procédé, surtout lorsqu’il est très étendu, sans déterminer les machines les mieux adaptées et les plus efficaces pour le réaliser.

3. Efficacité énergétique

L’efficacité énergétique de l’installation correspond à la quantité d’énergie consommée par rapport à la quantité d’azote effectivement produite. Pour réduire la consommation d’énergie ou les coûts d’exploitation, il est préférable d’utiliser des installations offrant une forte densité énergétique et de bonnes performances, afin de maintenir la charge de travail.

4. Fiabilité et durabilité

La fiabilité à long terme dépend notamment du temps de disponibilité du système, des intervalles d’entretien ou des périodes de maintenance régulière, ainsi que des conditions extrêmes qu’il doit supporter, telles que des pressions élevées ou de fortes variations de température.

5. Maîtrise de la température

Il faut garder à l’esprit que le refroidissement est un élément fondamental de la conception de tout système de compression : il sert avant tout à refroidir correctement le gaz chaud comprimé, afin d’éviter la surchauffe de l’unité et de maintenir sa température dans la plage de fonctionnement prévue.

6. Conformité aux normes

Il est également important de souligner que les meilleures pratiques en matière de sécurité et d’environnement, telles que celles de l’ISO et de l’ASME, ne sont pas seulement attendues : elles sont obligatoires, car elles définissent des exigences de performance et des prescriptions légales.

Rendement des compresseurs d’azote

De nombreux facteurs influencent le fonctionnement des compresseurs et l’utilisation de l’azote comme fluide moteur, notamment les principes de la thermodynamique et d’autres lois de la physique. Ils comprennent la conception des compresseurs, leur mode d’exploitation ainsi que le degré de développement des technologies employées. Les compresseurs conçus pour fournir un travail important fonctionnent de manière optimale avec une consommation d’énergie minimale. Leur conception permet de réduire la puissance nécessaire.

Trois éléments de ce type sont les variateurs de fréquence, ou VFD, et les dispositifs d’étanchéité avancés, qui contribuent à réduire les pertes d’énergie et à maîtriser la compression avec précision. Les innovations récentes se sont tournées vers la récupération de chaleur, et plusieurs compresseurs sont désormais équipés de systèmes innovants qui récupèrent et réutilisent la chaleur perdue. Avec les pratiques conventionnelles, la récupération de chaleur permet de valoriser plus de 90 % de l’énergie utile fournie au compresseur.

Le rendement peut également être amélioré grâce aux systèmes de compression à plusieurs étages. Ils compriment le gaz en plusieurs étapes et comportent un refroidisseur intermédiaire entre chaque cycle, ce qui réduit la consommation de puissance et les contraintes mécaniques exercées sur les équipements. Cette configuration facilite également la maintenance, qui doit garantir le fonctionnement des filtres, des vannes et des systèmes de lubrification selon les normes les plus exigeantes. La mise en place de mesures telles que la surveillance en temps réel et l’analyse prédictive améliore aussi le rendement en repérant suffisamment tôt les pertes d’efficacité et les défaillances potentielles pour les éviter, ce qui augmente la production tout en limitant les périodes d’arrêt.

Performances des surpresseurs d’azote

Les performances des surpresseurs d’azote sont déterminantes pour les applications à haute pression, comme l’approvisionnement en azote des installations industrielles et manufacturières. Les surpresseurs d’azote modernes peuvent augmenter considérablement la pression de l’azote, tout en minimisant les forces de frottement dans le système. Dans les configurations à plusieurs étages, un surpresseur d’azote à un ou deux étages réduit la température du gaz pendant la compression ainsi que les contraintes mécaniques. Cette conception protège efficacement les systèmes et contribue notamment à prolonger leur durée de vie.

Les paramètres couramment utilisés pour évaluer ces équipements sont la pression maximale atteignable, le débit et la quantité d’énergie consommée en fonction de la pression de refoulement du gaz ou de l’air. Les équipements les plus récents intègrent des technologies et des composants spécialisés, et peuvent porter efficacement la pression des gaz au-delà de 6 000 psi à un débit donné. Ils conviennent ainsi notamment au moulage par injection de gaz, à l’inspection des pipelines et aux systèmes de pressurisation de bouteilles d’aérosol. En outre, l’emploi d’alliages et de matériaux améliorés pour fabriquer les pièces structurelles de ces équipements récents a accru la résistance à la fatigue de ce système essentiel, en particulier dans les régimes à cycles fréquents.

L’introduction de différents mécanismes de commande a considérablement amélioré les performances des surpresseurs d’azote. Par exemple, les équipements modernes sont désormais dotés de capteurs de pression qui permettent de réguler automatiquement la pression et d’en améliorer le contrôle, notamment lorsque les conditions de fonctionnement changent brusquement. De plus, des méthodes avancées telles que les algorithmes de maintenance préventive facilitent l’estimation du délai avant la prochaine inspection ou intervention, en particulier lorsque l’équipement fonctionne selon une durée d’exploitation prédéfinie.

Considérations sur le coût des compresseurs et des surpresseurs

Plusieurs facteurs sont à prendre en compte pour déterminer le budget nécessaire à l’achat d’un compresseur ou d’un surpresseur d’azote. Le coût initial de l’équipement varie selon sa taille, ses performances et ses fonctionnalités avancées. Il faut également tenir compte de son coût d’exploitation, notamment de sa consommation d’énergie et des réparations ou opérations de maintenance régulières. Certains systèmes plus performants peuvent coûter davantage à l’achat, mais réduire les dépenses d’exploitation à long terme. Le coût total de possession, qui englobe l’ensemble de ces éléments, est important : il comprend tous les coûts engagés pendant la durée de vie de l’équipement ainsi que sa valeur de revente future. Pour assurer la rentabilité et répondre aux besoins de l’entreprise exploitante, ce calcul doit orienter le choix vers l’équipement le plus utilisé et le plus économe en énergie.

Analyse des coûts

Investissement initial : compresseurs et surpresseurs

Il convient d’évaluer la pertinence d’un compresseur ou d’un surpresseur au regard du coût d’achat initial et des frais d’exploitation, en tenant compte des caractéristiques et des besoins propres à l’application. Les compresseurs ont généralement un coût d’acquisition plus élevé en raison de leur taille, de la complexité de leurs composants internes et de leur capacité à fonctionner sur une plage de pressions et de générations plus large. Cette polyvalence, qui leur permet de répondre aux exigences d’une application donnée, implique généralement un coût initial supérieur.

À l’inverse, un surpresseur de pression, dont la fonction est d’augmenter la pression de l’air déjà comprimé, coûte généralement moins cher à l’achat grâce à une conception technique avancée. Il est souvent conçu pour une application précise nécessitant une augmentation de pression donnée, pour laquelle la large plage de fonctionnement d’un compresseur complet n’est pas justifiée. Le coût de l’équipement du surpresseur doit également inclure les appareils de commande et les dispositifs de sécurité supplémentaires.

Pour maîtriser les coûts à venir, il est efficace de fabriquer des compresseurs et des surpresseurs qui consomment le moins d’électricité possible grâce à de nouveaux matériaux et à des conceptions axées sur le rendement énergétique. Ces solutions nécessitent des investissements supplémentaires, par exemple pour des composants de haute technologie tels que des paliers magnétiques ou un nombre accru de roues. En définitive, toute entreprise qui évalue les coûts du début à la fin doit disposer d’une solution adaptée, qui précise non seulement le coût de l’investissement, mais aussi les coûts associés au système concerné.

Dépenses récurrentes

Coûts d’exploitation et maintenance

Les dépenses de carburant et d’électricité varient en fonction de quelques facteurs clés : le potentiel d’économie d’énergie et de ressources de l’équipement de base, ainsi que sa conception et ses modes de fonctionnement. Par exemple, les technologies actuelles de compression font appel à des dispositifs reposant sur des principes particulièrement innovants, comme les variateurs de fréquence (VFD), qui gagnent en rendement et contribuent à réduire les dépenses énergétiques, lesquelles peuvent représenter jusqu’à 70 % des coûts totaux dans certains cas. La maintenance est également essentielle : des opérations adaptées, comme le graissage, le remplacement des filtres et l’inspection des pièces critiques, garantissent un fonctionnement correct et efficace de l’équipement et prolongent sa durée de vie.

Par exemple, les équipements dotés de paliers magnétiques sans frottement exigent une précision exceptionnelle, mais réduisent considérablement le recours à la maintenance, malgré un coût d’achat plus élevé. Il est généralement observé qu’une stratégie de maintenance proactive permet de réduire d’environ 30 % le nombre de pannes imprévues, ce qui améliore l’ensemble du fonctionnement de l’usine concernée. Il est d’autant plus important d’effectuer les interventions selon les intervalles de maintenance recommandés et de mettre au point, de déployer et d’appliquer des stratégies fiables et économiques.

Foire aux questions

Quand choisir un surpresseur d’azote plutôt qu’un surpresseur d’air ?

Dans de nombreuses situations, comme le bridage de machines-outils, le moulage assisté par gaz ou la réalisation d’essais de pression, il est nécessaire de disposer d’azote à haute pression ou relativement peu contaminé. Un surpresseur d’azote est alors recommandé. L’oxygène ne convient pas à la plupart des applications d’air à haute pression, car il peut être contaminé par diverses substances, même si l’azote utilisé est lui aussi contaminé. Ces systèmes sont souvent constitués de compresseurs distincts installés dans les chambres de compression correspondantes ; certains diffuseurs de solides sont également utilisés pour augmenter la pression.

Un surpresseur de gaz peut-il augmenter la pression de l’azote provenant d’un générateur d’azote ?

Un surpresseur d’azote est un équipement qui reçoit de l’azote à basse pression depuis un générateur d’azote et l’amène à une pression élevée adaptée à différents procédés utilisant des gaz. Il aspire l’azote provenant du générateur et fournit l’augmentation de pression nécessaire, généralement au moyen de plusieurs étages dans une chambre de compression. Cette configuration est courante dans les équipements destinés à augmenter la pression pour alimenter d’autres convoyeurs de gaz, assurer le bridage de machines-outils ou répondre à d’autres besoins en azote à haute pression. Les surpresseurs de gaz et les surpresseurs d’azote permettent de fournir de l’azote pur à la pression prescrite.

Un surpresseur d’azote est-il identique à un compresseur de surpression d’azote ?

Ces équipements sont complémentaires et ne doivent pas être dissociés. Parmi les solutions spécialisées figure le surpresseur d’azote, qui sert à pressuriser l’azote. Ces pompes et compresseurs s’intègrent bien aux procédés industriels, car ils transforment de l’azote à basse pression en azote à haute pression. Ces compresseurs sont généralement de conception multicorps et comportent des chambres de compression. Ils conviennent particulièrement aux applications qui exigent de l’azote et excluent les autres gaz, avec une augmentation contrôlée de la pression. Avant d’acheter ces équipements, vérifiez leur configuration — pneumatique ou électrique — ainsi que la pression et la pureté obtenues.

Quelles applications exigent de l’azote à haute pression plutôt que de l’air comprimé ?

Certaines applications exigent de l’azote à très haute pression, par exemple le bridage de machines-outils, le remplissage assisté par gaz de certains emballages alimentaires et bien d’autres applications nécessitant un gaz inerte et une grande pureté. Les outils pneumatiques, l’instrumentation et l’air général des installations sont des applications où l’on utilise de l’air comprimé ; la pureté du gaz et la fourniture d’air à haute pression y sont donc moins déterminantes. Lorsqu’une application nécessite un gaz sous pression, les surpresseurs de gaz ou les pompes de surpression à palettes permettent d’atteindre la pression requise. Dans ce cas, la conception du système de surpression d’air ou d’azote dépend de la nécessité de fournir de l’azote pur ou uniquement de l’air à haute pression.

Sources de référence

Technologies de compression et de détente dans les procédés sSlNG : créer des passerelles
onepetro.org → Lire ici
Étude sur la protection des paliers d’un compresseur sans huile par une barrière d’azote lors de la compression de H2
matec-conferences.org → Lire ici
Compresseurs d’azote

→ Lire ici