18/05/2026
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regio Brabant flamand, Bruxelles
POMPES
Maintenance Magazine 155 – mars 2022
Accouplements magnétiques synonymes de maintenance réduite
Les systèmes standard sont sensibles aux problèmes d’alignement, lesquels sont susceptibles d’engendrer à leur tour des vibrations et une dégradation des paliers. (Photo Zytec)
Les accouplements magnétiques se distinguent par une transmission sans contact du mouvement, laquelle a pour effet de réduire sensiblement l’impact de ces phénomènes. (Photo Zytec)
Comme le montre la structure, les aimants se trouvent du côté mené. Ils sont ceints des deux côtés et sans contact par l’élément en cuivre solidaire du côté menant. (Photo Zytec)
L’accouplement magnétique asynchrone permet de réduire le nombre des interventions en maintenance et la fréquence de remplacement des paliers. (Photo Zytec)
En principe, rien ne s’oppose au remplacement d’un accouplement existant par un accouplement magnétique lors d’une mise à niveau. (Photo Zytec)
Comment créer un accouplement qui ne transmet aucune vibration, réduit les pertes au niveau des joints d’étanchéité et rend pratiquement superflu le remplacement des paliers ? Les accouplements magnétiques ont largement dépassé le stade de l’innovation prometteuse.
Par Sammy Soetaert
Quiconque prétend accoupler un moteur à une pompe est conscient du problème que posent les accouplements rigides : faute d’alignement parfait des deux axes, on observe la manifestation de charges axiales pulsatoires. Ces charges sont à l’origine d’une série de problèmes dont les principaux résident dans la dégradation des paliers et l’apparition de fuites au niveau des joints d’étanchéité. Dans plus de 50% des cas, les défaillances et immobilisations seraient imputables à un défaut d’alignement. On peut y remédier en procédant périodiquement à un alignement laser ; mais dans de nombreux cas, l’efficacité de cette intervention est limitée dans le temps. Le comportement thermique d’un moteur diffère de celui d’une pompe. En conséquence, le désalignement menace rapidement. Mais étrangement, les industriels acceptent les coûts opérationnels qui en résultent. Ils s’attaquent que rarement à la cause de ce problème et optent plutôt pour l’installation de systèmes redondants ou pour le remplacement périodique préventif des paliers et autres composants analogues.
Perte d’efficacité imputable au surdimensionnement
D’autres améliorations pourraient être apportées à ces systèmes, car leur structure énergétique mérite un examen approfondi. Le surdimensionnement type constitue un excellent exemple. Les systèmes conçus aujourd’hui présentent une certaine marge d’expansion ultérieure. S’agissant des installations de pompage, leurs dimensions sont souvent deux fois plus importantes que ne le requiert la production. Pour ramener la puissance à un niveau inférieur, les opérateurs ont souvent recours à une vanne d’étranglement. C’est comme si un conducteur appuyait du pied droit sur la pédale d’accélérateur pour atteindre 120 km/h, tout en appuyant du pied gauche sur la pédale de frein pour ramener le véhicule à 90 km/h. Autrement dit, le manque d’efficacité est criant.
La régulation fréquentielle n’offre point de salut
Pour améliorer l’efficacité, les opérateurs ont souvent recours à un dispositif de régulation de la vitesse à commande fréquentielle. L’adaptation électronique de l’alimentation secteur permet de régler le régime du moteur en fonction de la puissance de sortie souhaitée. Fort bien, mais cette méthode entraîne une pollution du réseau par des harmoniques ainsi que l’apparition de courants de Foucault. Ces courants réduisent à leur tour la durée de vie utile des paliers. Par ailleurs, dans les environnements présentant un risque d’explosion, le montage d’un régulateur de fréquence est coûteux. Dès lors, ces dispositifs sont souvent montés hors de l’installation. Cette configuration se répercute à son tour sur le prix de revient du câblage. Il est possible de remédier à bon nombre des problèmes et obstacles mentionnés, à condition que la partie menante soit totalement séparée de la partie menée. C’est ici que les accouplements magnétiques entrent en scène. Leur adoption prévient l’impact d’un désalignement inévitable qui se traduisait régulièrement par une intervention en maintenance et une aggravation des coûts.
Accouplement magnétique : synchrone ou asynchrone
Le principe est simple : une série d’aimants permanents assurent la transmission du mouvement entre l’arbre menant (du moteur électrique) et l’arbre mené (d’une pompe ou de tout autre organe). Dès que le moteur commence à tourner, les aimants assurent la transmission sans contact du mouvement. Le fonctionnement d’un accouplement magnétique peut être synchrone ou asynchrone. En cas d’accouplement synchrone, les deux côtés du dispositif sont équipés d’aimants qui s’attirent mutuellement selon le principe nord/sud bien connu. Dans ce cas de figure, la transmission est directe et la vitesse relevée du côté mené est identique à celle relevée du côté menant. Cette configuration n’est pas sans risque. En cas de blocage brutal du côté mené, les deux pôles des aimants risquent de se désolidariser. Dans ce cas, il faut arrêter le moteur pour repositionner comme il convient les pôles des aimants les uns en face des autres. Ce n’est qu’à ce stade qu’un redémarrage progressif du moteur sera envisageable. En cas de fonctionnement asynchrone, la configuration est différente en raison de ‘l’existence d’un petit écart de glissement intrinsèque entre le côté menant et le côté mené. Le positionnement exact des aimants qui caractérise les systèmes synchrones ne s’applique pas ici parce que les aimants ne sont montés que sur le disque intérieur du côté mené. Le champ magnétique agit sur le disque de cuivre côté menant, lequel est, pour ainsi dire circonscrit au disque intérieur. En cas d’impact soudain ou de charge de pointe, l’accouplement continue à glisser, mais contrairement aux configurations synchrones, le mouvement reprend immédiatement.
Types d’accouplements magnétiques
Solution très innovante, les accouplements magnétiques asynchrones se rangent à leur tour dans trois catégories. En fonction de la nature des problèmes auxquels vous êtes confrontés, vous pourrez remplacer tout accouplement rigide existant par l’un des accouplements qui suivent :
- Si le problème rencontré est essentiellement mécanique (défaut d’étanchéité par exemple), vous pouvez opter pour un accouplement à vitesse constante. Les accouplements de ce type permettent de remédier aux problèmes d’alignement. Pour ce faire, il suffit de procéder à un échange standard. Rien ne s’oppose à ce que les installations à régulation fréquentielle soient équipées d’un accouplement de ce type, parce que la « vitesse constante » dont il est question découle de la vitesse du moteur. Si la vitesse du moteur évolue, l’accouplement transmet régulièrement cette évolution à l’arbre mené. Sur ce type d’accouplement, l’intervalle entre l’arbre mené et l’arbre menant est toujours constant. Il s’élève par exemple à 3 mm.
- Si vous souhaitez réaliser des économies d’énergie, par exemple en rendant superflu la vanne d’étranglement évoquée plus haut, vous pouvez opter pour un accouplement à vitesse réglable. Ce dispositif permet de visser ou de dévisser à la main une entretoise afin de régler l’intervalle entre le côté aimant et le côté cuivre dans une plage comprise en 3 et 15 mm. Parfaitement adaptée à l’exploitation à la vitesse idéale d’une installation surdimensionnée, cette option permet de réaliser des économies d’énergie considérables.
- Enfin un accouplement à vitesse variable peut être considéré comme une version mécanique d’un régulateur de fréquence. Dans ce cas de figure, un dispositif de démultiplication monté du côté mené permet d’adapter la largeur de l’intervalle au moyen d’un actionneur. La grande différence par rapport à la version réglable réside dans le fait que cette adaptation continue et progressive évolue en fonction de la charge à laquelle l’installation soumet effectivement le moteur.
Applications
Les accouplements magnétiques performants permettent, dans le cadre de nombreuses applications, de réaliser des économies d’énergie importantes et de réduire la fréquence des interventions en maintenance. Leur adoption pourrait s’avérer utile dans le cadre de bon nombre d’applications : pompes, ventilateurs, compresseurs, générateurs, convoyeurs à bande, etc. Reposant sur une technologie de pointe, les accouplements magnétiques ne sont en rien comparables aux accouplements standard. Leur spécificité n’est pas sans répercussions sur leur prix d’achat, mais l’écart de prix est compensé par la réduction du nombre des immobilisations, des pièces à remplacer et des interventions en maintenance. En principe, seules les situations nécessitant l’application impérative d’un couple égal déterminé à l’arbre mené ne se prêtent pas à l’utilisation d’un accouplement magnétique. En pareil cas, il convient d’évaluer si un accouplement magnétique ne pourrait pas se substituer, par exemple, à un boîtier réducteur.