L’air comprimé utilisé dans les systèmes pneumatiques est au départ de l’air à la pression atmosphérique porté artificiellement à une pression plus élevée appelée pression d’utilisation. Dans les systèmes pneumatiques, l’air comprimé est utilisé comme moyen de transport et de stockage d’énergie. De production facile il présente un certain nombre d’avantages. À la base il est disponible partout et en quantité illimitée.
Composition
L’air est un mélange gazeux constitué de :
- 21% d’oxygène
- 78% d’azote
- 1% de gaz rares (argon, néon ,hélium…), d’hydrogène, de gaz carbonique et de vapeur d'eau.
La masse volumique de l’air est de 1,293 kg /Nm3 ( 1 Nm3 = 1 normomètre cube indique une mesure établie à la pression atmosphérique normale de 1,013.105 Pa = 1bar et 0°C de température.)
Utilisation
- De quelques mbar à 1 bar : domaine de la régulation, de la fluidique
- De 1 à 10 bar : domaine de la commande, de la puissance (usage courant)
- De 20 à 40 bar : domaine de la navigation (démarrage diesel)
- De 150 à 200 bar : stockage de l’air en bouteilles (plongée)
- De 200 à 500 bar : domaine de respiration autonome la pression remplie le corps d'elle-même.
Avantages de cette source d’énergie
- L’air comprimé se transporte facilement dans des conduites bon marché.
- Il est propre et les composants fonctionnant sous cette énergie sont peu coûteux.
- Pas de risque de détérioration pour cause de surcharge (moteurs pneumatiques de visseuses).
- Il est également peu sensible aux variations de température.
- Enfin les échappements d’air et les fuites ne sont que peu polluants.
- Utilisation idéale en milieu explosif.
Inconvénients
Malgré de nombreux avantages, l’automatisation par l’air comprimé présente certains inconvénients qu’il faut prendre en considération.
- Cette source d’énergie exige un excellent conditionnement (filtration). Aucune impureté (poussière etc.) ne doit pénétrer dans le système.
- Il est difficile d’obtenir des vitesses régulières du fait de la compressibilité de l’air.
- Les forces développées restent relativement faibles. Pour des efforts importants, il est préférable et impératif de faire appel à de l’énergie hydraulique.
- L’air des échappements est bruyant. Ce phénomène désagréable se trouve en partie résolu grâce à l’utilisation de silencieux.
- Il n'existe peu ou pas de gaz pré-comprimé économiquement exploitable à l'état naturel. Il est donc nécessaire de le comprimer artificiellement (consommation d'une autre énergie accompagnée de pertes thermiques), ce qui n'en fait qu'un moyen de transport ou de stockage d'énergie, mais pas une source d'énergie primaire au plein sens du terme.
- La production de l'énergie est relativement chère.