Régulation d'un compresseur, marche/arrêt, charge/vide ou vitesse variable

Un compresseur produit rarement exactement l'air que l'atelier consomme. Sa régulation comble l'écart. Il en existe trois grandes familles : la marche/arrêt, où le moteur s'arrête quand la pression est atteinte ; la charge/vide, où le moteur continue de tourner sans produire ; et la vitesse variable, où le moteur ralentit pour suivre la demande. Toutes trois s'appuient sur la même chose : une plage de pression et une réserve d'air dans la cuve.

Ce guide décrit le fonctionnement de chaque mode. Pour savoir si la vitesse variable est rentable dans votre cas, lisez compresseur à vitesse variable ou à vitesse fixe.

Le point de départ : deux seuils de pression

Tout compresseur régulé travaille entre deux pressions :

• la pression d'arrêt (ou de déclenchement, ou de mise à vide) : quand elle est atteinte, le compresseur cesse de produire ;
• la pression de redémarrage (ou d'enclenchement, ou de mise en charge) : quand la consommation l'a fait redescendre jusque-là, il reprend.

L'écart entre les deux s'appelle le différentiel. Il est mesuré par un pressostat sur les compresseurs à piston, par un capteur de pression relié au contrôleur sur les compresseurs à vis. La pression basse doit rester au-dessus du besoin des outils, pertes du réseau comprises.

Mode 1 : marche/arrêt

Le moteur démarre à la pression basse, tourne à plein régime jusqu'à la pression haute, puis s'arrête complètement. C'est le mode des compresseurs à piston sur cuve.

• Avantage : aucune énergie consommée à l'arrêt. Simple et robuste.
• Limite : chaque démarrage sollicite le moteur et l'installation électrique. Le nombre de démarrages admis par heure est limité, voyez la notice du moteur. Avec une consommation qui varie beaucoup, la cuve doit être généreuse pour espacer les cycles.

Ce mode convient bien à un usage intermittent, quelques minutes par heure : c'est la logique de notre série E, équipée d'un pressostat et d'une soupape de sécurité sur la cuve.

Mode 2 : charge/vide

Utilisé sur les compresseurs à vis à vitesse fixe. À la pression haute, une vanne ferme l'aspiration : la vis continue de tourner, mais n'aspire plus d'air. Le compresseur passe à vide. À la pression basse, la vanne rouvre : il repasse en charge.

• Avantage : le moteur ne s'arrête pas à chaque cycle, ce qui protège le moteur et autorise des cycles rapprochés.
• Limite : à vide, le moteur consomme encore une part importante de sa puissance, de l'ordre d'un quart selon un ordre de grandeur courant, sans produire d'air.

La plupart de ces machines combinent les deux modes : après un temps à vide réglé, le contrôleur arrête le moteur, puis le redémarre quand la pression redescend. On parle parfois de régulation mixte ou temporisée.

Mode 3 : vitesse variable

Un variateur de fréquence pilote la vitesse du moteur en fonction de la pression mesurée. Si la consommation baisse, le moteur ralentit ; si elle monte, il accélère. La pression reste proche d'une consigne au lieu d'osciller dans un différentiel.

La vitesse variable a une plage : en dessous de la vitesse minimale du moteur, la machine ne peut plus ralentir. Quand l'atelier consomme moins que ce minimum, elle remonte à la pression réglée, s'arrête, puis redémarre quand la pression baisse. C'est ce que font nos compresseurs à vis de la série S, à moteur à aimant permanent et variateur de fréquence : vous réglez la pression de travail, le compresseur monte jusqu'à cette valeur, s'arrête de lui-même et redémarre seul sous le seuil réglé.

La cuve fixe le rythme des cycles

En marche/arrêt comme en charge/vide, c'est la cuve qui donne le temps entre deux cycles. L'air qu'elle restitue entre les deux seuils vaut, en litres d'air libre :

réserve utile ≈ volume de la cuve (L) × différentiel (bar)

Exemple, avec des valeurs à adapter :

1. Compresseur à vitesse fixe de 1 100 l/min, cuve de 500 L, plage de 7 à 8 bar. Réserve utile : 500 × 1 = 500 litres.
2. L'atelier consomme 600 l/min. La pression descend de 8 à 7 bar en 500 ÷ 600 ≈ 50 secondes.
3. Le compresseur remonte avec un excédent de 1 100 − 600 = 500 l/min : il lui faut 500 ÷ 500 = 1 minute.
4. Un cycle complet dure environ 1,8 minute, soit 33 cycles par heure.

Le cas le plus défavorable est celui où l'atelier consomme à peu près la moitié du débit du compresseur : c'est là que les cycles sont les plus rapprochés. Pour les espacer, deux leviers :

• Une cuve plus grande : avec 1 000 L, on tombe à environ 16 cycles par heure.
• Un différentiel plus large : il espace aussi les cycles, mais oblige à produire plus haut. Or chaque bar supplémentaire coûte de l'ordre de 7 % de consommation en plus, selon un ordre de grandeur courant.

Le calculateur de taille de cuve fait ce calcul pour votre installation.

Et avec plusieurs compresseurs ?

Quand deux machines alimentent le même réseau, on les règle en cascade : une machine de base tourne en continu, la seconde ne démarre que pour les pointes. Leurs seuils sont décalés pour qu'elles ne se relaient pas sans cesse. Une machine à vitesse variable en appoint, associée à une machine de base, suit les variations sans multiplier les passages à vide.

Le bon mode selon l'usage

Pour chiffrer ce que coûte le temps passé à vide, utilisez le calculateur de coût électrique. Le configurateur part de vos outils pour proposer un compresseur et une cuve, et nos techniciens vérifient les réglages avec vous dans une demande de devis.