Une centrale d'air comprimé, c'est l'ensemble des machines qui produisent l'air d'un site : compresseurs, cuves, sécheurs, filtres et le système qui les pilote. Dès que la consommation dépasse ce qu'un compresseur couvre seul, ou dès qu'un arrêt de l'air arrête la production, la question se pose : une grosse machine ou plusieurs plus petites ? Ce guide donne la méthode pour choisir et organiser la centrale.
Une grosse machine ou plusieurs compresseurs ?
Une seule machine coûte moins cher à l'achat et prend moins de place. Mais si elle s'arrête, pour une panne ou simplement pour son entretien, l'usine n'a plus d'air. Et si la consommation varie beaucoup, elle passe une partie du temps loin de son point de fonctionnement idéal.
Plusieurs compresseurs coûtent un peu plus cher à installer, mais apportent :
- La continuité : quand une machine est à l'arrêt, les autres continuent.
- Une meilleure efficacité : on démarre seulement le nombre de machines nécessaire.
- De la souplesse : la centrale peut grandir avec l'usine en ajoutant une machine.
En pratique, dès que l'air est vital pour la production, une centrale de deux machines ou plus est presque toujours le bon choix.
Associer vitesse variable et vitesse fixe
La configuration la plus courante dans l'industrie associe :
- Un compresseur à vitesse variable, qui suit les variations de la consommation. Il couvre la partie qui bouge au fil de la journée.
- Un ou plusieurs compresseurs qui fournissent la base, la consommation présente en permanence.
Le compresseur à vitesse variable doit être dimensionné pour couvrir l'écart entre deux paliers, sinon des « trous » de régulation apparaissent : la machine variable est soit à fond, soit au minimum, et les machines de base démarrent et s'arrêtent trop souvent. Les séries S et K AIRSTAHL sont à vitesse variable. Pour comprendre les différents modes de régulation, voir régulation charge-vide et vitesse variable.
Piloter la centrale : le gestionnaire commun
Sans pilotage commun, chaque compresseur réagit seul à la pression : les plages de pression se chevauchent, les machines se relaient mal et la pression du réseau monte plus que nécessaire. Un gestionnaire commun (on parle aussi de séquenceur ou de contrôleur central) :
- Démarre et arrête les machines selon la demande réelle, avec une seule plage de pression pour toute la centrale.
- Donne la priorité au compresseur à vitesse variable pour suivre les variations.
- Fait tourner les machines à tour de rôle pour équilibrer les heures et l'usure.
- Permet de baisser la pression de consigne, car la centrale réagit mieux. Chaque bar en moins se retrouve sur la facture d'électricité (voir coût de l'énergie d'un compresseur).
Prévoir le secours : la règle N+1
La règle la plus utilisée est N+1 : la centrale compte une machine de plus que nécessaire pour couvrir la pointe. Si une machine s'arrête, les autres couvrent toujours la consommation.
Deux variantes existent quand une machine complète de secours semble trop coûteuse :
- Un secours qui couvre le débit vital seulement, c'est-à-dire l'air sans lequel la ligne s'arrête.
- Une solution de location préparée à l'avance, avec le raccordement prévu sur le collecteur.
Le choix entre ces options est détaillé dans notre article faut-il un compresseur de secours dans une usine ?.
Un exemple chiffré
Une usine mesure sa consommation sur une semaine : environ 2 000 l/min de base, des pointes à 5 000 l/min, en deux équipes.
- Option 1, une seule machine dimensionnée pour la pointe : pas de secours, et une machine qui passe une grande partie du temps à faible charge.
- Option 2, une centrale de trois machines d'environ 2 500 l/min chacune, dont une à vitesse variable : deux machines couvrent la pointe, la troisième sert de secours (N+1). La nuit et aux heures creuses, une seule machine tourne.
Avec nos modèles en ligne, une machine comme le S 220 PM (3 200 l/min) donne l'ordre de grandeur d'une machine de cette taille. Au-delà, nos compresseurs industriels de 30 à 132 kW se dimensionnent sur devis. Les chiffres de cet exemple sont indicatifs : seule une mesure de votre consommation permet de choisir.
Cuves et traitement d'air dans une centrale
- La cuve absorbe les pointes et laisse au gestionnaire le temps de démarrer une machine. Voir dimensionner une cuve d'air comprimé.
- Les sécheurs et les filtres se dimensionnent pour le débit total de la centrale. Avec plusieurs sécheurs, l'un peut être isolé pour son entretien sans arrêter l'air.
- Des vannes d'isolement sur chaque élément permettent de travailler sur une machine sans couper l'usine.
Erreurs fréquentes
- Ajouter un compresseur parce que « l'air manque » sans chercher les fuites : une partie de l'air produit part souvent dans le réseau. Voir notre recherche de fuites.
- Des plages de pression qui se chevauchent entre des machines non pilotées.
- Un compresseur à vitesse variable trop petit pour combler l'écart entre deux machines.
- Oublier la ventilation quand on ajoute une machine dans le même local : voir salle des compresseurs.
Vous voulez revoir votre centrale ou en créer une ? Nos techniciens mesurent votre consommation lors d'un audit air comprimé, puis nous proposons la configuration adaptée.
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