Pompe à bec : fonctionnement, avantages et applications industrielles
Les pompes à bec occupent une place de choix dans l’univers du vide industriel et de la surpression grâce à leur technologie sans huile, leur rendement élevé et leur maintenance réduite. Cet article vous explique leur principe, leurs avantages, leurs applications et comment bien les choisir.
Qu’est-ce qu’une pompe à bec et comment fonctionne-t-elle ?
La pompe à bec est une pompe à vide volumétrique sèche, conçue pour générer du vide ou de la surpression sans contact ni lubrification dans la chambre de compression. Son principe repose sur deux rotors en forme de bec tournant dans des sens opposés à l’intérieur du corps de pompe. Ce mouvement aspire, comprime puis refoule le gaz (air, vapeur, etc.) sans que les rotors ne se touchent entre eux ni avec le corps de pompe.
Cette absence de contact mécanique dans la chambre de compression élimine tout besoin d’huile, ce qui réduit fortement l’usure et la maintenance. Le fonctionnement à sec garantit également un air ou un gaz refoulé propre, sans contamination.
Pompe à vide à bec vs surpresseur à bec
| Type | Usage principal | Plage de pression/vide | Exemples d’applications |
|---|---|---|---|
| Pompe à vide à bec | Génération de vide | Jusqu’à 50 mbar (abs) | Pick and place, séchage, thermoformage, etc. |
| Surpresseur à bec (becs secs) | Génération de pression | 0,5 à 2,3 bar(g) (basse pression) | Aération, transport pneumatique, fermentation |
Les deux technologies partagent la même architecture de rotors en opposition et la technologie sans huile, mais le surpresseur à bec est optimisé pour fournir de l’air comprimé (à basse pression), tandis que la pompe à vide à bec est conçue pour atteindre des niveaux de vide grossier (aussi appelé primaire ou industriel).
Les pompes sont souvent les mêmes ce qui différencie sont les accessoires (soupapes, clapets, silencieux, etc.) et le sens de rotation.
Principaux avantages des pompes à bec
- Technologie 100% sans huile : Aucun risque de contamination du gaz pompé, idéal pour les industries exigeant de la propreté (agroalimentaire, pharmaceutique, électronique).
- Maintenance réduite : Pas de pièces d’usure rapide, intervalles de maintenance très espacés (jusqu’à 30 000 heures !).
- Rendement élevé : Faible consommation énergétique grâce à l’absence de frottements internes et à l’optimisation du profil des rotors.
- Polyvalence : Fonctionnement possible en vide ou en surpression, acceptation de vapeur d’eau, adaptation à la variation de vitesse sur une plage importante (25-70 Hz).
- Durabilité : Résistance à la corrosion et longue durée de vie des composants.
Applications industrielles des pompes à bec
Les pompes à bec sont utilisées dans de nombreux secteurs industriels, notamment :
- Agroalimentaire : Transport pneumatique de poudres, aération de bassins, fermentation.
- Pharmaceutique : Transfert de produits sensibles, séchage, vide process.
- Plasturgie : Extrusion, thermoformage, dégazage.
- Papeterie et imprimerie : Convoyage, aspiration, impression.
- Bois : Maintien sous vide, aspiration de copeaux.
- Environnement : Traitement des eaux usées, aération de bassins.
- Médical : Systèmes de vide hospitaliers, aspiration chirurgicale.
Exemple concret :
Le remplacement de pompes à palettes lubrifiées dans l’environnement (déplacement des eaux usées à l’aide du cuves dépressurisées à 400mbar absolu) a occasionné un retour sur investissement de moins de deux ans :
- réduction de plus de 30% de la consommation d’électricité au point de fonctionnement
- passage de deux maintenance annuel à une maintenance tout les 4-5 ans
Comment choisir une pompe à bec adaptée ?
Pour bien sélectionner une pompe à bec, il faut considérer :
- Débit volumique requis (ex. : 100 à 1 200 m³/h selon les modèles) sur la plage de travail.
- Niveau de vide ou de pression limite souhaité (ex. : jusqu’à 50 mbar pour le vide, 2,3 bar pour la surpression)
- Compatibilité avec les gaz ou vapeurs à pomper
- Environnement d’utilisation (présence de poussières, humidité, atmosphère corrosive)
Les différents environnement donnent souvent lieu à des modèles spéciaux chez les fabricants : ATEX, Aqua (environnements humiques), Bois (ajout d’un filtre sur la soupape de sécurité), OXY (pour les applications avec un taux d’oxygène élevé), etc.
Comparaison avec d’autres technologies de pompes à vide :
| Technologie | Sans huile | Maintenance | Rendement | Pression/vide max. | Sensibilité à la vapeur | Coût d’exploitation |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pompe à bec | Oui | Faible | Élevé | 60mbar | Très faible | Très Faible |
| Pompe à palettes sèches | Oui | Moyenne | Moyenne | 100-150 mbar | Elevé | Moyen |
| Pompe à palettes lubrifiées | Non | Élevée | Bon | 0,01 mbar | Elevé | Moyen/élevé |
| Pompe à vis | Oui | Faible | Élevé | 0,1 mbar | Moyenne | Faible |
| Pompe Roots | Oui | Faible | Très élevé | Vide moyen | Faible | Très Faible |
Les pompes à bec se distinguent par leur fonctionnement 100% sans huile, leur fiabilité et leur faible coût de maintenance, là où les pompes à palettes lubrifiées nécessitent des changements fréquents de filtres et d’huile, et où les pompes à palettes sèches sont plus sensibles à l’usure et aux gaz humides.
Maintenance et durabilité
La maintenance des pompes à bec est simplifiée. On peut prendre l’exemple des pompes à becs VLR de la marque Elmo Rietschle pour lesquelles seulement une révision toute les 30000h est requise (vidange de la boite de synchronisme et le remplacement des pièces d’usures : bagues à lèvres, roulements, etc.).
Le sur site nettoyage facile et la vérification périodique des jeux entre rotors. Cela se traduit par une disponibilité accrue des équipements et une réduction des arrêts non planifiés.
Vue éclatée d’une pompe à becs
Sur les repères 1 et 2 vous pouvez observer les becs de la pompe à vide.
Comparatif des pompes à becs chez les différents fabricants
Nous allons voir ci-dessous les principales caractéristiques des pompes à becs chez les différents fabricants :
- Elmo-Rietschle : est un des premiers fabricants de pompes à bec et leader sur le marché du bois notamment. Ils ont fait le choix de faire de becs en fonte et au fil des années ont optimisé la consommation de leurs pompes à becs pour obtenir les meilleurs rendement du marché. Ils sont également les premiers à avoir sorti une gamme de pompe à bec avec un vide poussé appelé VLU.
- Busch : leader dans le marché de l’agroalimentaire ils ont une très forte présence sur le marché leurs produits sont similaires à ceux d’Elmo Rietschle mais ils ont fait le choix de proposer des versions avec un faible encombrement en hauteur avec par conséquent une longeur plus importante.
- Leybold – Atlas Copco : ce sont les seuls du marché à proposer des pompes à becs avec des becs en Inox. Ce qui les rend compatibles en standard avec des applications humides (la plupart des autres fabricants ajoutent un revêtement aux becs). Attention cette matière occasionne toutefois une surconsommation importe.
- Becker : ce sont les seuls à inclure en standard la filtration de l’air aspiré dans les pompes. Ils proposent 3 versions : standard (filtre papier), alimentaire (filtre polyester réutilisable) et médicale (traitement des becs pour accepter les applications humides et chimiques). La version médicale est la seule variation pour laquelle la filtration n’est pas inclue dans la pompe et doit être déportée comme chez les autres fabricants.
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Conclusion
La pompe à bec est la solution idéale pour les industriels recherchant un système de pompage fiable, propre, économe en énergie et nécessitant peu d’entretien. Grâce à sa technologie sans huile et à ses rotors en opposition, elle s’adapte à de nombreuses applications, du vide industriel à la surpression, tout en garantissant un rendement élevé et une grande longévité. Pour un choix optimal, il est essentiel d’analyser précisément vos besoins en débit, niveau de vide/pression et contraintes de process.