Les systèmes pneumatiques sont des systèmes mécaniques qui utilisent des gaz comprimés. Ils sont similaires aux systèmes hydrauliques, qui sont des systèmes mécaniques qui utilisent des liquides dans le transfert de forces. Les systèmes pneumatiques sont presque partout dans le monde moderne. Les dentistes utilisent des pneumatiques pour faire fonctionner des perceuses, les charpentiers utilisent des pneumatiques pour actionner des marteaux pneumatiques, les camionneurs utilisent des freins pneumatiques et la NASA utilise des pneumatiques pour contrôler le fonctionnement des lanceurs de satellites.
Principes de base
Une définition pneumatique indiquerait qu'un système pneumatique est essentiellement une méthode pour transformer l'électricité en mouvement mécanique en utilisant des gaz comprimés au lieu de moteurs ou d'électro-aimants. Pour de nombreuses applications, c'est beaucoup plus efficace et pratique. Les systèmes comprennent généralement un compresseur d'air, qui stocke l'air comprimé dans un cylindre et libère l'air comprimé sous contrôle électrique. Le gaz comprimé est presque toujours de l'air ordinaire car il est libre et non toxique. Souvent, l'air est légèrement modifié en retirant une partie de la vapeur d'eau et en ajoutant une petite quantité d'huile atomisée pour rendre le gaz plus convivial pour les machines.
Applications de la puissance pneumatique
Les systèmes pneumatiques sont largement utilisés pour les outils électriques. L'outil électrique qu'un mécanicien automobile utilise pour prendre les écrous de roue qui maintiennent un pneu sur le moyeu en est un exemple. Le mécanicien peut facilement enlever même les écrous les plus durs en quelques secondes seulement. Il existe des dizaines d'autres outils pneumatiques en dentisterie, menuiserie, ateliers d'usinage et laboratoires. D'autres applications incluent les marteaux-piqueurs, les systèmes de livraison de cylindres utilisés par certaines banques et divers lanceurs et canons conçus pour propulser des objets. Une application intéressante est une nouvelle automobile française qui fonctionne à l'air comprimé. L'électricité est utilisée pendant la nuit pour comprimer l'air dans un cylindre embarqué et la voiture fonctionne toute la journée sans carburant et sans émissions polluantes.
Pneumatique vs. Hydraulique
Les systèmes hydrauliques utilisent généralement de l'huile comme fluide de commande. Les systèmes hydrauliques ont l'avantage de pouvoir gérer des charges plus importantes, et l'inconvénient est que s'il y a une fuite, cela cause de gros dégâts et est coûteux à réparer. Une fuite dans un système pneumatique signifie que vous purgez de l'air ordinaire, qui peut être remplacé gratuitement lorsque la fuite est réparée. Les systèmes pneumatiques sont préférés lorsqu'il doit y avoir une certaine quantité de "donner" ou de "jeu" dans le système (les gaz sont compressibles). Les systèmes hydrauliques sont préférables lorsque des pressions élevées doivent être maintenues sans fluctuation.
Applications de haute technologie
La puissance pneumatique n'est pas une technologie en voie de disparition, loin de là. Il existe au moins deux applications de haute technologie de la pneumatique qui ont une place dans notre avenir technologique: McKibbens et les systèmes logiques pneumatiques. Les McKibbins sont parfois appelés « muscles artificiels ». Ce sont des tubes en caoutchouc gonflables entourés d'un treillis métallique. Lorsqu'ils sont gonflés, ils se contractent puis s'allongent lorsqu'ils sont dégonflés. Ils sont actuellement utilisés pour alimenter des bras et des jambes robotiques. La logique pneumatique est l'utilisation de canaux complexes pour des fluides qui agissent comme de simples circuits informatiques. Les systèmes à logique pneumatique présentent de nombreux avantages par rapport aux systèmes électroniques tels que le fait que le rayonnement ne les interfère pas. Ces systèmes sont actuellement utilisés par la NASA pour contrôler la séparation des étages de fusée.