La compressibilité des fluides

La compressibilité d’un fluide est définie par son module d’élasticité. Lorsque le module d’élasticité augmente, la compressibilité diminue. Le module d’élasticité est une propriété inhérente du fluide. Le fluide dans le circuit hydraulique doit être comprimé avant de pouvoir transmettre la puissance à l’actionneur. Parce que cette compressibilité du fluide nécessite un travail en entrée - qui ne peut pas être converti en travail utile en sortie - elle est donc perdue, ce qui constitue un facteur contribuant à une perte sur le rendement global du système hydraulique. Plus grand est le volume de l’actionneur, plus grand sera le temps de réponse, attribuable à la compressibilité du fluide. Sur des systèmes à haute dynamique, tels que les asservissements en boucle fermée, la déformation du volume d’huile affecte la réponse du système, ce qui peut provoquer des problèmes de stabilité et parfois même des phénomènes d’auto-oscillation.

Module d’élasticité
Contrairement à l’indice de viscosité, le module d’élasticité ne peut pas être amélioré par l’adjonction d’additifs. Toutefois, les utilisateurs d’équipements hydrauliques peuvent prendre des mesures pour minimiser ces effets liés à la compressibilité du fluide :

• La première consiste à maitriser la température de fonctionnement du système. En effet, la compressibilité du fluide augmente avec la température. Une huile minérale classique est environ 30 fois plus compressible à 100°C qu’à 20°C !
• La seconde est de maitriser la désaération du fluide. 1% d’air dans un volume d’huile peut réduire le module d’élasticité d’environ 75% !

Le contrôle de la désaération se fait dès la conception du système en étudiant correctement la capacité du réservoir. En effet, c’est dans celui-ci que le fluide aura le temps de se désaérer.

Le saviez-vous ?
L’air est environ 10 000 fois plus compressible que l’huile hydraulique.

Les gaz dissous dans l’huile ont tendance à réapparaitre avec la montée en température : encore une raison pour maitriser la température de fonctionnement
Enfin, l’oxydation de l’huile et sa contamination par l’eau sont autant de facteurs nuisibles à sa capacité de désaération.

Jérémy Chhoey, Expert hydraulicien