Les compresseurs d’air sont partout autour de nous – du petit modèle portable qui gonfle vos pneus au puissant équipement industriel alimentant des chaînes de production entières. Pourtant, leur fonctionnement reste mystérieux pour beaucoup.
Un compresseur d’air transforme l’air normal en air sous pression en réduisant son volume, créant ainsi une source d’énergie polyvalente.
Dans ce guide, nous allons décortiquer simplement ce processus et vous expliquer étape par étape comment cette machine essentielle fonctionne réellement.
Le fonctionnement d’un compresseur en 3 étapes simples
Le fonctionnement de tout compresseur d’air, quelle que soit sa taille ou sa complexité, peut être résumé en trois étapes fondamentales :
- Aspiration : Le compresseur aspire l’air ambiant à travers une valve d’admission. Cette étape capture l’air normal qui nous entoure.
- Compression : Le volume de cet air est mécaniquement réduit, ce qui augmente automatiquement sa pression (et sa température). C’est la phase cruciale où l’air devient « comprimé ».
- Refoulement/Stockage : L’air désormais sous pression est envoyé vers une cuve de stockage ou directement vers l’outil pneumatique qui l’utilisera comme source d’énergie.
Ces trois étapes constituent le cycle de base qui se répète continuellement tant que le compresseur est en fonctionnement.
Le principe physique : comment l’air est réellement comprimé
Pour comprendre pourquoi l’air comprimé est si utile, il faut saisir le principe physique fondamental en jeu :
La loi des gaz nous apprend que lorsqu’on réduit le volume d’un gaz (comme l’air), sa pression augmente proportionnellement si la température reste constante.
Cette relation est au cœur du fonctionnement de tout compresseur.
Le cycle complet se déroule ainsi :
- Phase d’aspiration : Le mécanisme crée un espace vide qui se remplit naturellement d’air ambiant.
- Phase de compression : Cet espace contenant l’air est ensuite mécaniquement réduit, forçant les molécules d’air à se rapprocher les unes des autres.
- Phase de refoulement : Une fois comprimé, l’air est forcé de sortir via une valve et dirigé vers son lieu de stockage ou d’utilisation.
Pendant ce processus, la température de l’air augmente considérablement, ce qui nécessite généralement un système de refroidissement pour les compresseurs de taille moyenne à grande.
Les principaux types de compresseurs et leur mécanisme
Les compresseurs se divisent en deux grandes familles selon leur principe de fonctionnement :
Le compresseur à piston : le classique polyvalent
Le plus répandu pour le bricolage et les petites applications professionnelles. Son fonctionnement repose sur un mécanisme bielle-manivelle similaire à celui d’un moteur de voiture :
- Un piston monte et descend dans un cylindre
- En descendant, il crée un vide qui aspire l’air
- En remontant, il comprime cet air qui est ensuite évacué via une valve
Avantages : robuste, bon rapport qualité/prix, facile à entretenir, peut atteindre des pressions élevées.
Le compresseur à piston double
Les compresseurs à double piston sont également très fréquents. Ils fonctionnent de la même manière que leurs homologues à simple piston. La seule vraie différence est qu’il y a deux coups par tour et pas un seul. La version la plus courante d’un compresseur à double piston est un système à 2 étages qui utilise un piston pour pomper l’air dans un second cylindre qui crée une plus grande pression.
Afin de maintenir la pression dans les limites souhaitées, et pour empêcher le réservoir d’exploser chaque compresseur d’air a un commutateur qui coupe l’alimentation du moteur lorsque la pression dans le réservoir a atteint la limite (qui est généralement autour de 8,6 bar). Afin de calibrer la pression en fonction de l’outil électrique raccordé au compresseur, il possède un régulateur ainsi que des manomètres avant et après.
il existe une soupape de sécurité, ainsi qu’une soupape de décharge qui est là pour réduire la pression à l’intérieur du réservoir lorsque le compresseur est inutilisé.
Le compresseur à vis : pour l’endurance
Utilise deux vis hélicoïdales (rotors mâle et femelle) qui tournent en sens inverse, créant des poches d’air qui se réduisent progressivement le long des vis.
Avantages : fonctionnement continu, plus silencieux, débit d’air important et constant, idéal pour les usages intensifs ou industriels.
Le compresseur à palettes rotatives : compact et stable
Fonctionne avec un rotor excentré muni de palettes qui glissent contre la paroi d’un stator, créant des chambres de taille variable.
Avantages : compact, peu de vibrations, débit stable, bonne fiabilité.
Le compresseur centrifuge (dynamique) : pour les très gros débits
Contrairement aux précédents (dits « volumétriques »), il utilise la force centrifuge pour accélérer l’air puis convertir cette énergie cinétique en pression.
Avantages : très haut débit, adapté aux très grandes installations industrielles, pas de pulsations.
| Type | Principe simple | Pression typique | Avantage clé | Usage courant |
|---|---|---|---|---|
| Piston | Mouvement alternatif | 8-12 bars | Polyvalence | Bricolage, garage |
| Vis | Rotors hélicoïdaux | 7-15 bars | Fonctionnement continu | Industrie, ateliers |
| Palettes | Rotor à palettes coulissantes | 7-10 bars | Compacité | Applications mobiles |
| Centrifuge | Force centrifuge | 3-10 bars | Très haut débit | Grandes industries |
Au-delà des outils : les autres rôles du compresseur
Les compresseurs ne servent pas uniquement à gonfler des pneus ou alimenter des outils pneumatiques. Ils ont des applications spécialisées dans différents domaines :
Dans un système frigorifique (frigo, clim)
Un compresseur de réfrigération comprime un fluide frigorigène (et non l’air). Cette compression fait passer le fluide de l’état gazeux à l’état liquide, libérant de la chaleur. Lorsque ce fluide s’évapore ensuite, il absorbe la chaleur, créant ainsi du froid.
Dans un compresseur audio (musique, son)
En audio, un compresseur est un dispositif électronique qui régule la dynamique sonore en réduisant l’écart entre les sons forts et faibles. Il « compresse » la plage dynamique pour obtenir un son plus uniforme et contrôlé.
Dans une voiture (clim, moteur)
Les compresseurs automobiles ont principalement deux fonctions :
- Alimenter le système de climatisation en comprimant le fluide frigorigène
- Dans certains moteurs, suralimenter le moteur (compresseur de suralimentation) en forçant plus d’air dans les cylindres pour augmenter la puissance
Vos questions fréquentes sur le fonctionnement (FAQ)
- Comment fonctionne un compresseur pour les débutants ?
- Un compresseur capture l’air normal, le « serre » dans un espace plus petit (le comprime) puis délivre cet air sous pression qui devient une source d’énergie. C’est comme presser une éponge pour en réduire la taille, sauf qu’avec l’air, cette compression crée de la pression utilisable.
- Comment le compresseur parvient-il à comprimer l’air ?
- Il utilise un mécanisme qui réduit physiquement l’espace où se trouve l’air (piston, vis, palettes, etc.), forçant ainsi les molécules à se rapprocher. Cette réduction d’espace augmente la pression, suivant les lois fondamentales de la physique.
- Quelle est la différence entre un compresseur d’air et un compresseur audio ?
- Un compresseur d’air est une machine mécanique qui pressurise physiquement l’air, tandis qu’un compresseur audio est un circuit électronique qui modifie les signaux sonores pour équilibrer les volumes forts et faibles.
- Quel est le rôle principal d’un compresseur d’air ?
Son rôle essentiel est de fournir de l’air à une pression supérieure à la pression atmosphérique pour alimenter des outils, nettoyer des surfaces, gonfler des objets, ou servir de vecteur énergétique dans de nombreuses applications industrielles et domestiques.
Le fonctionnement d’un compresseur repose donc sur un principe physique simple, mais sa mise en œuvre peut prendre diverses formes selon les besoins spécifiques. Comprendre ce fonctionnement de base vous aidera non seulement à choisir le bon modèle pour vos besoins, mais aussi à l’utiliser et l’entretenir correctement pour une durée de vie maximale.
Merci pour toutes ces informations cependant, comment changer l’huile toute les X heures de travail ? Quel type d’huile à conseiller ?
Bonjour; je veux mettre un compresseur Westinghouse EN SERVICE mais je ne vois pas de sens de rotation portant il possède bien une pompe à huile avec un réservoir d’huile sur une extrémité pouvez vous m’éclairer sur ce sujet ? Merci.