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Pression différentielle : De quoi s’agit-il et pourquoi vous en préoccuper ?

Rédigé par Bill Rosckes et LaJean Larsen, ingénieurs d’application Donaldson Torit 

Quels propriétaire et/ou opérateurs de dépoussiéreur ne souhaiteraient pas réduire les émissions totales, prolonger la durée de vie du filtre ou économiser l’air comprimé ? Et pourtant, bon nombre d’entre eux ont des connaissances insuffisantes sur la pression différentielle. De bonnes connaissances leur permettraient pourtant de s’orienter vers des changements à même de réaliser ces économies. Cet article traite de la pression différentielle, car elle est liée aux systèmes de dépoussiérage à sec.

Qu’est-ce que la pression différentielle ?

La pression différentielle est la différence de pression entre la partie souillée (côté du filtre ou collecteur d’air vicié) et le côté propre (collecteur d’air propre) d’un dépoussiéreur. Il s’agit d’une mesure de l’ensemble des résistances au débit d’air entre les deux chambres du dépoussiéreur. La pression différentielle tient généralement compte des pertes par les orifices des plaques tubulaires, de la résistance du matériau filtrant propre et de la résistance de la poussière récupérée sur le matériau filtrant.

Que nous indique la pression différentielle ?

Les évolutions de la pression différentielle indiquent une modification physique des filtres. Une chute soudaine au niveau de la perte de charge peut signaler une fuite ou une rupture du filtre. Une augmentation soudaine de la chute de pression différentielle peut indiquer que notre système de nettoyage a cessé de fonctionner, ou qu’un dispositif de décharge des matériaux ne fonctionne plus correctement.

Une hausse plus graduelle de la diminution de perte de charge peut être due à la résistance accrue placée sur le débit d’air transitant dans le dépoussiéreur par l’accumulation de poussière sur les filtres. Vous pouvez utiliser la valeur de cette résistance pour déterminer l’état relatif des filtres à mesure que la poussière s’accumule sur eux, et amorcer leur nettoyage le cas échéant.

Comment mesurer la pression différentielle ?

La pression différentielle est mesurée à l’aide de différentes jauges, dont les suivantes : *Jauges Magnehelic®, *jauges Photohelic® ou indicateurs de perte de charge électroniques numériques. Ces jauges mesurent généralement la pression différentielle en pouces de colonne d’eau, même si d’autres unités telles que le millimètre d’eau ou de mercure, ou le pascal, sont également usitées.

Les jauges telles que la jauge Magnehelic mesurent la pression différentielle, mais n’ont pas de capacité de contrôle électronique. D’autres jauges telles que la jauge Photohelic ou les indicateurs de perte de charge électroniques numériques peuvent tous les deux mesurer la pression différentielle et permettre d’utiliser une sortie pour contrôler le nettoyage du filtre en fonction de la pression différentielle.

Comment fonctionne un système de nettoyage typique ?

Un système de nettoyage typique pour les filtres de dépoussiéreurs utilise de l’air comprimé. Le système de nettoyage comporte un collecteur d’air monté sur le dépoussiéreur relié à une source d’air comprimé. Le collecteur est équipé de vannes à membrane dotées de tubes (buses de soufflage) qui rentrent dans le dépoussiéreur et sont alignées avec chaque ensemble de filtres. On retrouve à l’intérieur de chaque vanne à membrane une vanne en caoutchouc qui maintient la pression à niveau égal des deux côtés de la vanne à membrane qui fixent le collecteur depuis chaque buse de soufflage.

Une enceinte électrovanne est également fixée au dépoussiéreur et on retrouve généralement un nombre d’électrovannes et de vannes à membrane équivalent. Un tube, mesurant souvent 6,35 mm (0,25 po) de diamètre, relie chaque électrovanne à une vanne à membrane.

Comment pouvez-vous utiliser la pression différentielle pour contrôler le nettoyage du filtre ?

La pression différentielle, mesurée par la jauge Photohelic ou d’autres indicateurs de perte de charge électroniques, peut vous permettre d’utiliser des points de contrôle bas ou élevés afin d’encadrer le cycle de nettoyage de sorte qu’il démarre seulement lorsque la pression différentielle a atteint le point élevé, et s’arrête lorsque la pression différentielle atteint un point de contrôle bas.

Par exemple : Si le réglage élevé est de 4 pouces de colonne d’eau et le réglage bas de 2 pouces de colonne d’eau, le cycle de nettoyage démarre lorsque la pression différentielle atteint 4 pouces de colonne d’eau, et se poursuit jusqu’à ce que la pression différentielle atteigne le réglage bas de 2 pouces de colonne d’eau au terme du cycle de nettoyage. Le nettoyage ne redémarrera pas avant que la pression différentielle n’atteigne 4 pouces de colonne d’eau.

Le nettoyage basé sur la pression différentielle permet notamment de réaliser des économies d’air comprimé, de réduire les émissions totales, de prolonger la durée de vie des électrovannes et des vannes à membrane, et de prolonger potentiellement la durée de vie du filtre. Si le dépoussiéreur ne lance le nettoyage que lorsque la pression différentielle dépasse un point de contrôle élevé, la consommation d’air comprimé est d’un coût inférieur dans la mesure où le système de nettoyage fonctionne en continu. Le fait de nettoyer les filtres uniquement lorsque nécessaire signifie qu’ils subissent moins d’impulsions. L’usure totale due aux impulsions qui endommagent les filtres survient donc beaucoup plus tard. De plus, si les filtres sont également un support de filtration en surface de haute qualité, chaque impulsion est plus efficace lors du nettoyage, et une plus faible quantité d’impulsions suffit à atteindre le point de réglage bas de la pression différentielle. Cette baisse de la fréquence des impulsions présente l’avantage supplémentaire de laisser une couche de poussière efficace sur le filtre, qui accroît l’efficacité moyenne. Le dépoussiéreur fonctionne plus efficacement et plus longtemps, car le filtre peut être nettoyé par impulsions lorsqu’une hausse de pression différentielle due à une charge de poussière excessive se produit.

Le **contrôleur Delta-P Plus® propose également un nettoyage après arrêt qui vous permet de nettoyer les filtres suite à l’arrêt du ventilateur principal du dépoussiéreur. Vous pouvez régler la durée de nettoyage des filtres, et l’unité s’arrête automatiquement une fois le délai écoulé. Cette fonctionnalité est un véritable avantage, car le nettoyage de l’unité ne peut pas se poursuivre accidentellement toute la nuit alors qu’aucun processus n’est en cours, ce qui risquerait d’endommager les filtres et de consommer inutilement de l’air comprimé. Lors du recours à cette fonctionnalité, une soupape de décharge d’entrée doit être placée sur le système de gaines d’entrée, et elle doit être refermée lors du nettoyage pendant les temps d’arrêt. La fermeture de la soupape de décharge limite la capacité de migration de la poussière à l’extérieur de l’entrée, sans que l’aspiration du ventilateur ne soit en marche.

Comme chaque application est différente, la configuration du contrôle du nettoyage dépend du type de poussière générée, de la charge des filtres et du temps d’utilisation quotidien. Par exemple : Des particules très fines et uniformes qui s’accumulent fortement sur les filtres, comme lors de la découpe au laser ou au plasma, peuvent nécessiter un cycle de nettoyage continu afin de permettre aux filtres de revenir à des conditions normales lorsque la pression différentielle commence à augmenter. Il est possible de réaliser les réglages pour des poussières de granulométrie supérieure (non-submicroniques) et pour une vaste gamme de particules de taille variée grâce aux paramètres bas et élevés, de sorte que le dépoussiéreur ne lance le nettoyage par impulsions qu’en cas de nécessité. Cela peut se révéler avantageux pour tout opérateur se trouvant à proximité du dépoussiéreur lors des cycles de nettoyage.

Sur quels autres paramètres la pression différentielle agit-elle ?

Lors du choix de ventilateurs pour une application particulière, il vous faut présumer que la pression différentielle est normale, soit généralement de 4 à 5 pouces de colonne d’eau. Cette pression différentielle présumée, ainsi que toute perte de pression statique supplémentaire, se situe au niveau du système de gaines avant et après que le dépoussiéreur ne détermine la pression statique totale requise pour le ventilateur. Si la perte de pression statique estimée du système de gaines est de 3 pouces et que la diminution de perte de charge estimée dans les filtres en fin de vie est de 5 pouces, il convient d’opter pour un ventilateur offrant une capacité statique de 9 à 10 pouces de colonne d’eau au débit d’air requis. Ceci donne au ventilateur la capacité de surmonter la pression différentielle sur les filtres lorsque la poussière commence à s’y accumuler. Du fait que des filtres propres ne présentent pas de résistance à la pression statique de 5 pouces, nous vous conseillons d’équiper le moteur d’un atténuateur de contrôle ou d’un entraînement à fréquence variable (EFV) afin de maintenir les volumes d’air aux niveaux prévus, de sorte que le système conserve la vitesse de capture dans la hotte, en assurant ainsi la vitesse requise dans les conduites et le flux prévu dans le dépoussiéreur.

S’agissant du moment propice pour changer les filtres de votre dépoussiéreur, il est souvent suggéré de le faire lorsque la lecture de la pression différentielle des filtres dépasse la capacité prévue lors du choix du ventilateur (5 pouces dans notre exemple), et lorsque les filtres ne peuvent plus être nettoyés à la lecture de pression différentielle basse. À ce stade, il devient nécessaire de remplacer les filtres afin de restaurer le flux prévu. Si le système fonctionne avec une pression différentielle supérieure à la valeur prévue lors du choix du ventilateur, une perte d’aspiration peut se produire au niveau de la hotte de collecte de la poussière générée. L’efficacité de capture ne serait alors plus acceptable, même si cela n’est pas toujours le cas.

Si le ventilateur a une capacité statique suffisante, la pression différentielle n’engendrera pas nécessairement de problèmes immédiats en termes de capture de la poussière. Si c’est le cas, il n’est pas urgent de remplacer les filtres, et les points de contrôle bas et élevés du système de contrôle du nettoyage peuvent être ajustés à la hausse.

Si les applications et les scénarios de collecte de la poussière varient très largement, la plupart des opérateurs bénéficieront d’une meilleure compréhension de ce qu’est la pression différentielle. Les opérateurs bien informés ont l’opportunité de se démarquer et d’avoir un impact positif sur le chiffre d’affaire de l’entreprise.

*Les jauges Magnehelic et Photohelic sont des marques de fabrique déposées de Dwyer Instruments, Inc.

**Delta-P Plus est une marque de fabrique déposée de Donaldson Torit.

Nous pouvons vous aider à trouver la meilleure solution pour votre application.

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