1. Points clés du choix de la vanne

A. Précisez la fonction de la vanne dans l'équipement ou le dispositif.

Déterminer les conditions de fonctionnement de la vanne : nature du fluide applicable, pression de service, température de service, mode de fonctionnement, etc.

B. Choisir correctement le type de vanne

Le choix approprié du type de vanne repose sur une parfaite maîtrise, par le concepteur, de l'ensemble du processus de production et des conditions de fonctionnement. Lors du choix d'une vanne, le concepteur doit au préalable maîtriser les caractéristiques structurelles et les performances de chaque type.

C. Vérifiez que le raccord d'extrémité de la vanne

Il existe trois types de raccords : à filetage, à brides et à souder. Les deux premiers sont les plus courants. Les vannes filetées ont un diamètre nominal inférieur à 50 mm. Au-delà de ce diamètre, l'installation et l'étanchéité sont très difficiles. Les vannes à brides sont plus faciles à installer et à démonter, mais plus volumineuses et plus coûteuses que les vannes filetées. Elles conviennent donc aux canalisations de diamètres et de pressions variés. Le raccord soudé est adapté aux applications soumises à des contraintes importantes et offre une meilleure fiabilité que le raccord à brides. Cependant, le démontage et le remontage d'une vanne soudée sont complexes, ce qui limite son utilisation aux applications où elle peut fonctionner de manière fiable et durable, ou dans des environnements exigeants, notamment à haute température.

D. Choix du matériau de la vanne

Sélectionnez les matériaux du corps, des composants internes et de la surface d'étanchéité de la vanne. Outre les propriétés physiques (température, pression) et chimiques (corrosivité) du fluide de service, il convient de maîtriser sa propreté (présence éventuelle de particules solides). Consultez également la réglementation en vigueur, notamment les dispositions nationales et celles de l'organisme utilisateur. Un choix judicieux des matériaux garantit une durée de vie optimale et des performances maximales. Pour le corps de la vanne, l'ordre de sélection des matériaux est le suivant : fonte nodulaire – acier au carbone – acier inoxydable ; pour la bague d'étanchéité, l'ordre est le suivant : caoutchouc – cuivre – acier allié – F4.

2. Introduction aux vannes courantes

A. Vanne papillon

La vanne papillon fonctionne grâce à un papillon qui pivote de 90 degrés autour d'un axe fixe situé dans le corps de la vanne, assurant ainsi son ouverture et sa fermeture. Elle présente l'avantage d'être compacte, légère et de conception simple. Elle ne comporte que quelques pièces.

La vanne papillon pivote seulement de 90° ; son ouverture et sa fermeture sont rapides et son utilisation simple. En position complètement ouverte, l'épaisseur du papillon constitue la seule résistance au passage du fluide. La perte de charge est donc très faible, ce qui confère à la vanne d'excellentes caractéristiques de régulation de débit. Il existe deux types de vannes papillon : à joint souple élastique et à joint rigide métallique. Dans le cas d'une vanne à joint souple, la bague d'étanchéité peut être intégrée au corps de la vanne ou fixée autour du papillon, assurant ainsi une bonne étanchéité. Elle convient non seulement à la régulation de débit, mais aussi aux canalisations sous vide et aux fluides corrosifs. La vanne à joint métallique offre généralement une durée de vie plus longue que celle à joint souple, mais l'étanchéité y est plus difficile à obtenir. Elle est généralement utilisée lorsque le débit et la perte de charge sont importants et qu'une bonne régulation de débit est requise. Le joint métallique supporte des températures de fonctionnement plus élevées, contrairement au joint souple dont la performance est limitée par la température.

B. Vanne à guillotine

Une vanne à guillotine est une vanne dont le corps d'ouverture et de fermeture (le clapet) est actionné par la tige et se déplace verticalement le long de la surface d'étanchéité du siège, permettant ainsi d'ouvrir ou de fermer le passage du fluide. La vanne à guillotine offre une meilleure étanchéité qu'un robinet d'arrêt, une faible résistance au fluide, une ouverture et une fermeture aisées, et une certaine capacité de régulation. C'est l'une des vannes d'arrêt les plus couramment utilisées. Ses inconvénients résident dans sa taille importante, sa structure plus complexe que celle d'un robinet d'arrêt, la fragilité de sa surface d'étanchéité et la difficulté de son entretien, et son inadéquation générale au réglage fin du débit. Selon la position du filetage sur la tige, on distingue les vannes à guillotine à tige apparente et à tige dissimulée. Selon les caractéristiques structurelles du piston, on distingue les vannes à guillotine à coin et les vannes à guillotine à piston parallèle.

C. Clapet anti-retour

Le clapet anti-retour est une vanne qui empêche automatiquement le reflux d'un fluide. Sous l'effet de la pression du fluide, le disque du clapet s'ouvre, permettant ainsi au fluide de s'écouler de l'entrée vers la sortie. Lorsque la pression à l'entrée est inférieure à celle à la sortie, le disque se ferme automatiquement sous l'effet de la différence de pression, de sa propre gravité et d'autres facteurs, empêchant ainsi le reflux. Selon sa structure, on distingue le clapet anti-retour à levage et le clapet anti-retour à battant. Le modèle à levage offre une meilleure étanchéité et une résistance au fluide plus élevée que le modèle à battant. Pour l'aspiration de la pompe, il convient d'utiliser un clapet de fond. Son rôle est de remplir la conduite d'aspiration d'eau avant le démarrage de la pompe et, après l'arrêt, de maintenir la conduite et le corps de pompe remplis d'eau pour le redémarrage. Le clapet de fond est généralement installé uniquement sur la conduite verticale d'aspiration de la pompe, le fluide circulant alors de bas en haut.

D. Vanne à bille

L'élément d'ouverture et de fermeture d'une vanne à bille est une bille percée d'un trou circulaire. La bille tourne avec la tige de la vanne pour ouvrir et fermer celle-ci. La vanne à bille présente les avantages suivants : structure simple, commutation rapide, utilisation aisée, faible encombrement, poids léger, nombre réduit de pièces, faible résistance au fluide, bonne étanchéité et maintenance facile.

Valve à globe E

La vanne à globe est une vanne à fermeture par le bas. Son organe d'ouverture et de fermeture (le disque de la vanne) est actionné par la tige de la vanne et se déplace verticalement le long de l'axe du siège (surface d'étanchéité). Comparée à la vanne à guillotine, elle présente de bonnes performances de régulation, mais une étanchéité moindre. Sa structure est simple, sa fabrication et sa maintenance aisées, sa résistance aux fluides élevée et son prix abordable. C'est une vanne d'arrêt couramment utilisée, généralement pour les canalisations de moyen et petit diamètre.