Les pompes : engrenages, pistons, cylindrée variable et load sensing

Ce que fait vraiment une pompe

Une pompe hydraulique ne crée pas de pression : elle déplace un volume d'huile à chaque tour. Ce volume par tour s'appelle la cylindrée, notée Vg, en cm³/tr. Le débit vaut donc Q = Vg × n, avec n en tours par minute. Une pompe de 40 cm³/tr entraînée à 2 200 tr/min débite 40 × 2 200 = 88 000 cm³/min, soit 88 L/min théoriques. En pratique, les fuites internes retirent 5 à 10 % : c'est le rendement volumétrique, qui baisse quand la pompe s'use ou quand l'huile est trop chaude et trop fluide. Sur un tracteur, la pompe est entraînée directement par le moteur, souvent derrière la distribution ou sur la boîte : son débit varie donc avec le régime moteur, ce qui explique qu'un chargeur soit lent au ralenti.

La pompe à engrenages

C'est la plus répandue sur les matériels de moyenne puissance : deux pignons en prise dans un corps en aluminium ou en fonte transportent l'huile dans les creux des dents, de l'aspiration vers le refoulement. Simple, robuste, peu coûteuse, elle accepte des huiles légèrement contaminées et tient 200 à 250 bar. Sa cylindrée est fixe. Son inconvénient est le bruit et un débit qui pulse un peu. On la reconnaît à son corps compact avec deux orifices de tailles différentes : le gros côté aspiration, le petit côté refoulement. Une pompe à engrenages qui grogne et perd de la puissance a souvent ses flancs de pignons rayés par une pollution ou les paliers usés par une aspiration difficile.

La pompe à pistons et la cylindrée variable

Sur les tracteurs de plus de 100 ch et les engins de chantier, la pompe à pistons axiaux domine. Des pistons coulissent dans un barillet et s'appuient sur un plateau incliné. Plus l'inclinaison est forte, plus la course est longue, plus la cylindrée est grande. Si le plateau est fixe, la cylindrée est fixe. S'il pivote sous l'action d'un vérin de commande, la cylindrée devient variable : de zéro au maximum. Ces pompes tiennent 280 à 350 bar et ont un excellent rendement. Elles sont en revanche exigeantes sur la propreté de l'huile : un grain de sable dans un piston fait un grippage. Sur un schéma, la flèche oblique qui traverse le cercle de la pompe signale la cylindrée variable.

Le load sensing : donner juste ce qu'il faut

Avec une pompe à cylindrée fixe, l'huile non utilisée repart au réservoir par le limiteur ou par le centre ouvert du distributeur : c'est de la puissance perdue en chaleur. Le système load sensing (LS, « détection de charge ») règle la cylindrée de la pompe pour fournir juste le débit demandé, à une pression juste supérieure à celle qu'exige la charge. Une petite ligne de pilotage, la ligne LS, ramène vers le régulateur de la pompe la pression la plus élevée parmi les récepteurs en service. Le régulateur maintient entre le refoulement de la pompe et la ligne LS un écart constant, le delta p, généralement 15 à 25 bar. Quand aucun levier n'est actionné, la pompe se met en veille à 20 ou 30 bar et ne consomme presque rien.

Reconnaître un circuit LS sur le tracteur

Sur la pompe, tu trouves deux petits orifices en plus de l'aspiration et du refoulement : le raccord LS et le drain de carter. Le régulateur est un bloc vissé sur la pompe avec deux vis de réglage : le delta p (régulateur de débit) et la pression maximale (régulateur de pression), qui coupe la cylindrée vers 200 bar au lieu de laisser un limiteur décharger. Sur les distributeurs, des sélecteurs à bille (clapets navette) choisissent la pression la plus haute et l'envoient vers la ligne LS. Sur les prises hydrauliques arrière, un raccord de plus petit diamètre, marqué LS, permet à un outil équipé (semoir, presse) de piloter directement la pompe du tracteur. Sans cette liaison, l'outil ne reçoit que le débit de veille.

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