Comment choisir entre vannes papillon tout ou rien et modulantes

Les vannes papillon tout ou rien servent principalement à ouvrir complètement, fermer complètement ou isoler une canalisation. Les vannes papillon modulantes ajustent leur ouverture en fonction d’un signal de commande afin de réguler le débit, la pression ou la température.

La principale différence entre ces deux solutions ne réside généralement pas dans le corps de la vanne papillon, mais dans la fonction de commande et la configuration de l’actionneur. Dans certaines applications, une même vanne papillon peut être équipée soit d’un actionneur tout ou rien, soit d’un actionneur modulant. 

Pour un service modulant, il faut toutefois également tenir compte du diamètre de la vanne, de ses caractéristiques de débit, de la pression différentielle maximale, du matériau du siège, du facteur de marche de l’actionneur et de la précision de positionnement.

Vannes papillon tout ou rien ou modulantes : quelle différence ?

Comment fonctionne la commande tout ou rien d’une vanne papillon ?

Les vannes papillon tout ou rien servent principalement à ouvrir ou fermer une canalisation.

Lorsque l’actionneur reçoit un signal d’ouverture ou de fermeture, il fait tourner la tige et le disque de la vanne. Dès que le disque atteint la position entièrement ouverte ou entièrement fermée, les contacts de fin de course transmettent l’état de la vanne au système de commande.

Vannes papillon électriques tout ou rien

Les vannes papillon électriques tout ou rien sont généralement commandées par des signaux d’ouverture/fermeture ou des entrées par contacts secs. Lors de la sélection de l’actionneur, il convient de confirmer la tension d’alimentation, le couple de sortie, les temps d’ouverture et de fermeture ainsi que les exigences de retour d’information.

Vannes papillon pneumatiques tout ou rien

Les vannes papillon pneumatiques tout ou rien sont généralement composées d’un actionneur pneumatique et d’une électrovanne. L’électrovanne contrôle l’air comprimé fourni à l’actionneur, ce qui provoque l’ouverture ou la fermeture de la vanne.

Si la vanne doit revenir automatiquement dans une position prédéfinie en cas de perte de l’alimentation en air, il est possible d’utiliser un actionneur pneumatique à rappel par ressort.

Les vannes papillon tout ou rien sont couramment utilisées pour :

• Le sectionnement des canalisations
• Les lignes d’aspiration et de refoulement des pompes
• Les lignes d’entrée et de vidange des réservoirs
• Les lignes de dérivation des équipements
• La commutation dans les réseaux de distribution d’eau
• Les procédés par lots

Certains actionneurs tout ou rien peuvent s’arrêter temporairement dans une position intermédiaire. Ils ne sont toutefois pas conçus pour régler fréquemment et de manière stable l’ouverture de la vanne. Lorsqu’une régulation continue du débit, de la pression ou de la température est nécessaire, il convient d’utiliser une vanne papillon modulante.

Comment fonctionne la commande modulante d’une vanne papillon ?

Les vannes papillon modulantes ajustent leur ouverture en fonction des besoins du système.

Par exemple, lorsque le débit du système est trop élevé, l’actionneur réduit l’ouverture de la vanne. Lorsque le débit est trop faible, il augmente l’ouverture. Cela permet de maintenir le débit, la pression ou la température dans la plage définie.

Vannes papillon électriques modulantes

Les vannes papillon électriques modulantes utilisent généralement des actionneurs électriques équipés de modules intégrés de commande de position. Les signaux de commande courants sont le 4–20 mA et le 0–10 V.

Vannes papillon pneumatiques modulantes

Les vannes papillon pneumatiques modulantes sont généralement composées d’un actionneur pneumatique et d’un positionneur. Le positionneur reçoit le signal de commande et régule l’air fourni à l’actionneur, ce qui permet de contrôler l’ouverture de la vanne.

Les vannes papillon modulantes sont couramment utilisées dans :

• Les circuits d’eau glacée CVC
• Les circuits d’eau de refroidissement
• Les échangeurs de chaleur
• Les systèmes de traitement de l’eau
• Les circuits industriels d’eau de procédé

Une vanne papillon peut-elle assurer une régulation modulante du débit ?

Les vannes papillon peuvent être utilisées pour réguler le débit, à condition que le diamètre de la vanne et l’actionneur soient correctement sélectionnés.

L’angle d’ouverture du disque n’indique pas directement le débit. Par exemple, une vanne ouverte à 50 % ne fournit pas nécessairement 50 % du débit maximal. Le débit réel dépend également du coefficient de débit (Cv), de la pression différentielle aux bornes de la vanne et de la résistance du réseau de tuyauterie.

Le diamètre de la vanne est également important. Si une vanne papillon est surdimensionnée, elle peut fonctionner pendant de longues périodes avec une faible ouverture dans des conditions normales. Cela réduit la plage de régulation utile et peut entraîner une régulation instable, du bruit, des vibrations ou une érosion localisée.

Une vanne papillon modulante ne doit donc pas être sélectionnée uniquement en fonction du diamètre de la canalisation. Il faut également tenir compte du débit de calcul, de la pression différentielle maximale, du débit minimal et des exigences de régulation du système.

Comment choisir entre une commande tout ou rien et une commande modulante

Effectuez les cinq vérifications suivantes pour sélectionner le mode de commande et la configuration d’actionneur adaptés.

1. Définir la fonction de la vanne

• Choisissez une commande tout ou rien pour ouvrir, fermer ou isoler une canalisation.
• Choisissez une commande modulante lorsque le débit, la pression, la température ou le niveau de liquide doivent être régulés en continu.

2. Confirmer le signal de commande

• Actionneur tout ou rien : reçoit des ordres d’ouverture et de fermeture et fournit généralement un retour indiquant les positions entièrement ouverte et entièrement fermée.
• Actionneur modulant : reçoit généralement un signal de 4–20 mA ou de 0–10 V et peut fournir un retour continu de position.

Vérifiez la compatibilité avec l’automate programmable (PLC), le système de gestion technique du bâtiment (BMS) ou le système de contrôle distribué (DCS) avant de sélectionner l’actionneur.

3. Vérifier la fréquence de manœuvre

Les actionneurs modulants repositionnent fréquemment la vanne ; leurs exigences de fonctionnement sont donc généralement plus élevées.

• Actionneurs électriques : vérifiez le facteur de marche, le nombre maximal de démarrages par heure et la protection thermique.
• Actionneurs pneumatiques : vérifiez la pression, la qualité et la consommation de l’air.

4. Vérifier le couple de l’actionneur

Ne sélectionnez pas un actionneur uniquement en fonction du diamètre de la vanne. Tenez compte des éléments suivants :

• Pression différentielle maximale
• Matériau du siège
• Fluide de procédé
• Température de service
• Couple de manœuvre réel de la vanne

5. Déterminer la position de sécurité

Déterminez comment la vanne doit réagir en cas de perte de l’alimentation électrique, de l’alimentation en air ou du signal de commande :

• Fermeture en cas de défaillance
• Ouverture en cas de défaillance
• Maintien dans la dernière position

La position finale doit être choisie en fonction des exigences de sécurité du système.

À propos de l’auteure

Tina Wei

Responsable commerciale · Tianjin Union Valve Co., Ltd

Plus de huit ans d’expérience dans la vente de vannes industrielles, avec de solides connaissances techniques et une vaste expérience du secteur.