Les concepteurs de machines à mouvement linéaire préconisent de plus en plus d'actionneurs électromécaniques, car ils sont plus propres, plus faciles à contrôler et nécessitent moins d'entretien que les vérins hydrauliques. Cependant, les nombreux avantages intrinsèques des solutions électromécaniques en matière de sécurité sont souvent négligés. Ces avantages découlent de l'élimination du besoin de fluide hydraulique et de la mise en œuvre d'une solution de manutention de charges entièrement électrique.

Risques de sécurité liés au contrôle de mouvement par vérin hydraulique

Les ingénieurs concepteurs spécifient les vérins hydrauliques pour leur fonctionnement à haute résistance et à cycles élevés, mais pour y parvenir, il faut un système externe complexe de flexibles, de connecteurs, de filtres, d'interrupteurs, de vannes et de pompes. Même un petit système hydraulique (2 000 à 5 000 psi) peut comporter au moins huit pièces mobiles distinctes, mais certains peuvent être pressurisés jusqu'à 10 000 psi et chauffés à 82 °C.

Ces facteurs, combinés aux caractéristiques inhérentes à l’huile hydraulique, peuvent entraîner l’un des problèmes suivants :

• Traumatisme physiqueLes systèmes à haute température et haute pression présentent des risques potentiels, même en fonctionnement normal. Cependant, l'usure et la défaillance des composants augmentent le risque de danger. La proximité des conduites hydrauliques peut entraîner des brûlures, des contusions, des coupures ou des abrasions.
• Risque d'exposition.L'Agence américaine pour le registre des substances toxiques et des maladies rapporte que certains types de fluides hydrauliques peuvent irriter la peau ou les yeux et que l'ingestion de certains types peut provoquer une pneumonie, des saignements intestinaux ou la mort chez l'homme.
• Les effets de l'inhalation d'air contenant de fortes concentrations de fluides hydrauliques ne sont pas connus, mais certains pays ont fixé des limites d'exposition aux fluides hydrauliques. L'Institut national pour la sécurité et la santé au travail (NIOSH) recommande une limite d'exposition de 350 mg/m.³de distillats de pétrole pour une journée de travail de 10 heures et une semaine de travail de 40 heures.
• Contamination.En plus d’être potentiellement toxiques pour les humains, les fluides hydrauliques peuvent être nocifs pour l’environnement. L’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA), par exemple, inclut les fluides hydrauliques dans sa liste d’huiles nécessitant une manipulation particulière.
• Risque de glissade et de chute.De nombreux cas de travailleurs blessés ont été signalés en glissant sur des flaques de liquide qui fuyaient ou en tombant en montant sur leurs machines avec de l'huile sur les mains ou les chaussures.
• NettoyageLes déversements intérieurs peuvent également être soumis à une réglementation locale ou nécessiter un investissement supplémentaire dans des substances absorbantes ou d’autres services de nettoyage.
• Combustibilité.Les fluides hydrauliques à base de pétrole sont moins inflammables que les distillats moyens de pétrole tels que le carburéacteur, le kérosène ou le diesel. Cependant, ils peuvent présenter un risque d'incendie en cas de projection, comme cela peut se produire lorsque des fuites à haute pression transforment le fluide en aérosol.

Les fluides hydrauliques se dégradant et perdant de leur efficacité au fil du temps, ils doivent être remplacés régulièrement, ce qui entraîne des coûts supplémentaires pour maintenir un stock d'huile et de filtres neufs. Généralement, des ressources supplémentaires du service de maintenance sont nécessaires pour coordonner la vérification des filtres et de l'intégrité de l'huile afin de déterminer le moment opportun pour changer les fluides. Un manque d'attention dans ces domaines augmente le risque d'utilisation excessive de fluides hydrauliques.

Le choix sûr

Malgré les inconvénients décrits ci-dessus, les conceptions hydrauliques ont été adoptées car elles constituaient la meilleure alternative pour les commandes à usage intensif et à cycles élevés. Les applications hydrauliques sont traditionnellement connues pour supporter des forces et des charges plus importantes, pour un investissement initial moindre. Grâce aux progrès réalisés en matière de capacité à supporter des charges plus lourdes, de synchronisation et de simplicité de mise en œuvre des actionneurs électromécaniques, le tout sans fluides hydrauliques ni tuyauterie complexe, ils offrent des performances comparables, voire supérieures, à celles des systèmes hydrauliques.

Comparons le fonctionnement des actionneurs électriques et des vérins hydrauliques. Les actionneurs électromécaniques intègrent toutes les fonctionnalités dans leur boîtier, auquel est connectée une unité de commande électronique (ECU) par quelques fils seulement. Cette fonctionnalité est assurée par des microprocesseurs intégrés, programmables pour signaler la position, fournir un retour de diagnostic améliorant les performances et gérer des fonctions complexes comme la synchronisation de plusieurs actionneurs. Outre l'élimination des risques liés directement à l'utilisation des fluides, les actionneurs électromécaniques offrent les avantages suivants en matière de sécurité des installations :

• En permettant aux opérateurs d'augmenter la vitesse, de la ralentir, de suivre un profil de mouvement cohérent ou de maintenir une position, les actionneurs électromécaniques leur donnent un contrôle maximal sur la charge.
• Les boîtiers compacts sont plus faciles à sceller, éliminant ainsi les risques de contamination.
• Moins de pièces mobiles signifie moins d’usure et moins de risque de défaillance.
• La mise en œuvre et le fonctionnement du suivi des performances sont beaucoup plus faciles car la plupart de ces opérations sont réalisées à l’aide de logiciels plutôt que de systèmes externes.
• Les actionneurs électroniques peuvent accepter des commandes et, en retour, fournir des données liées à la sécurité telles que la charge ou la température.
• Les opérations peuvent être facilement arrêtées en cas d’incident.
• Les systèmes électroniques peuvent être annulés manuellement si nécessaire.
• Le fonctionnement est silencieux, éliminant ainsi le risque de déficience auditive pour ceux qui y sont constamment exposés.

Alors que la sécurité au travail suscite une attention croissante de la part des autorités de réglementation et du grand public, elle est devenue un élément important à prendre en compte lors de la conception d'une solution de contrôle de mouvement écologique. Les actionneurs électromécaniques remédient à certains des inconvénients des systèmes à vérins hydrauliques en matière de sécurité. Associés à leur simplicité d'utilisation et de maintenance, ils constituent une solution idéale pour vos futurs besoins en matière d'actionneurs.