Les clients fournissent souvent les dimensions d’une chambre et une phrase du type « atteindre telle pression en quelques minutes », puis laissent le fournisseur faire le reste des calculs. En réalité, ce calcul n’est pas complexe : trois étapes suffisent pour fixer la vitesse de pompage et, une fois le calcul terminé, pour juger si le modèle proposé par le fournisseur est raisonnable.
Première étape : calculer le volume, sans oublier la tuyauterie
Volume de la chambre = longueur × largeur × hauteur. Mais ce qui participe réellement au pompage ne se limite pas à la chambre ; il faut aussi tenir compte de :
- le volume de la tuyauterie entre la chambre et la pompe (sa part n’est pas négligeable lorsque le diamètre est petit et la distance longue) ;
- le volume occupé par l’outillage et les fixations dans la chambre (à soustraire) ;
- le volume du réservoir tampon, du filtre et des vannes (à ajouter).
Exemple : pour une chambre de 800 × 600 × 500 mm, l’outillage interne occupe 30 L.
Volume = 0.8 × 0.6 × 0.5 = 0.24 m³ = 240 L ; en retirant 30 L d’outillage et en ajoutant environ 10 L de tuyauterie, le volume net est d’environ 220 L.
Deuxième étape : calculer la vitesse de pompage nécessaire avec la formule
Pour une estimation approximative, utiliser cette expression :
S = (V / t) × ln(p₀ / p₁)
- S : vitesse de pompage nécessaire (m³/s)
- V : volume net (m³)
- t : temps de pompage autorisé (s)
- p₀ : pression initiale, prise à 1013 mbar en partant de la pression atmosphérique
- p₁ : pression cible (mbar)
Pour une chambre de 220 L, avec une exigence d’atteindre 10 mbar en 90 secondes :
- V = 0.22 m³, t = 90 s
- S = (0.22 / 90) × ln(1013 / 10) = 0.00244 × 4.62 ≈ 0.0113 m³/s
Conversion en débit horaire : 0.0113 × 3600 ≈ 40.7 m³/h.
Troisième étape : ajouter une marge et choisir le modèle
La valeur de 40.7 m³/h calculée ci-dessus est théorique ; en pratique, il faut ajouter trois éléments :
| Facteur | Marge conseillée | Raison |
|---|---|---|
| Fuites et dégazage | +20~30% | Les joints, les flexibles et la surface des pièces dégazent en continu |
| Perte de charge dans la tuyauterie | +10~20% | Coudes, filtres, tuyauteries longues |
| Usure et vieillissement | +10% | La vitesse de pompage diminue après usure des palettes |
En ajoutant une marge de 40% à 40.7 m³/h, il faut environ 57 m³/h. Modèles correspondants :
| Modèle | Vitesse de pompage 50/60Hz | Remarque |
|---|---|---|
| V15/25/40H | 40 / 45 m³/h | Marge insuffisante, le temps de pompage sera allongé |
| V0063 | 63 / 75 m³/h | Convient, structure étanche à l’huile |
| V0160 | 160 / 190 m³/h | Nettement surdimensionné, temps de pompage théorique d’environ 23 secondes (environ 30 secondes avec les pertes) |
Si le procédé n’autorise pas la contamination par l’huile, le côté sans huile va jusqu’à V25/40 (40/45 m³/h) ; dans ce cas, il faut soit allonger le temps de pompage, soit passer à deux pompes en parallèle, soit réduire la chambre.
Deux points où l’on peut facilement se tromper dans le calcul
Premier point : confondre le vide limite avec la pression de travail. Le vide limite d’une pompe est la pression atteinte à vide, chambre fermée ; en pompage réel, en raison des fuites et du dégazage, la pression stabilisée est toujours supérieure au vide limite. Pour une pression de travail exigée de 10 mbar, une pompe dont le vide limite est de 0.1 mbar convient ; une pompe dont le vide limite est de 10 mbar ne permet pas de l’atteindre.
Deuxième point : ignorer le type de gaz. La formule ci-dessus suppose que le gaz est de l’air à une température de 20℃. Lors du pompage de vapeur d’eau, la vitesse de pompage réelle de la pompe est nettement inférieure à la valeur de la plaque signalétique, et le ballast de gaz doit être ouvert ; pour des gaz légers comme l’hydrogène ou l’hélium, la vitesse de pom
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