Nouvelles énergies

Les vannes de régulation des fluides constituent des composants fondamentaux et essentiels de la chaîne industrielle des énergies nouvelles, assurant des fonctions telles que l’ouverture/fermeture du fluide, le réglage du débit, le contrôle de la pression, la coupure de sécurité et la protection contre les surpressions. Elles sont largement utilisées dans les principaux segments des **batteries au lithium, de l’hydrogène, du photovoltaïque, du stockage d’énergie et de l’éolien**. Les conditions d’exploitation propres aux énergies nouvelles se caractérisent généralement par des **fortes agressivités chimiques, une grande propreté et une haute pureté, des pressions élevées ou des températures très basses, ainsi que des risques d’inflammabilité et d’explosivité, sans oublier la tendance à la miniaturisation et à l’intelligence**, ce qui impose aux vannes des exigences bien supérieures à celles des vannes industrielles traditionnelles en matière de matériaux, d’étanchéité, de résistance à la fatigue et de performance zéro fuite.

I. Secteur des batteries au lithium (fabrication de batteries au lithium, assemblage de packs, recyclage des batteries)

Conditions de fonctionnement essentielles et milieu de travail
Électrolyte (hexafluorophosphate de lithium), solvant NMP, solutions acides et basiques, gaz de protection de haute pureté, pâte, eau déionisée ; corrosivité élevée, atmosphère anhydre et inerte, protection contre les explosions, contrôle précis à l’échelle des traces : toute précipitation d’impuretés entraîne directement le rebut de la cellule.

Étapes principales d’application

1. Préparation des matériaux d’électrode positive et négative : la ligne de circulation des acides et des bases utilisée pour la synthèse des précurseurs est équipée de vannes à bille et de vannes à membrane revêtues de fluor, résistantes à la corrosion par l’acide sulfurique et les bases fortes ; la ligne de gaz protecteur employée lors du frittage des poudres intègre des vannes d’arrêt à soufflet, garantissant une poudre de haute pureté, exempte de toute contamination.
2. Synthèse et transfert des électrolytes : réacteur à vide, transfert et remplissage des électrolytes ; utilisation de vannes à membrane revêtues de fluor, de vannes à soufflet et de vannes miniatures à pointe afin d’assurer une étanchéité parfaite, de prévenir les fuites dues à l’évaporation des solvants organiques et de satisfaire aux exigences antidéflagrantes.
3. Remplissage des cellules et formation‑décharge : à l’atelier de remplissage, une micro‑vanne à membrane assure un dosage précis et infime de l’électrolyte, garantissant la précision du remplissage et déterminant directement la cohérence des batteries ; à l’atelier de formation, la mise en service et l’arrêt des gaz de protection – azote et argon – sont contrôlés.
4. **PACK et batterie de stockage d’énergie : des vannes à bille et des vannes à papillon en acier inoxydable de petite taille sont utilisées dans le circuit de refroidissement par liquide pour réguler le fluide de refroidissement à base d’éthylène glycol ; le système de lutte contre l’incendie est équipé de vannes d’arrêt d’urgence et de soupapes de sécurité.

Vannes couramment utilisées : vannes à boisseau sphérique revêtues de fluor, vannes à membrane, vannes d’arrêt à soufflet, micro‑vannes électromagnétiques, vannes de régulation antidéflagrantes ; matériaux : 316L, revêtement PFA/PTFE, alliage Hastelloy C‑276.

II. La chaîne industrielle complète de l’hydrogène (production d’hydrogène – stockage d’hydrogène – transport d’hydrogène – recharge en hydrogène – piles à combustible)

L’hydrogène constitue le domaine des énergies nouvelles où les conditions d’exploitation sont les plus exigeantes ; les défis centraux sont : **résistance à la fragilisation par l’hydrogène, pression ultra‑élevée de 70 MPa, température cryogénique de ‑253 °C pour l’hydrogène liquide, étanchéité absolue aux fuites d’hydrogène et protection contre les explosions**.

1. Production d’hydrogène par électrolyse de l’eau
Électrolyseur à solution alcaline / PEM, avec circulation de l’électrolyte et circuits d’hydrogène et d’oxygène ; vannes à membrane, vannes à boisseau sphérique et clapets anti-retour, assurant le contrôle de l’électrolyte, de l’hydrogène et de l’oxygène, résistant à la corrosion et prévenant les retours de gaz ; système de purification par adsorption modulée (PSA) équipé de vannes de régulation et de vannes d’arrêt.
2. Stockage et transport d’hydrogène à haute pression (35 MPa/70 MPa)
Tuyauterie des groupes de bouteilles d’hydrogène, avec des vannes à boisseau sphérique haute pression, des vannes d’arrêt et des soupapes de sécurité forgées ; le corps des vannes est fabriqué en acier inoxydable 316L modifié, résistant à la fragilisation par l’hydrogène, soumis à des essais rigoureux de fragilisation par l’hydrogène, avec un taux de fuite ≤ 10⁻⁶ mbar·L/s ; les soupapes de sécurité assurent une protection contre les surpressions.
3. Stockage et transport de l’hydrogène liquide
En régime de température ultra‑bas à ‑253 °C, vannes d’arrêt et vannes à boisseau sphérique à isolation sous vide, dotées d’un capot prolongé, avec étanchéité par soufflet pour éliminer toute fuite externe.
4. Station de ravitaillement en hydrogène
Tuyauterie de la lance de ravitaillement en hydrogène, circuit du compresseur, système de déchargement d’hydrogène ; **vannes de régulation pneumatiques haute pression, vannes d’arrêt d’urgence, détendeurs et soupapes de sécurité**, conçus pour l’anti‑explosion et à réponse rapide, assurant un contrôle précis de la pression de ravitaillement en hydrogène.
5. Système à pile à combustible
Gestion de la chaîne d’hydrogène et de la thermique à bord ; vannes à sphère et vannes à membrane de haute pureté, polies miroir selon la norme EP, à faible relargage et dégraissées sans huile, garantissant la pureté de l’hydrogène et assurant le contrôle du refroidissement et de l’alimentation en hydrogène.

Exigences essentielles : matériau résistant à la fragilisation par l’hydrogène, étanchéité métallique rigide, joint d’étanchéité à ondulation sans fuite, niveau de sécurité SIL, certification antidéflagrante.

III. Industrie photovoltaïque (silicium‑wafers‑cellules‑modules‑centrales solaires)

Il se décline en deux grands scénarios : le segment de la production industrielle (produits chimiques de haute pureté à forte corrosivité) et le segment de l’exploitation et de la maintenance des centrales électriques (refroidissement et gestion des eaux d’alimentation et d’évacuation).

1. Production de silicium polycristallin
Dans l’étape de la cryogénisation, où les milieux contiennent des particules et se caractérisent par des températures élevées et des pressions importantes, on utilise des vannes à boisseau sphérique en carbure cémenté ; lors des procédés de distillation et de réduction, on recourt à des vannes revêtues de fluor pour traiter le chlorosilane et d’autres substances corrosives.
2. Fabrication des plaquettes de silicium et des cellules photovoltaïques
Texturisation, gravure et décapage : acide fluorhydrique, acide nitrique et autres agents fortement corrosifs ; vannes à sphère revêtues de fluor, vannes à papillon revêtues de fluor, vannes à membrane. Contrôle des gaz dans les procédés de diffusion et de dépôt de couches minces, électrovannes miniatures haute précision pour réguler le débit de gaz spéciaux utilisés dans ces procédés. Système d’eau ultrapure pour le nettoyage des plaquettes de silicium, vannes sanitaires en 316L, avec polissage intérieur sans angles morts afin d’éviter toute contamination ionique des plaquettes.
3. Système de centrale photovoltaïque
Circuit de refroidissement par eau des onduleurs et des convertisseurs de stockage d’énergie, vannes à boisseau sphérique électriques, vannes à papillon et clapets anti-retour, régulation de l’eau de refroidissement au glycol ; vannes ordinaires anticorrosion pour les réseaux d’eau potable et d’incendie.

Utilisés couramment : vannes à bille revêtues de fluor, vannes à membrane de haute pureté, micro‑vannes électromagnétiques, vannes papillon motorisées ; matériaux : 316L, PFA revêtu de fluor.

IV. Secteur du stockage d’énergie (stockage électrochimique, batteries à flux, stockage par sels fondus)

1. Conteneur de stockage d’énergie au lithium‑ion
Système de refroidissement par liquide : vannes à boisseau sphérique et vannes papillon électriques de petite taille, assurant la gestion du liquide de refroidissement à base d’éthylène glycol et permettant une régulation thermique intégrée au BMS ; système de lutte contre l’incendie : électrovannes pour les canalisations de gaz halon‑125, ainsi que des vannes d’arrêt d’urgence.
2. Batteries à flux (batterie à flux au vanadium, batterie à flux fer-chrome)
L’électrolyte est une solution d’ions métalliques fortement corrosive ; de nombreuses vannes à membrane et vannes à boisseau sphérique revêtues de fluor sont utilisées pour assurer la circulation à fort débit de l’électrolyte, offrant une excellente résistance à la corrosion et permettant un fonctionnement continu sur de longues périodes.
3. Stockage d’énergie par sels fondus
Tuyauterie pour sels fondus à haute température, vanne papillon à triple excentricité pour hautes températures, robinet à sphère à étanchéité métallique, résistant à des températures de plusieurs centaines de degrés Celsius.

V. Secteur de l’énergie éolienne

1. Vent terrestre : circuit de refroidissement des boîtes de vitesses, système de freinage hydraulique, petites vannes à bille, électrovannes, vannes à siège angulaire ; vannes d’arrêt pour les canalisations d’incendie.
2. Plateforme éolienne offshore : vannes revêtues de fluorine, résistantes à la corrosion par l’eau de mer, pour les systèmes de dessalement ; vannes à boisseau sphérique haute pression et vannes d’arrêt d’urgence pour les systèmes hydrauliques et de lutte contre l’incendie, conçues pour supporter un environnement marin exposé aux effets corrosifs des brouillards salins.

VI. Caractéristiques technologiques clés des vannes pour fluides à énergie nouvelle

1. Adaptation spécifique au matériau

- Milieu corrosif : revêtement PFA/PTFE, 316L, alliage Hastelloy ;
- Hydrogène sous haute pression : acier inoxydable 316L amélioré, résistant à la fragilisation par l’hydrogène ;
- Hydrogène liquide : acier inoxydable austénitique à très basse température ;
- Procédé de haute pureté : polissage électrolytique de la paroi intérieure EP, faible relargage et absence d’angles morts.

2. Performance d’étanchéité : étanchéité par soufflet et étanchéité métallique rigide, garantissant une fuite externe nulle, adaptée aux fluides inflammables et explosifs.
3. Intelligence : actionneurs électriques ou pneumatiques, compatibles avec les protocoles de communication Modbus et CAN, intégrables aux systèmes de gestion de l’énergie BMS/EMS, permettant le contrôle automatique à distance et le retour d’état.
4. Structure : conception compacte et légère, adaptée aux espaces restreints à l’intérieur des équipements ; certification antidéflagrante et conforme à la norme SIL en matière de sécurité fonctionnelle, répondant aux prescriptions de protection contre les explosions en atelier.

Plus d’exemples

Nouvelles énergies

Nouvelles énergies

Les vannes de régulation des fluides constituent des composants fondamentaux et essentiels de la chaîne industrielle des énergies nouvelles, assurant des fonctions telles que l’ouverture/fermeture du fluide, le réglage du débit, le contrôle de la pression, la coupure de sécurité et la protection contre les surpressions. Elles sont largement utilisées dans les principaux segments des **batteries au lithium, de l’hydrogène, du photovoltaïque, du stockage d’énergie et de l’éolien**. Les conditions d’exploitation propres aux énergies nouvelles se caractérisent généralement par des **fortes agressivités chimiques, une grande propreté et une pureté élevée, des pressions élevées ou des températures très basses, ainsi que des risques d’inflammabilité et d’explosivité, sans oublier la tendance à la miniaturisation et à l’intelligence** ; ces exigences imposent aux matériaux, aux joints d’étanchéité, aux performances en matière de résistance à la fatigue et à l’absence de fuite des vannes des niveaux bien supérieurs à ceux des vannes industrielles traditionnelles.

Système de purification d’eau

Système de purification d’eau

Les vannes de régulation des fluides constituent les organes d’actionnement centraux des systèmes de purification de l’eau et sont largement utilisées dans des applications telles que la filtration domestique, l’approvisionnement en eau potable directe à usage commercial, la production d’eau ultrapure par osmose inverse à des fins industrielles, ainsi que dans les équipements de traitement de l’eau. Elles assurent notamment l’ouverture‑fermeture du fluide, le réglage du débit, la régulation de la pression, la prévention du reflux et le rinçage automatique, garantissant ainsi directement la qualité de l’eau produite, la sécurité des équipements et la longévité de l’ensemble de l’appareil. Les fluides traités dans ces systèmes comprennent principalement l’eau du réseau, l’eau purifiée, l’eau concentrée et les agents de nettoyage, ce qui impose aux vannes des exigences strictes en matière de matériaux de qualité alimentaire, d’absence de relargage, d’étanchéité fiable, de résistance aux coups de bélier et de tenue à la corrosion.

Compresseur d'air

Compresseur d'air

Les vannes de régulation des fluides constituent des composants essentiels des groupes compresseurs d’air ; elles sont principalement utilisées dans les compresseurs à vis et centrifuges, ainsi que dans les systèmes de post‑traitement. Elles assurent la mise en service et l’arrêt de l’air comprimé, le réglage de la pression, la décharge de pression dans les conduites, la séparation air‑huile et la protection contre le reflux, garantissant ainsi une pression d’alimentation stable, un démarrage et un arrêt sécurisés des équipements, et réduisant le risque de pannes du groupe. Les milieux concernés comprennent l’air comprimé, l’huile lubrifiante et les condensats ; les conditions de fonctionnement se caractérisent par des fluctuations de pression, des variations de température, ainsi que la présence d’huile et d’eau. Les vannes doivent offrir une étanchéité fiable, une réponse rapide et une bonne résistance à la fatigue, tout en étant adaptées à un environnement d’utilisation où les compresseurs subissent de fréquents cycles de marche‑arrêt.

Climatisation et chauffage central

Climatisation et chauffage central

Les vannes de régulation des fluides constituent les composants essentiels des systèmes d’eau du génie climatique des installations de climatisation centralisée. Elles sont largement utilisées dans les circuits de circulation d’eau glacée, d’eau de refroidissement et d’eau chaude de chauffage, assurant des fonctions telles que l’ouverture‑fermeture des conduites, le réglage du débit, l’équilibrage hydraulique, la protection contre les surpressions ainsi que le retour de fluide. Elles influent directement sur la précision du contrôle de la température, sur la consommation énergétique du système et sur la sécurité de fonctionnement des équipements. Dans les installations de climatisation centralisée, le régime de fonctionnement repose principalement sur un fluide aqueux à température ambiante et à basse pression, ce qui impose des exigences élevées en matière de fiabilité d’étanchéité des vannes, de faible perte de charge, de fonctionnement silencieux et de résistance aux coups de bélier. Ces vannes sont massivement employées dans les salles de machines frigorifiques, les stations de transfert thermique, les réseaux de distribution par étages ainsi qu’au niveau des équipements terminaux intérieurs.

Centre de données

Centre de données

Les vannes de régulation des fluides constituent des composants essentiels des systèmes de refroidissement des centres de données ; elles sont principalement utilisées dans les salles des machines de production de froid, les climatiseurs de précision, les circuits de refroidissement liquide des serveurs ainsi que les réseaux d’eau de lutte contre l’incendie. Elles assurent des fonctions telles que l’ouverture‑fermeture du fluide, le réglage du débit, l’équilibrage hydraulique, la protection contre les surpressions et la coupure d’urgence, garantissant ainsi un refroidissement stable des serveurs et évitant les arrêts d’équipement dus à une défaillance du système de dissipation thermique. Ces applications imposent des exigences strictes en matière de fiabilité d’étanchéité, de faible perte de charge, de prévention des fuites et de fonctionnement continu sur de longues périodes. Les fluides concernés comprennent principalement l’eau glacée, les liquides de refroidissement à base d’éthylène glycol et l’eau déionisée ; dans certains cas, il peut s’agir également de fluides destinés à la lutte contre l’incendie.