La compression d'un gaz est régie par les lois de la thermodynamique, notamment la relation pression-volume-température.
Plus le taux de compression est élevé, plus la température augmente.

Types de compression

On disitngue :

• compression Isotherme
• compression Adiabatique
• compression Polytropique

compression Isotherme

c'est le cas idéal, la compression se ferait à température constante avec un rendement optimal

compression Adiabatique

La compression se fait sans échange thermique, la température s'élève fortement

compression Polytropique

C'est la compression la plus courante, elle necessite compression multi-étagée et refroidissement intermédiaire.

Ils existent plusieurs technologies de compresseur. On choisit la technologies à mettre en oeuvre selon les applications :
On disitngue :

• Compresseurs à pistons
• compression Adiabatique
• compression Polytropique

Compresseurs à pistons

La Compression se fait par déplacement alternatif du piston, selon un principe analogue aux moteurs thermique. Les pistons sont animés par un moteur externe. Des clapets permettent d'introduire et de refouler l'air comprimé.
Les compresseurs à pistons permettent de fournir de l'air comprimé à très haute pression ( > 400 bar ) mais à faible débit. Ils ont l'inconvénient dêtre bruyants, d'engendrer des vibrations importantes et de nécessiter une maintnanence conséquente.
Les applications sont principalement la compression de gaz en bouteille

Compresseurs à vis

Deux rotors hélicoïdaux compressent l'air en continu. Le profil des vis induit la réduction de l'espace entre les vis, le volume diminue la pression augmente.
Les compresseurs à vis sont les plus répandues dans l'industrie, ils fournissent des pressions jusqu'a 13bar avec des débits importants.
On distingue 2 technologies à vis lubrifiées pour un usage général ou à vis sèches pour des applications plus sensibles. Les compresseurs à vis nécessitent moins d'entretien et sont plus silencieux.

Compresseurs centrifuges

Une roue ou rotor entrainé à haute vitesse provoque une compression dynamique en accélérant l'air qui est expulsé dans le diffuseur.
Ces machines utilise la force centrifuge pour comprimer l'air, cette compression modéré necessite plusieurs étages de compression mais permet de délivrer des débits conséquents.
Les applications sont les industries lourdes qui nécessite la production d'énergie.

Synthèse

Critère	Piston	Vis	Centrifuge
Débit	Faible	Moyen à élevé	Très élevé
Pression	Très élevée	Moyenne	Moyenne
Rendement	Bon ponctuel	Très bon continu	Excellent gros débit
Maintenance	Élevée	Modérée	Faible
Investissement	Faible	Moyen	Très élevé
Usage	Intermittent	Industriel	Process lourd

Quelques dates

1650 : Otto von Guericke invente les premières pompes à vide

1850 - 1900 : industrialisation des compresseurs à piston

1930 : premiers compresseurs centrifuges industriels

1950 - 1970 : développement des compresseurs à vis

2000 : variateurs de vitesse, optimisation énergétique

Constructeurs

• Atlas Copco
• Ingersoll Rand
• Kaeser Kompressoren
• Worthington

Publications techniques

• ISO 1217 : performance des compresseurs
• ISO 8573 : qualité de l'air comprimé
• ISO 50001 : optimisation énergétique
• Handbook of Compressors (Bloch & Hoefner)