Comment sélectionner les bons matériaux pour les pompes à membrane ?

Les élastomères sont des matières plastiques stables sur le plan dimensionnel, mais déformables sur le plan élastique. Leur flexibilité et leur capacité à reprendre leur forme initiale les rendent idéales pour les membranes, les joints et les valves. Les élastomères couramment utilisés dans les pompes à membrane sont les suivants :

•  EPDM (éthylène propylène diène monomère) : Ce caoutchouc synthétique polyvalent offre une excellente résistance à l’eau, à la vapeur et aux produits chimiques doux. En revanche, il ne convient pas pour les huiles ou les hydrocarbures. L’EPDM est flexible, économique, durable et très résistant à l’usure. Cette solution est idéale pour les applications nécessitant une longue durée de vie, comme les systèmes de nettoyage et de désinfection industriels, l’agriculture ou les processus pharmaceutiques. Une fine couche de PTFE peut être appliquée sur une membrane en EPDM afin de lui conférer une résistance aux produits chimiques et à la température, tout en conservant la flexibilité nécessaire.
• FFKM / FFPM (élastomère perfluoré) : L’élastomère perfluoré se caractérise par une structure polymère entièrement fluorée. Il combine ainsi la résistance chimique du PTFE avec les propriétés élastiques du caoutchouc. Disponible en différents grades, le FFKM est l’élastomère le plus résistant aux milieux agressifs. Il offre également une grande stabilité thermique, ce qui le rend idéal pour les applications exigeantes, comme la fabrication de semi-conducteurs ou les processus pharmaceutiques.
• FKM (élastomère fluoré) : Il contient moins de fluor que le FFKM, mais offre une résistance chimique élevée et une tolérance à la température pouvant aller jusqu’à 200 °C. Plus économique que le FFKM, il est parfaitement adapté aux clapets  utilisés  dans des environnements moins extrêmes, comme les équipements pharmaceutiques et médicaux, les appareils de laboratoire et d’analyse ou les installations de fabrication industrielle.
   

Les thermoplastiques sont des plastiques moulables qui ramollissent lorsqu’ils sont chauffés, puis se solidifient lorsqu’ils sont refroidis. Ce processus peut être répété, ce qui rend ces plastiques recyclables. Ils offrent un excellent rapport résistance/poids, une grande durabilité, une résistance chimique élevée et un bon rapport coût/efficacité. Cependant, ils ne sont généralement pas adaptés aux températures extrêmes. Ils sont utilisés dans les têtes de pompe et sont classés en thermoplastiques haute performance (PEEK, PPS), en thermoplastiques techniques (PPA, PET) et en thermoplastiques standard (PP, PVC). Voici quelques exemples courants d’utilisation dans les pompes à membrane :

• PPS (sulfure de polyphénylène) : Le PPS est un thermoplastique haute performance qui présente une grande stabilité thermique, une bonne résistance chimique à de nombreux acides et bases, ainsi qu’une bonne résistance à la corrosion et à la déformation.
• PTFE (polytétrafluoroéthylène) : Le PTFE offre une excellente résistance aux produits chimiques et aux températures élevées, mais il est assez rigide. Il est adapté aux applications médicales et pharmaceutiques, aux opérations de transformation alimentaire et de production de boissons, aux traitements chimiques et pétrochimiques, ainsi qu’à l’industrie des semi-conducteurs. Les pièces en PTFE plein sont utilisées pour le transfert de gaz chauds jusqu’à 240 °C ou pour les gaz chimiquement agressifs qui attaqueraient l’EPDM, comme l’ozone, les fluorures et les chlorures.
• PEEK (polyéther éther cétone) : Les principales caractéristiques sont une résistance mécanique élevée, une résistance à l’usure et une durabilité. Il offre également une excellente résistance à la chaleur et aux produits chimiques, ce qui le rend parfait pour les applications à haute pression, à haute température et exigeantes. Le PEEK est coûteux, mais très efficace.
• PVDF (fluorure de polyvinylidène) : il s’agit d’un thermoplastique de haute performance qui présente une bonne résistance chimique, une grande pureté, une résistance mécanique et une résistance à l’abrasion. Le PVDF est une solution rentable pour la production de grands volumes.

Remarque : Le PTFE est souvent classé parmi les thermoplastiques, mais il est techniquement considéré comme un élastomère.

Les métaux sont principalement utilisés pour les corps de pompe, les couvercles s de tête et les plaques intermédiaires, ainsi que pour les composants structurels. Certaines pompes à membrane, notamment les grosses pompes de process, utilisent également du métal pour leurs clapets. Leurs propriétés leur permettent de convenir aux environnements réglementés ou exigeants, comme les applications pharmaceutiques ou chimiques. Les métaux couramment utilisés pour les pompes à membrane sont :

• Aluminium : Ce métal léger présente une bonne conductivité thermique et est adapté aux milieux non corrosifs. Il est rentable, mais il n’est pas idéal pour les gaz humides, à moins d’être anodisé pour résister à l’humidité. L’aluminium est moulable et usinable, ce qui en fait un matériau de choix pour la fabrication de compresseurs.
• Acier inoxydable : Il s’agit d’un alliage à base de fer contenant du chrome, qui offre une grande résistance à la corrosion et une grande durabilité chimique. Il est hygiénique, facile à nettoyer, usinable et capable de résister à des pressions et des températures élevées.

Les propriétés et la composition des matériaux doivent être adaptées aux caractéristiques du fluide à transférer et aux exigences spécifiques de l’application. Ce n’est qu’en prenant en compte tous les facteurs pertinents que l’on peut mettre au point une solution de pompage optimale garantissant les performances, la fiabilité et la sécurité requises.