Soupapes
Les soupapes de sécurité, appelées aussi « soupapes de sûreté »sont des dispositifs essentiels dans de nombreux systèmes industriels. Elles jouent un rôle crucial dans la protection des équipements, des installations et des personnes contre les surpressions ou les dépressions. Utilisées notamment dans les secteurs de l’énergie, de la chimie, de la pétrochimie, de l’agroalimentaire, ces soupapes sont les derniers remparts en cas de défaillance des autres systèmes de régulation de pression.
Protection des cuves
Soupapes de sécurité
À quoi sert une soupape de sécurité ?
La fonction principale d’une soupape de sécurité est de limiter la pression à un niveau prédéfini dans un système (réservoir, conduite…). Ces équipements de sécurité ont pour rôle de protéger une cuve ou tout système pressurisé contre les risques de surpression ou de dépression, dans le cas où les systèmes de régulation classiques viendraient à défaillir.
Les soupapes évitent tout dommage lié à une variation excessive de pression, qu’il s’agisse d’une augmentation au-delà de la capacité ou d’une diminution en dessous du seuil de sécurité.
Sans ce mécanisme, la surpression ou la dépression pourrait provoquer des déformations, des fuites, voire des explosions ou implosion catastrophiques.
Comment fonctionne une soupape de sécurité ?
Le fonctionnement d’une soupape de sécurité repose généralement sur un principe mécanique simple :
- Un ressort comprimé maintient la soupape fermée.
- Lorsque la pression du fluide dépasse la pression de tarage (seuil réglé à l’avance), la force exercée par le fluide devient supérieure à celle du ressort.
- La soupape s’ouvre, permettant au fluide de s’échapper.
- Une fois la pression redevenue normale, le ressort referme la soupape.
Il existe des soupapes de dépression et des soupapes combinant la surpression et la dépression
Ces systèmes sont constitués uniquement de pièces mécaniques. Entièrement actionnés par le fluide du système, ils restent opérationnels même en cas de coupure de courant et sont donc utilisables lorsque les dispositifs de sécurité électroniques ou pneumatiques font défaut.
Les différents types de soupapes de sécurité
On distingue plusieurs types de soupapes de sécurité, selon leur conception et leur usage :
1. Soupape à ressort (ou soupape directe)
- Le type le plus courant.
- Réglée par un ressort comprimé.
- Facile à installer et à entretenir.
2. Soupape pilotée
- L’ouverture de la soupape principale est contrôlée par organe une pression externe
- L’ouverture de la soupape principale est contrôlée par organe supplémentaire dit étage pilote
- Permet une meilleure précision et convient aux très basses pressions
3. Soupapes avec arrête-flamme
Les principaux critères de sélection d’une soupape de sécurité
Les principaux critères de sélection d’une soupape de sécurité
1. Paramètres de procédé
- Pression de tarage : pression à laquelle la soupape doit s’ouvrir (fixée en fonction de la pression maximale admissible de l’équipement → PS ou MAWP).
- Plage de fonctionnement : surpression tolérée, pression de fermeture (blowdown).
- Nature du fluide : gaz, vapeur, liquide ; corrosif, toxique, inflammable.
2. Débits à évacuer
- Capacité d’évacuation : débit de fluide à décharger en cas de surpression..
3. Conditions d’installation
- Position : montage vertical le plus fréquent (gravité + ressort).
- Environnement : intérieur, extérieur, milieu Atex
- Connexion : type de brides ou de raccords (ISO, ANSI, DIN).
- Rejet : atmosphère libre ou réseau de collecte (contre-pression à prendre en compte).
4. Matériau de la soupape
- Corps, clapet, joints : aluminium ou inox, FKM ou PTFE, il faut qu’elle soit compatibilité avec le fluide et les conditions de corrosion.
5. Normes et réglementations
- PED (Directive européenne équipements sous pression) en Europe.
- ASME Section VIII aux États-Unis.
- ISO 4126 / API 520-521 pour le dimensionnement.
- Exigences ATEX pour atmosphères explosives.
Questions :
Différence entre soupape de respiration et soupape de sécurité
- Soupape de sécurité (ou soupape de sûreté)
Du fait d’un rôle de sécurité ultime, celle-ci ne devrait jamais être utilisée (sauf en cas de défaillance des organes de respiration), et surtout pas comme organe de respiration au quotidien - Soupape de respiration
Elle est utilisée pour la respiration des bacs et réservoirs avec un gaz neutre (généralement azote).
👉 Différence clé
- Soupape de sécurité / sûreté : Protège avant tout l’équipement contre des risques graves (explosions, accidents).
- Soupape de respiration : assure un rôle de régulation de pression.
Différence entre soupape de respiration et déverseur
- Soupape : s’ouvre à 100% une fois la surpression atteinte
- Déverseur : s’ouvre de manière proportionnelle grâce à une relation débit/pression
Étanchéité classe VI pour les déverseurs INSTRUM même après des milliers de cycle de fonctionnement
Pourquoi installer une soupape en plus d’un déverseur ?
Une soupape a un rôle de sécurité quand elle est associée à un déverseur qui lui a un rôle de décharge de la pression en fonctionnement normal
La soupape, associé à un déverseur, ne devrait s’ouvrir quand cas de nécessité absolue, lorsque par exemple le déverseur ne peut pas assurer plus sa fonction (dû à une mauvaise utilisation, entretien défaillant…)