Le marché des vannes de régulation reste dynamique
Pour le numéro d'avril, notre équipe de Valve World a compilé un modeste aperçu de l'industrie des vannes de régulation. En commençant par les prévisions du marché, nous nous concentrons ensuite sur les considérations lors de la sélection avant d'examiner les travaux de recherche qui pourraient apporter des avantages à la prochaine génération de produits de vannes de régulation.
Prévisions & investissements
Tous les indicateurs semblent positifs pour le secteur des vannes de régulation. Une prévision de marché récente (Polaris Market Research) prévoit que le marché mondial passera de 10,53 milliards USD en 2025 à 17,07 milliards USD d'ici 2034, soit un TCAC de 5,5 %. Polaris indique que l'adoption croissante de l'automatisation dans diverses industries stimule la demande de vannes de régulation. Outre la croissance dans les secteurs traditionnels tels que les produits pharmaceutiques, le pétrole et le gaz, la production d'électricité, etc., ils suggèrent que l'expansion des projets d'infrastructure, en particulier dans le traitement de l'eau et des eaux usées, entraîne également le besoin de systèmes de vannes de régulation avancés.
Le marché mondial des vannes de régulation pourrait atteindre 17,07 milliards de dollars d’ici 2034.
Parallèlement, Market Research Future indique que le marché des vannes de régulation pourrait atteindre 15,50 milliards de dollars d'ici 2032, tout en soulignant que le manque de normalisation constitue un défi pour l'industrie. «Cela crée de réels problèmes lorsqu'on essaie de créer différentes marques de vannes de régulation. Par exemple, l’Inde compte à elle seule plus de 600 fabricants de vannes de régulation. Ainsi, l’image de marque et l’unicité constituent un véritable enjeu. Le manque de certification constitue également un problème clé», déclare Polaris. Comme beaucoup d’autres sociétés de recherche, elles connaissent la plus forte croissance en Asie-Pacifique ainsi qu’en Amérique du Nord. MarketsAndMarkets prévoit une forte croissance similaire, notant une augmentation de la demande de vannes rotatives « en raison de leur efficacité, de leur fiabilité et de leur polyvalence ».
Ces signes encourageants sont étayés par de bonnes nouvelles provenant des fabricants de vannes de régulation eux-mêmes. Par exemple, le nouveau contrôleur numérique de vanne DVC7K d'Emerson a été salué par la presse en 2024 en raison de sa connectivité flexible, de son interface-facile à utiliser-et de la façon dont il permet aux utilisateurs d'analyser les données en-temps réel pour évaluer les performances et la fiabilité. En bref, la nouvelle technologie de contrôleur de vanne améliore les performances, la fiabilité et la disponibilité des vannes de marche-et de régulation-et, par extension, d'une usine ou d'une installation de traitement entière-dans une grande variété d'applications de l'industrie de transformation.
Les fournisseurs investissent également dans de nouvelles installations. Ainsi, en janvier 2025, IMI a dévoilé des plans pour une nouvelle usine de fabrication de 38 millions de dollars à Lake Forest, en Californie, aux États-Unis. Kevin McKown, président de l'automatisation des processus pour les Amériques, a déclaré : « Notre déménagement à Lake Forest représente une étape importante pour IMI. Ce nouveau site nous permettra de mieux servir nos clients en investissant dans notre personnel hautement qualifié et dans les dernières capacités de fabrication.
Le nouveau site, qui supportera principalement la marque CCI d'actionneurs et de vannes de régulation, devrait offrir un espace amélioré pour la collaboration, le bien-être et la productivité des employés. La construction sera autofinancée-grâce à la vente des installations actuelles d'IMI à Rancho Santa Margarita, en Californie, l'entreprise visant à achever le déménagement d'ici début 2026.
Comprendre les enjeux
Compte tenu de la nature du travail que les vannes de régulation sont censées effectuer, divers facteurs connus pour influencer les performances doivent être pris en compte lors du processus de sélection. Les fournisseurs incluent donc souvent des ressources et des conseils utiles sur leurs sites Web.
Par exemple, Control Valve (Zhejiang) recommande d'éviter un fonctionnement prolongé avec une ouverture relativement petite, car cela peut provoquer une usure excessive de la surface d'étanchéité en raison de vitesses d'écoulement extrêmement élevées.
Pendant ce temps, MASCOT, basé en Australie, a utilisé un récent article de blog pour attirer l'attention sur le bruit des vannes de régulation. Les principales causes sont les vibrations, l'écoulement turbulent du gaz à travers la vanne et la cavitation du liquide à travers la vanne. Les options permettant de réduire le bruit des vannes de régulation comprennent le traitement à la source (tel que le dimensionnement approprié des éléments internes de la vanne, la sélection de éléments internes à faible bruit, l'utilisation d'un diffuseur en ligne, etc.) ainsi que le traitement du chemin (tel que l'augmentation de l'épaisseur de la paroi du tuyau ou l'utilisation d'une isolation acoustique).
MASCOT souligne qu’il vaut mieux prévenir que guérir. Ils indiquent donc que l'ISA et l'IEC ont développé une méthode de calcul du bruit des vannes dans la norme internationale CEI 60534-8-3, « Vannes de régulation des procédés industriels – Partie 8-3 : Considérations sur le bruit – Méthode de prévision du bruit aérodynamique des vannes de régulation ».
KIMRAY propose de nombreuses ressources utiles sur ses sites Web, notamment une vidéo intitulée « L'érosion des vannes de contrôle : pourquoi cela se produit et que faire à ce sujet ». En donnant un exemple, le présentateur discute d'une vanne de régulation haute pression installée dans un puits. La vanne de commande guidée par tige- subit une chute de pression de 320-livres. Et, bien que la vanne ait un corps de 2 000 livres, elle a duré moins d'une semaine en fonctionnement normal. Apparemment, au fur et à mesure que le flux traversait le corps, le sable présent dans le flux a rapidement érodé le métal, finissant par percer un trou dans le fond. Les options pour contrer une telle érosion incluraient l'utilisation d'une vanne à corps angulaire ainsi que l'utilisation de garnitures en carbure ou en zircone.
Le manuel des vannes de régulation d'Emerson ne doit certainement pas être négligé. Comptant plus de 350 pages, la sixième édition (2023) est disponible au format PDF et contient plusieurs chapitres sur des sujets tels que : les contrôleurs de vannes numériques, les positionneurs analogiques, les surpresseurs et autres accessoires de vannes de régulation ; un guide complet pour sélectionner la meilleure vanne de régulation pour une application ; sélection et utilisation de vannes de régulation spéciales et sévères ; procédures typiques d'installation et de maintenance des vannes de régulation, etc.
Recherche fondamentale
Pour une analyse approfondie des aspects spécifiques de la technologie des vannes de régulation, les éléments suivants peuvent être pris en compte. Une équipe chinoise, par exemple, a présenté « Analyse de l'usure par érosion sur la cage de vanne d'une vanne de régulation à manchon de type cage-pour la liquéfaction du charbon » dans le numéro d'octobre 2024 du journal Fluids Engineering. Le résumé note comment l'usure par érosion liquide-solide en deux phases - peut facilement conduire à la défaillance de la structure interne de la cage de vanne. Après avoir étudié les caractéristiques d'écoulement et les caractéristiques d'usure par érosion, une formule de prédiction du taux d'érosion maximal a été dérivée. Cette formule permet de déterminer rapidement les paramètres structurels optimaux pour le trajet d'écoulement, dans le but d'atténuer les dommages causés à la vanne par l'usure par érosion.
Entre-temps, le numéro de novembre 2024 de la revue Progress in Nuclear Energy contient un article traitant de la « Recherche sur l'auto-détection du débit dynamique dans les vannes de régulation.ii Dans cet article, les auteurs proposent une méthode d'auto-détection du débit dynamique d'une vanne de régulation qui, indiquent-ils, bénéficie de l'élimination du débitmètre et d'autres pièces mobiles.
Pour une nouvelle conception de vanne de régulation de type manchon-, veuillez vous référer au numéro de septembre 2024 de Flow Measurement and Instrumentation, qui présente une vanne avec une structure de noyau de vanne combinée composée d'un manchon intérieur, d'un manchon extérieur et d'un clapet de vanne.iii Les fenêtres et orifices d'étranglement sont usinés sur les deux manchons. Un mécanisme de mouvement du manchon à double-couche est réalisé grâce à une structure de transmission à engrenages, permettant la rotation du manchon intérieur et le mouvement vertical du clapet de vanne. Selon les auteurs, cette conception permet d'obtenir des rapports réglables et une précision de régulation plus élevés, ce qui la rend pertinente pour la conception et l'étude de vannes de régulation dans des conditions de pression différentielle élevée-et de débit-élevé.