L ‘aspirateur à poussière a été inventé en 1901 par l’ingénieur Anglais Hubert Cecil Booth, inventeur également de la roue Ferris.
Le premier appareil portatif est l’oeuvre de l’américain James Murray Splangler, qui vendra le concept à Hoover.
L’aspirateur à eau fut inventé par Bunsen Robert Wilhem. Ce chimiste et physicien allemand (1811-1899) inventa par ailleurs plusieurs appareils : le bec Bunsen, le calorimètre, le support.
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Description d’un aspirateur
La tête de l’aspirateur
La tête de l’aspirateur contient un ou plusieurs moteurs et couvre la cuve de manière étanche.
Le(s) moteur(s) crèe(nt) une dépression qui aspire l’air à travers le circuit suivant :
- accessoire (brosse, suceur …)
- tuyau et flexible
- cuve
- filtre, cartouche, sac
- moteur(s) puis rejet à l’extérieur
Le(s) moteur(s) de l’aspirateur professionnel
Il existe différents types de moteurs
- moteurs monophasés à charbon (asynchrones) : utilisables 4 heures maximum par jour (garantis pour 20000 heures de fonctionnement)
- moteurs triphasés : très puissants, utilisables en continu 24 heures sur 24, 7 jours sur 7
- moteurs pneumatiques basés sur le principe du cyclone (nécessite une source d’air comprimé) : très puissants et non explosifs
Un moteur est caractérisé par son débit et sa puissance d’aspiration.
- La dépression c’est la force avec laquelle l’aspirateur peut décoller la poussière ou soulever l’eau
- Le débit c’est la vitesse avec laquelle l’aspirateur aspire l’air
On augmente la dépression en augmentant le nombre d’ailettes (ou le nombre d’étages) de ‘aspirateur
On augmente le débit en plaçant plusieurs moteurs en parallèle
Un moteur asynchrone (comme celui qui équipe les petits aspirateurs) de 1200 W permet de véhiculer la poussière sur 5 mètres environ sans diminution sensible de la dépression.
Il faut augmenter proportionnellement le nombre de moteurs si l’on désire utiliser une longueur de flexible supérieure : par exemple un aspirateur trois moteurs pour une longueur de flexible jusqu’à 15 mètres.
Le filtre
Le filtre sert à arrêter les poussières, il est nécessaire pour bloquer les poussières, il faut l’enlever pour aspirer de l’eau lorsqu’on dispose d’un aspirateur eau et poussières.
La qualité de la filtration est importante car il faut capter les poussières sans les renvoyer dans l’atmosphère.
Un filtre normal ne capte qu’environ 80 % de la poussière aspirée, le reste repart dans l’atmosphère.
Les poussières renvoyées dans l’atmosphère sont inhalées par les occupants, ce qui peut présenter des dangers.
Les poussières suivantes sont arrêtées avant les poumons :
- sciures et copeaux : 100 à 400 µ (un micron c’est un millième de millimètre)
- meulage : 20 à 100 µ
- usinage, cendres, sablage, pollen : 4 à 20 µ
D’autres poussières plus fines peuvent provoquer des maladies pulmonaires quand elles sont inhalées :
- poudre des industries chimiques, farines, talc, bactéries, ciment, plâtre poncé : 0,4 à 2 µ
- fumées : 0,1 à 0,2 µ
Dans ce dernier cas il faut multiplier les modes de filtration : filtre polyester ou coton + sac papier + cartouche plissée + cartouche HEPA.
Il faut également tenir compte de nature des poussières : humides, hygroscopiques, colmatantes, incrustantes, corrosives, dures, inflammables, chaudes, toxiques, solubles ou grasses.
Il faut veiller à garder un filtre propre. les poussières on tendance à s’accrocher au filtre et à le colmater.
Le colmatage du filtre présente plusieurs inconvénients
- perte d’efficacité et donc de rendement
- échauffement du moteur
- destruction du moteur.
Pour aspirer longtemps et efficacement il faut choisir puis entretenir convenablement la filtration
En règle générale, le filtre est en coton ou en polyester.
Pour retarder le colmatage on peut superposer un filtre nylon qui présente une très faible adhérence aux poussières (très utile en cas de travail sur les poussières fines : ciment, toner, plâtre …)..
On peut également utiliser un filtre cartouche qui se met sous la tête d’aspiration et qui sert à protéger le moteur ou à obtenir une meilleure filtration (HEPA).
Les cartouches peuvent être de plusieurs natures :
- papier
- papier traité pour être au contact de l’eau
- polypropylène lavable
- en papier haute filtration de type HEPA
Les sacs d’aspirateurs constituent également des filtres, ils sont appréciés pour leur excellente qualité de filtration (0,6 à 0,8 microns) et leur côté pratique.
Par contre les sacs sont chers et difficiles d’utilisation pour des grandes capacités de cuve.
Les qualités principales d’un filtre à air sont : une efficacité filtrante élevée, un bon pouvoir d’accumulation, une perte de puissance (également appelée perte de charge) peu élevée.
L’efficacité filtrante est donnée par le pourcentage en poids de la poussière restante par rapport au poids total de la poussière parvenue au filtre.
Avec des filtres à cartouche, on parvient à une efficacité de l’ordre de 95 %, qu’on atteignait autrefois avec des filtres à bain d’huile.
Avec des filtres « cyclone » et à inertie, l’efficacité est d’environ 70 %.
Le pouvoir d’accumulation caractérise la capacité d’un filtre à fonctionner longtemps en accumulant la poussière jusqu’à la perte de charge maximale admise. Pour les filtres à cartouche, le pouvoir d’accumulation se situe autour de 0,04 g/cm3 de surface filtrante.
La cuve
Les cuves servent à stocker les déchets aspirés (poussières, eau, huile, produits chimiques, boue, suie, cendres …).
Elles sont essenciellement construites en plastique ou en inox.
-
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- plastique polyéthylène soufflé (en abrégé : P/E) : très résistant aux chocs et aux produits
- plastique polypropylène injecté (en abrégé : P/P) : plus léger, résistant aux produits
- inox qualité 430 magnétique : fragile aux chocs
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Les cuves en polyéthylène seront donc préférées pour l’utilisation sur chantiers alors que les cuves en inox sont choisies en milieu hospitalier ou agro-alimentaire.
Il est possible d’adjoindre une seconde cuve ou une rehausse pour :
- relever le filtre
- séparer les déchets suivant leur taille et suivant leur nature (liquide / poussière).
- retarder le colmatage.
- augmenter la capacité de cuve
- procéder à de l’ensachage direct
Par exemple le filtre cyclone: il est utilisé comme pré-filtre, associé à un autre filtre en aval. Il a pour principe de séparer les poussières fines du reste grâce à la force centrifuge. Ainsi, seules les particules les plus fines parviennent au filtre aval, qui, par conséquent, met beaucoup plus de temps à subir le colmatage. Il garantit donc un bon débit de fonctionnement pour longtemps.
Accessoires
On distingue :
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- les suceurs : universel (pour le sol), eau, moquette, brosse, plat, biseau, fixe (pour grandes surfaces de sol), turbo brosse (pour tapis et moquettes)
- les tubes, flexibles, raccords, réducteurs, terminaux, connecteurs etc.
- les accessoires spécifiques (ramonage …)
Le diamètre et la surface utile des accessoires ainsi que la longueur des flexibles doit être adaptée à la puissance de l’aspirateur.
Par exemple pour aspirer rapidement et facilement des grandes surfaces libres (entrepôts, hangards …) on choisira un suceur fixe. Ce suceur très large (jusqu’à 70 mm) peut être fixé sur certaines cuves, il permet un travail rapide mais demande un gros débit (deux ou trois moteurs) pour vaincre des pertes de charge importantes.>
2 – Principaux types d’aspirateurs
Aspirateurs à poussières sans sac |
simples, maniables et bon marchés |
Aspirateurs eau et poussières |
deux fonctions en un seul appareil |
Aspirateurs filtration absolue |
aucun renvoi de poussières dans l’atmosphère |
Aspirateurs à ensachage : |
les poussières sont directement stockées dans un sac poubelle |
Aspirateurs pneumatiques (cycloniques) : |
le cyclone empêche la poussière de colmater le filtre |
Aspirateurs à décolmatage automatique : |
le filtre est nettoyé sans démontage de l’appareil |
Aspirateurs refoulants avec vidange automatique (pompiers) : |
l’eau est rejetée durant l’aspiration
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Aspirateurs pour travaux en continu : |
dotés de moteurs triphasés puissants |
Voici une sélection d’aspirateur professionel :
3 – Caractéristiques principales des aspirateurs
Puissance
La puissance d’un aspirateur est essenciellement caractérisée par deux valeurs :
- le débit (en m3/h ou en l/sec) qui caractérise la quantité d’air aspirée, un débit important est nécessaire notamment en cas de grandes longueurs de flexible ou pour procurer un rythme de travail élevé
- la dépression (en mm de colonne d’eau ou en kilo Pascal – kPa) qui indique la force avec laquelle l’aspirateur peut soulever les poussières ou l’eau.
Il faut choisir son aspirateur en fonction du besoin réel (débit ou dépression élevé).
Bruit
Le niveau sonore est mentionné en décibels (dB). Les comparaisons ne sont pas précises étant donné que chaque personne a une perception différente du bruit. Plus la valeur dB est basse, mieux c’est. Des petites différences de 2 à 3 dB sont déjà nettement audibles.
4 – Bien choisir son aspirateur
Il faut tenir compte des éléments suivants pour choisir son aspirateur en connaissance de cause :
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- plus de 5 heures d’aspiration continue par jour
- grande longueur de flexible d’aspiration
- débit et/ou puissance importants
- séparation liquide / solide dans l’aspirateur
- ensachage direct dans un sac poubelle
- poussières fines et colmatantes
- déchets de grande dimension
- aspiration de résidus chauds ou abrasifs
- norme blanche alimentaire
- décharge de courants statiques
- matières corrosives
- filtration absolue (0,3 microns)
5 – Bien utiliser son aspirateur
Pour aspirer un maximum de poussière au sol, il faut passer l’aspirateur lentement et régulièrement. Les particules de saleté plus profondes ne peuvent être aspirées que si l’on passe plusieurs fois au même endroit.
Il faut remplacer les sac à poussière et nettoyer les filtres et cartouches à temps.. En effet, une fois les pores du sac ou du filtre obstrués par la poussière, la puissance d’aspiration diminue et le moteur doit faire des efforts supplémentaires inutiles.