Vanne 2/2 ou 3/2 : laquelle choisir ?

Choisissez une vanne 2/2 lorsque le circuit nécessite une seule voie de passage commandée qui s’ouvre ou se ferme. Choisissez une vanne 3/2 lorsqu’un orifice de travail doit alterner entre une source de pression ou de vide et un troisième orifice servant à l’échappement, à la mise à l’air ou à une autre connexion définie.

Cette réponse couvre la fonction de la vanne, mais pas sa sélection complète. Une vanne 2/2 fermée interrompt sa voie commandée ; elle ne garantit pas que la pression en aval restera inchangée. Une vanne 3/2 peut mettre sous pression et à l’échappement un actionneur simple effet, mais son état normal doit encore correspondre au sens du ressort de l’actionneur, à la charge et à la réponse requise après une coupure d’énergie.

À retenir

Le premier nombre indique le nombre d’orifices ; le second, le nombre de positions de la vanne.

Utilisez une 2/2 pour une seule voie commandée sans voie de substitution intégrée.

Utilisez une 3/2 lorsqu’un orifice de travail doit commuter entre alimentation et échappement.

NF et NO décrivent les voies de passage de la vanne, pas l’état sûr de la machine.

Comparez les débits nominaux de travail et d’échappement, pas seulement la taille du filetage.

Réponse courte : choisissez selon les voies de passage requises

Deux questions permettent de franchir la première étape de sélection : la vanne doit-elle commander une seule voie, ou l’orifice de travail doit-il être relié à deux voies différentes ? ISO 1219-1 définit les règles relatives aux symboles graphiques des transmissions hydrauliques et pneumatiques, tandis que les catalogues SMC actuels présentent des familles distinctes de vannes à 2 et 3 orifices, avec des variantes NF et NO (ISO 1219-1, SMC VX2, SMC V100).

Utilisez ce tableau de décision avant de comparer les bobines, les tailles de filetage ou les prix :

Fonction requise du circuit	Choix de départ habituel	Contrôle suivant
Ouvrir ou fermer une voie d’alimentation en air, gaz, liquide ou vide	2/2	Sens d’écoulement, fuite, différentiel de pression, compatibilité du fluide et des joints
Mettre sous pression un orifice d’actionneur, puis l’évacuer	3/2	État NF/NO, sens du ressort de l’actionneur, débit d’échappement et contre-pression
Appliquer et relâcher un signal de pilotage pneumatique	3/2	Plage de pression de pilotage, voie de mise à l’air et temps de réponse
Relier alternativement un orifice de travail à deux conduites	3/2 ou vanne de sélection propre à l’application	Raccordements autorisés, destination du fluide et fuite entre orifices
Commander les deux chambres d’un vérin double effet	4/2, 5/2 ou circuit conçu avec deux vannes	Débit séparé des orifices de travail, traitement de l’échappement et état en cas de défaillance
Isoler une énergie pneumatique dangereuse pour une intervention	Dispositif d’isolement adapté à la sécurité, souvent doté d’une fonction de mise à l’échappement	Verrouillabilité, évacuation de l’énergie résiduelle, remontée en pression et vérification

L’expression « choix de départ habituel » est volontaire. Une vanne d’alimentation 2/2 associée à une vanne d’échappement séparée peut commander un actionneur simple effet. Deux vannes 3/2 peuvent commander les deux chambres d’un vérin double effet. Ces circuits peuvent être intentionnels, mais ils exigent un schéma réel et une analyse des défaillances, et non un raccourci fondé sur le nombre d’orifices.

Pour une comparaison plus large des familles de vannes, consultez le guide de fonctionnement des électrovannes pneumatiques. Le présent article reste centré sur la décision plus précise entre 2/2 et 3/2.

Que signifient réellement 2/2 et 3/2 ?

La notation comporte exactement 2 nombres : le premier indique le nombre d’orifices du fluide de travail et le second le nombre de positions de commutation représentées par le symbole du distributeur. ISO 1219-1 régit la construction des symboles ; ce n’est pas le cas d’ISO 5599-1, qui concerne les interfaces de montage des distributeurs pneumatiques à cinq orifices (ISO 1219-1, ISO 5599-1).

Une vanne 2/2 possède deux orifices et deux positions. Dans une position, sa voie commandée est ouverte ; dans l’autre, elle est bloquée. Elle ne possède pas de troisième orifice permettant de mettre activement la conduite aval à l’échappement.

Une vanne 3/2 possède trois orifices et deux positions. Une configuration pneumatique courante comprend un orifice d’alimentation, un orifice de travail et un orifice d’échappement. Une position relie l’alimentation à l’orifice de travail. L’autre bloque l’alimentation et relie l’orifice de travail à l’échappement.

Lisez le symbole une position à la fois

Chaque carré d’un symbole de distributeur représente une position. Les lignes et les flèches indiquent les voies reliées ; les extrémités fermées indiquent les orifices bloqués. Le symbole du ressort repère normalement la position de rappel ou de repos d’une vanne monostable. Le symbole de commande indique comment la vanne passe dans l’autre position.

Ne déduisez pas les voies de passage du seul nom du produit. Vérifiez le symbole complet imprimé sur le corps ou indiqué dans la fiche technique, puis confirmez le repérage des orifices. Les fabricants peuvent employer les numéros 1, 2 et 3, ou les lettres P, A et R. Leurs emplacements ne sont pas interchangeables simplement parce que les filetages ont la même taille.

États de passage typiques d’une vanne monostable

Fonction de la vanne	État au repos	État commandé
2/2 normalement fermée	Voie commandée bloquée	Voie commandée ouverte
2/2 normalement ouverte	Voie commandée ouverte	Voie commandée bloquée
3/2 normalement fermée	Alimentation bloquée ; travail relié à l’échappement	Alimentation reliée au travail ; échappement bloqué
3/2 normalement ouverte	Alimentation reliée au travail ; échappement bloqué	Alimentation bloquée ; travail relié à l’échappement

Ces descriptions supposent des raccordements conventionnels d’alimentation, de travail et d’échappement ainsi qu’une position de rappel par ressort définie. Une vanne 3 voies à raccordement universel peut autoriser une autre configuration approuvée. Cela ne crée pas de « position médiane » : une vanne 3/2 possède toujours deux positions.

Quand une vanne 2/2 constitue-t-elle le meilleur choix ?

Une vanne 2/2 commande 1 voie de passage sans offrir de seconde destination à l’orifice aval. Le catalogue VX2 actuel de SMC comprend des vannes à 2 orifices à action directe, normalement fermées et normalement ouvertes, ce qui illustre que le nombre d’orifices et l’état normal sont deux critères de sélection distincts (catalogue SMC VX2).

Parmi les usages courants :

Démarrer et arrêter une alimentation en air comprimé lorsqu’aucune mise à l’air aval intégrée n’est requise
Commander de l’eau, un liquide de refroidissement, un gaz inerte ou un autre fluide compatible
Ouvrir ou fermer une conduite de source de vide lorsque la remise à l’air est assurée ailleurs
Choisir une voie de refroidissement ou de purge ouverte par défaut avec une vanne normalement ouverte
Isoler une branche d’essai pendant le fonctionnement normal de la production

Les mots « fluide compatible » sont importants. Une vanne vendue pour l’air comprimé n’est pas automatiquement approuvée pour l’oxygène, le gaz combustible, la vapeur, les produits chimiques agressifs, le vide ou les applications de haute pureté. Pour le fluide réel, vérifiez le corps, le siège, le joint, le lubrifiant, la contamination, la pression, la température, les fuites et les exigences réglementaires.

La fermeture d’une vanne 2/2 ne garantit pas le maintien de la pression

Lorsqu’une vanne 2/2 se ferme, elle interrompt la voie commandée dans les limites de sa spécification de fuite. Elle ne met pas activement la conduite aval à l’échappement, mais la pression peut néanmoins chuter en raison d’une fuite interne au siège, des raccords, des tubes, des composants en aval, des joints de l’actionneur ou d’une consommation volontaire.

D’après notre expérience, l’exigence « doit maintenir la pression » est trop vague pour une demande de devis. Remplacez-la par une exigence mesurable : chute de pression autorisée, volume d’essai, pression initiale, durée d’essai, température du fluide et fuite externe admissible. Si la charge doit rester soutenue en toute sécurité, l’air comprimé seul ne constitue pas un moyen fiable de retenue mécanique.

Le sens d’écoulement et le différentiel de pression peuvent modifier le résultat

Certaines vannes 2/2 sont prévues pour un seul sens d’écoulement. D’autres autorisent un écoulement bidirectionnel, mais présentent des limites de fuite ou de pression différentes en sens inverse. Les modèles pilotés peuvent nécessiter un différentiel de pression minimal pour s’ouvrir ou se fermer correctement, tandis que les modèles à action directe se comportent différemment lorsque le différentiel est nul.

Vérifiez le différentiel maximal et minimal de pression de service, la contre-pression admissible, l’aptitude au vide et la position de montage. Une vanne qui s’ouvre sur une alimentation de banc peut ne pas commuter dans un circuit de production à basse pression ou soumis à une pression inverse.

Quand une vanne 3/2 constitue-t-elle le meilleur choix ?

Une vanne 3/2 classique commande 3 orifices dans 2 positions ; un orifice de travail peut donc alterner entre l’alimentation et l’échappement. Les catalogues SMC actuels de vannes à 3 orifices proposent des versions normalement fermées et normalement ouvertes, ce qui confirme que la voie requise au repos doit être commandée et non présumée (SMC V100).

Les applications courantes sont les suivantes :

Alimenter et mettre à l’échappement un vérin simple effet
Appliquer et relâcher le signal de pilotage d’une vanne plus grande
Commander un actionneur à diaphragme ou rotatif à rappel par ressort
Relier alternativement une ventouse à une source de vide et à une conduite de remise à l’air
Sélectionner entre deux conduites approuvées au moyen d’une vanne 3 voies à raccordement universel

Pour un vérin à rappel par ressort, la vanne doit évacuer la chambre de travail assez rapidement pour que le ressort et la charge externe achèvent la course de retour. Une vanne 3/2 intègre cette voie d’échappement. Une vanne d’alimentation 2/2 peut néanmoins convenir si un dispositif d’échappement séparé et prévu à cet effet assure la seconde fonction.

Une vanne 3/2 n’évacue pas toujours directement à l’atmosphère

Le troisième orifice peut être raccordé à un silencieux, un collecteur d’échappement, un évent contrôlé, une conduite de remise à l’air du vide ou une autre destination autorisée par la conception de la vanne. Les fluides dangereux, contaminés, humides ou précieux peuvent devoir être recueillis plutôt que rejetés à l’atmosphère.

Les accessoires d’échappement modifient les performances. Nous avons constaté qu’un tube sous-dimensionné, un long collecteur d’échappement, un raccord restrictif ou un silencieux colmaté peut augmenter suffisamment la contre-pression pour ralentir le retour par ressort. Le guide des défaillances dues au colmatage des silencieux explique pourquoi un actionneur peut ralentir alors que la vanne change toujours de position.

Lorsque l’actionneur exige une mise à l’échappement locale très rapide, une vanne d’échappement rapide séparée peut être utile. Elle doit être sélectionnée comme un élément du circuit, et non considérée comme la preuve que la vanne 2/2 ou 3/2 en amont est suffisamment dimensionnée. Consultez le guide physique des vannes d’échappement rapide pour cette décision distincte.

Comment les états NF, NO et le ressort de l’actionneur définissent-ils l’état normal ?

Les deux désignations d’état normal, NF et NO, décrivent la voie de passage de la vanne non commandée, et non le mouvement final de la machine. Les catalogues SMC à 2 et 3 orifices proposent les deux désignations, tandis qu’ISO 13849-1:2023 exige que les fonctions de commande relatives à la sécurité soient conçues et intégrées à partir de la fonction requise au niveau de la machine, et non du seul marquage d’un composant (SMC VX2, ISO 13849-1).

Pour une électrovanne monostable, « normal » signifie généralement hors tension et ramenée par le ressort. Pour une vanne à commande manuelle ou pneumatique, il s’agit de l’état de rappel non commandé représenté par le symbole. Une vanne bistable ou à double solénoïde peut rester dans la dernière position commandée ; la désignation NF ou NO ne décrit donc pas nécessairement son comportement après une coupure de courant.

Déterminez le comportement en cas de défaillance à partir du circuit complet

Examinez les questions suivantes :

Quelles voies de la vanne sont reliées lorsque la commande est supprimée ?
Le ressort de l’actionneur provoque-t-il la rentrée ou la sortie ?
Que font la gravité et la charge du procédé lorsque la pression disparaît ?
Une pression emprisonnée peut-elle retarder le mouvement du ressort ?
La pression peut-elle réapparaître par une autre branche, un clapet anti-retour, un accumulateur ou un échappement commun ?
L’actionneur doit-il se déplacer, s’arrêter ou rester mécaniquement retenu après une défaillance ?

Une vanne 3/2 NF permet souvent à un vérin à rappel par ressort en rentrée de se rétracter lorsque la bobine n’est plus alimentée. Cela ne rend pas la « rentrée » intrinsèquement sûre. Un actionneur dont le ressort provoque la sortie peut sortir avec la même vanne. Une charge suspendue peut tomber et un mécanisme bloqué peut ne parvenir à aucun des deux états.

Si la vanne participe à une fonction de sécurité, définissez d’abord la fonction de sécurité et le niveau de performance requis. Validez ensuite le système de commande complet relatif à la sécurité, les diagnostics, la réaction aux défauts, l’architecture pneumatique et les mesures mécaniques de réduction des risques selon la norme machine applicable.

Pourquoi deux vannes de même taille d’orifice peuvent-elles offrir des performances différentes ?

ISO 6358 comprend 3 parties relatives aux caractéristiques de débit pneumatique et aux calculs de systèmes, tandis qu’une désignation de filetage ne décrit que le raccordement. Le domaine d’application de cette norme explique pourquoi deux vannes dotées d’orifices G1/4 ou 1/4 NPT identiques peuvent fournir des débits de travail et d’échappement différents (ISO 6358-1, ISO 6358-3).

Comparez les champs suivants pour le modèle exact :

Critère de sélection	Pourquoi il importe
Fluide et température nominaux	Déterminent la compatibilité des joints, du lubrifiant et du corps
Plage de pression de service	Confirme que la vanne peut commuter aux pressions minimale et maximale
Différentiel de pression minimal	Repère les vannes pilotées susceptibles de ne pas fonctionner près d’un différentiel nul
Débit nominal de la voie de travail	Influe sur le temps de remplissage et le mouvement de l’actionneur
Débit nominal de la voie d’échappement	Influe sur la dépressurisation et la vitesse de retour par ressort
Fuites internes et externes	Influent sur le maintien de la pression, la tenue du vide et la consommation d’énergie
Temps de réponse et fréquence de commutation	Influent sur la synchronisation des commandes et la charge thermique
Tension et tolérance de la bobine	Évitent une attraction insuffisante, la surchauffe et les commutations intempestives
Interface d’orifice et d’embase	Évite des galeries incorrectes, des échappements bloqués et des fuites de montage
Indice environnemental	Couvre la pénétration, les vibrations, les atmosphères dangereuses et le lavage

La taille de l’orifice peut masquer un passage interne plus petit, un canal de pilotage, un coude moulé, une galerie d’embase ou une restriction d’échappement. Le guide comparant taille d’orifice et passage interne montre pourquoi un grand filetage ne détermine pas la capacité de débit.

Comparez les voies d’alimentation et d’échappement

Pour une vanne 3/2, relevez séparément les données de débit P vers A et A vers R lorsque le fabricant les fournit. Une vanne peut remplir rapidement l’actionneur, mais l’évacuer lentement, ou inversement. Le silencieux et le tube d’échappement doivent être inclus dans l’examen de la voie installée.

Pour le temps de mouvement de l’actionneur, ne vous contentez pas d’une vague promesse de « haut débit ». Utilisez la pression requise, le volume du vérin, la charge, les tubes, les raccords, la caractéristique de débit de la vanne et le temps de course acceptable. Le guide de dimensionnement des vannes selon le débit et la pression couvre cette étape. Si Cv est la valeur de comparaison publiée, le calculateur de débit Cv peut étayer une vérification propre au modèle une fois la fonction du circuit établie.

L’isolement de sécurité n’est pas une simple commande tout ou rien

La norme OSHA 29 CFR 1910.147 exige que les énergies emmagasinées ou résiduelles potentiellement dangereuses soient libérées, déconnectées, retenues ou rendues sûres d’une autre manière après consignation ou étiquetage. Sa définition exclut également les dispositifs de circuit de commande, tels que les boutons-poussoirs, des dispositifs d’isolement des énergies (OSHA 1910.147).

Une électrovanne 2/2 ordinaire peut convenir à la commande du débit en production, mais elle ne doit pas être automatiquement qualifiée de vanne de consignation. Sa fermeture peut laisser une pression stockée en aval. La mise hors tension de la bobine peut également n’être qu’une action de commande, et non un isolement physique de l’énergie.

Un ensemble manuel verrouillable d’isolement et de mise à l’échappement peut employer une fonction 3/2 afin que la fermeture de l’alimentation évacue aussi le circuit en aval. Malgré cela, la procédure complète de maîtrise des énergies doit traiter :

Le bon point d’isolement
La possibilité de verrouiller le dispositif
La pression résiduelle en aval
La pression emprisonnée entre des clapets anti-retour ou des actionneurs
La gravité, les ressorts et l’énergie mécanique emmagasinée
Une éventuelle remontée en pression
La vérification avant le début de l’intervention

ISO 4414:2010 traite des phénomènes dangereux significatifs des systèmes de transmissions pneumatiques utilisés sur les machines, tandis que les exigences OSHA dépendent de la juridiction et de l’activité professionnelle (ISO 4414). L’évaluation des risques de la machine, la législation locale et la procédure documentée de maîtrise des énergies priment sur un tableau générique de sélection des vannes.

Exemples de sélection et exceptions courantes

Cinq circuits courants montrent pourquoi l’exigence d’échappement doit être explicitement formulée au lieu d’être déduite de l’expression « commande tout ou rien ». Ces exemples reprennent le comportement fonctionnel normal décrit dans les catalogues actuels de vannes à 2 orifices et à 3 orifices, mais le choix final dépend toujours des données du produit exact.

Branche d’air comprimé utilisée pendant la production

Utilisez une vanne 2/2 lorsque l’objectif est d’ouvrir ou de fermer la branche sans la mettre volontairement à l’échappement. Spécifiez la fuite et la chute de pression acceptables. Si le personnel doit intervenir sur l’équipement isolé, utilisez le dispositif approuvé sur le site pour isoler l’énergie et libérer la pression résiduelle.

Vérin simple effet à rappel par ressort

Une vanne 3/2 est généralement la solution la plus simple, car elle remplit et évacue le même orifice de travail. Faites correspondre NF ou NO à la voie requise au repos et au sens du ressort du vérin. Vérifiez la capacité d’échappement A vers R, la contre-pression du silencieux et la force disponible sur toute la course du ressort.

Ventouse

Une vanne 2/2 peut interrompre la source de vide, mais la ventouse peut rester fixée jusqu’à ce qu’une fuite laisse entrer de l’air. Utilisez une configuration 3/2 lorsque la ventouse doit être reliée à une voie de remise à l’air définie. Un décollement rapide ou un soufflage peut exiger une autre vanne et une pression positive soigneusement limitée.

Signal de pilotage pneumatique

Utilisez une vanne 3/2 lorsque la chambre de pilotage doit être mise sous pression, puis franchement à l’échappement. Une vanne d’alimentation 2/2 seule peut laisser le pilotage emprisonné et retarder le retour de la vanne principale. Confirmez la pression minimale de pilotage, le volume piloté, la restriction de mise à l’air et le temps de réponse requis.

Vérin double effet

Une seule vanne 3/2 ne permet normalement pas de commander complètement la sortie et la rentrée des deux chambres. Utilisez une vanne 4/2 ou 5/2, ou une paire de vannes 3/2 conçue à cet effet. La comparaison entre vannes 3/2 et 5/2 et le guide des vannes 4/2 et 5/2 existants couvrent ces architectures.

Quelles spécifications doivent figurer dans la demande de devis ?

Dix champs de demande de devis évitent la plupart des erreurs de fonction : voies du circuit, état normal, commande, fluide, pression, débit, fuite, données électriques, interface et conditions ambiantes. ISO 6358 fournit le cadre des caractéristiques de débit, tandis que les catalogues de modèles montrent pourquoi les états NF/NO et les limites de pression doivent être associés à une référence exacte (ISO 6358-1, SMC VX31).

Transmettez les informations suivantes aux fournisseurs :

Connexions requises dans chaque position de la vanne
État au repos et comportement requis après la perte de l’alimentation électrique et pneumatique
Commande électromagnétique, manuelle, mécanique ou pneumatique et mode de rappel
Fluide, niveau de contamination, lubrification et plage de température
Pression d’alimentation minimale et maximale, pression aval, contre-pression et conditions de vide
Débit requis sur les voies de travail et d’échappement, ou temps cible de l’actionneur
Fuites internes et externes maximales autorisées
Tension de la bobine, fréquence des bobines CA, tolérance, connecteur, puissance et facteur de marche
Filetage des orifices, sens d’écoulement, interface d’embase, position de montage et encombrement
Exigences de pénétration, lavage, vibrations, atmosphère dangereuse et matériaux

Pour un remplacement, joignez la référence ancienne complète, une photographie nette du symbole et du repérage des orifices, l’étiquette de la bobine, l’interface d’embase et le schéma du circuit. Le guide de compatibilité des électrovannes de remplacement pour les constructeurs de machines explique pourquoi faire correspondre uniquement la tension et le filetage ne suffit pas.

Demandez au fournisseur d’indiquer tout différentiel de pression minimal, toute pression inverse interdite, le débit d’échappement distinct, le silencieux autorisé, le comportement de la commande manuelle de secours et les limites du raccordement universel. Intégrez ces restrictions dans la fiche de pièce approuvée au lieu de les laisser dans un courriel.

FAQ sur les vannes 2/2 et 3/2 : quelles questions les acheteurs doivent-ils poser ?

Cinq questions couvrent les lacunes de sélection les plus courantes : voies d’échappement de substitution, maintien de la pression, destination de l’échappement, comportement à l’état normal et commande d’un vérin double effet. Ces distinctions suivent la logique des symboles d’ISO 1219, les catalogues SMC actuels de vannes à 2 et 3 orifices, ainsi que la limite relative aux énergies résiduelles dans la norme OSHA 1910.147.

Une vanne 2/2 peut-elle commander un vérin simple effet ?

Oui, mais seulement si la chambre de travail dispose d’une voie d’échappement séparée et prévue à cet effet. Une vanne d’alimentation 2/2 ouvre ou bloque une voie, mais ne peut pas mettre activement l’orifice du vérin à l’échappement. Une vanne 3/2 est généralement plus simple, car elle réunit les fonctions d’alimentation et d’échappement dans un seul composant.

Une vanne 2/2 fermée maintient-elle la pression en aval ?

Elle bloque la voie commandée dans les limites de sa spécification de fuite, mais ne garantit pas une pression aval constante. La pression peut diminuer par le siège de la vanne, les tubes, les raccords, les joints de l’actionneur ou la consommation en aval. Si une rétention de courte durée est réellement requise par le procédé, spécifiez un essai de chute de pression admissible.

Le troisième orifice d’une vanne 3/2 évacue-t-il toujours à l’atmosphère ?

Non. Selon la fonction approuvée de la vanne et le fluide, le troisième orifice peut être raccordé à un silencieux, un collecteur d’échappement, un évent contrôlé, une conduite de remise à l’air du vide ou une autre destination définie. Ne rejetez jamais un fluide dangereux ou précieux sans vérifier la documentation de la vanne, les exigences du procédé et les règles de sécurité applicables.

Faut-il choisir une vanne 3/2 normalement fermée ou normalement ouverte ?

Choisissez-la d’après la voie de passage requise au repos et le comportement complet de la machine. Vérifiez si l’actionneur se rétracte ou sort sous l’action du ressort, ce que fait la charge sans pression et si une pression emprisonnée retarde le mouvement. NF ou NO décrit les voies de la vanne ; ce marquage ne certifie pas un état sûr de la machine.

Une seule vanne 3/2 peut-elle commander un vérin double effet ?

Une vanne 3/2 classique ne commande qu’un seul orifice de travail ; elle n’assure donc pas la commande bidirectionnelle normale des deux chambres du vérin. Utilisez une vanne 4/2 ou 5/2, ou une paire de vannes 3/2 conçue à cet effet lorsque la commande indépendante des chambres et les modes de défaillance qui en résultent sont acceptables.

Choisir entre une vanne 2/2 et une vanne 3/2 pour une simple commande tout ou rien

Eric Zhou