La comparaison entre actionneurs linéaires et rotatifs commence par la trajectoire de sortie requise. Choisissez un actionneur linéaire lorsque la sortie de la machine doit se déplacer en ligne droite. Choisissez un actionneur rotatif lorsque la charge doit tourner d'un angle défini autour d'un axe. La force ou le couple, le guidage, l'inertie, la méthode d'arrêt, l'encombrement, le régime de fonctionnement et les exigences de commande déterminent ensuite si un actionneur donné conviendra.
Ne confondez pas la géométrie de sortie avec la source d'énergie. Les dispositifs pneumatiques, hydrauliques et électriques peuvent tous créer un mouvement linéaire ou rotatif. Une tringlerie peut également convertir une forme de mouvement en une autre. La bonne conception est celle qui produit la trajectoire de charge requise avec des contraintes, une complexité de commande, un accès de maintenance et un coût total acceptables.
À retenir
- Les actionneurs linéaires produisent une translation ; les actionneurs rotatifs produisent un déplacement angulaire.
- L'ISO 15552 couvre les vérins pneumatiques de 32 à 320 mm d'alésage jusqu'à 10 bar.
- SMC indique des plages courantes de rotation pneumatique de 90° à 270°.
- Dimensionnez séparément la force, le couple, le guidage, l'inertie et l'énergie d'arrêt.
Dans notre expérience de revue d'applications d'actionneurs, le moyen le plus rapide de révéler une conception fragile consiste à esquisser le chemin de charge sans dessiner l'actionneur. Indiquez la charge, les guidages ou paliers, le pivot, les positions finales, les forces externes et l'encombrement disponible. Le mouvement de sortie requis devient généralement évident avant même d'ouvrir un catalogue.
Quelle est la différence réelle entre les actionneurs linéaires et rotatifs ?
SMC indique pour les actionneurs rotatifs pneumatiques des arcs de 90°, 180°, 190° et 270°, tous inférieurs à un tour complet dans ces configurations (SMC, consulté le 17 juillet 2026). Un actionneur linéaire déplace au contraire sa sortie le long d'un axe rectiligne. La distinction porte sur la géométrie de sortie, et non sur le mécanisme interne.
Un actionneur linéaire est un dispositif dont la sortie se translate le long d'un axe rectiligne, généralement mesurée comme une course en millimètres ou en pouces. Sa sortie peut être une tige, un chariot, une glissière, une table ou une fixation de courroie servant à pousser, serrer, soulever, transférer ou éjecter. Un actionneur rotatif est un dispositif dont la sortie tourne selon un angle contrôlé, généralement mesuré en degrés ou en radians. Sa sortie peut être un arbre, une bride ou une table rotative servant à indexer, retourner, incliner, orienter un déviateur ou actionner une vanne quart de tour. Les technologies pneumatique, hydraulique et électrique peuvent produire l'une ou l'autre géométrie. Si la sortie doit tourner en continu au lieu de s'arrêter à un angle défini, sélectionnez et dimensionnez un moteur selon le couple de fonctionnement, le couple de démarrage, le régime, la puissance et le régime de service, plutôt que de traiter un actionneur à angle limité comme un moteur.
Une table rotative place la charge autour d'un axe défini. L'arbre, les paliers, les butées, les capteurs et l'énergie cinétique admissible font partie de la sélection.
Le guide moteurs pneumatiques ou actionneurs rotatifs examine plus en détail la limite entre rotation continue et rotation limitée.
| Exigence de sortie | Commencez par | Variables principales de dimensionnement |
|---|---|---|
| Déplacement rectiligne entre positions | Actionneur linéaire | force, course, vitesse, charge du guidage, distance d'arrêt |
| Rotation jusqu'à un angle défini | Actionneur rotatif | couple, angle, inertie, charge sur l'arbre, énergie d'arrêt |
| Rotation continue de l'arbre | Moteur | couple de fonctionnement, couple de démarrage, régime, puissance, régime de service |
| Actionneur linéaire entraînant un pivot | Actionneur linéaire avec tringlerie | force du vérin, géométrie du levier, couple variable, charges sur les articulations |
La géométrie de la charge précède le dimensionnement de l'actionneur
Parker définit le couple demandé par un système rotatif comme la somme des couples de charge, de frottement et d'accélération, tandis qu'un levier statique convertit la force en couple selon T = F × r (Parker, consulté le 17 juillet 2026). Le chemin de charge importe donc avant que la pression de l'actionneur, l'alésage ou la référence du modèle n'entre dans le calcul.
Commencez par localiser la référence de sortie :
- Pour un mouvement linéaire, définissez l'axe de déplacement et la direction de chaque force externe.
- Pour un mouvement rotatif, définissez le centre de rotation et la distance entre cet axe et chaque force.
- Identifiez les paliers, guidages ou éléments de machine qui supportent la charge.
- Repérez le centre de gravité pendant tout le mouvement.
- Définissez les butées rigides, amortisseurs, absorbeurs de chocs ou zone de décélération contrôlée.
Un vérin linéaire doit normalement créer une poussée, et non servir de guidage structurel à la machine. Les charges latérales et les moments doivent être repris par un actionneur guidé ou un palier linéaire externe, sauf si le produit les autorise explicitement. De même, il ne faut pas supposer que l'arbre d'un actionneur rotatif peut reprendre une charge en porte-à-faux simplement parce qu'il peut produire un couple suffisant.
Que se passe-t-il lorsque le centre de gravité se trouve à 300 mm du pivot au lieu de 30 mm ? Le couple de charge statique augmente directement avec le bras de levier. L'actionneur peut réussir un simple contrôle de force ou de couple tout en dépassant sa limite de charge de palier ou d'énergie d'arrêt.
Utilisez ces équations de première approche compatibles avec le rendu :
- Force linéaire :
F = p × A - Couple statique produit par une force :
T = F × r - Couple d'accélération :
T_accel = J × α - Énergie cinétique de rotation :
E_k = 0.5 × J × ω²
Ces équations organisent les données d'entrée. Elles ne remplacent ni les courbes de force du fabricant, ni les tableaux de couple effectif, ni les limites de charge d'arbre, ni les caractéristiques des amortisseurs, ni le logiciel d'application.
Quand un actionneur linéaire convient-il mieux ?
L'ISO 15552 couvre les vérins pneumatiques à fixation amovible de 32 à 320 mm d'alésage et à pression nominale maximale de 1 000 kPa, soit 10 bar (ISO, confirmé en 2025). Parker indique pour les vérins sans tige OSP-P des alésages de 10 à 80 mm et une course standard maximale de 6 000 mm (Parker, consulté le 17 juillet 2026).
Choisissez un actionneur linéaire lorsque la sortie utile est un déplacement rectiligne et que la charge peut être supportée le long de cette trajectoire. Les cas courants comprennent :
- Déplacer un produit entre deux postes
- Serrer ou presser contre une surface définie
- Soulever avec un guidage porteur séparé et une méthode sûre de maintien
- Ouvrir une porte ou une barrière coulissante
- Éjecter, trier, arrêter ou dévier un produit linéairement
- Positionner un chariot sur une longue course horizontale
La construction sans tige supprime la tige de piston saillante de l'encombrement d'installation. La charge du chariot, les moments du guidage, les tubes, le débit du distributeur, l'amortissement et les butées externes doivent néanmoins être vérifiés.
Pour un vérin pneumatique, les forces de sortie et de rentrée ne sont pas toujours égales. Un vérin à tige simple possède toute la surface du piston en sortie et une surface annulaire en rentrée. La pression dynamique disponible peut aussi être inférieure au réglage du régulateur à cause des restrictions du distributeur, des tubes, des raccords et de l'échappement.
Vérifiez séparément la reprise de charge et la poussée. Une longue tige en compression exige une revue du flambage. Les forces et moments admissibles du chariot sans tige doivent être contrôlés selon la position et l'orientation de la charge. Un axe vertical a besoin d'une réaction définie à la perte de pression ; la seule force du vérin ne garantit pas le maintien sûr de la charge.
Pour les différentes technologies, utilisez le guide des types d'actionneurs linéaires. Pour une première estimation de charge pneumatique, utilisez le calculateur de force des vérins après avoir établi la pression de service à l'actionneur et la surface efficace correcte.
Quand un actionneur rotatif convient-il mieux ?
SMC regroupe les actionneurs rotatifs pneumatiques en modèles à crémaillère-pignon et à palette, avec des arcs indiqués de 90°, 180°, 190° et 270° (SMC, consulté le 17 juillet 2026). Parker demande aux concepteurs de comparer le couple demandé et le couple d'amortissement, puis de vérifier que l'actionneur peut arrêter l'énergie cinétique de la charge (Parker, consulté le 17 juillet 2026).
Choisissez un actionneur rotatif lorsque la machine nécessite un mouvement angulaire défini autour d'un axe fixe :
- Retourner une pièce entre deux orientations
- Orienter le poignet d'une pince ou d'un montage
- Indexer une table sur une ou plusieurs butées
- Faire pivoter un déviateur ou une barrière d'accès
- Incliner un support pour le chargement ou la vidange
- Actionner une vanne quart de tour
Le couple n'est qu'un début. Pour une charge en mouvement, ajoutez le couple résistant et le couple d'accélération. Vérifiez ensuite l'inertie, la vitesse angulaire, le régime, la méthode d'arrêt, l'énergie cinétique admissible, les charges radiale et axiale de l'arbre, le jeu, le réglage de la position finale et la disposition des capteurs.
Le guide d'ingénierie Parker donne les relations suivantes :
- Couple demandé :
T_demand = T_load + T_friction + T_accel - Couple d'accélération :
T_accel = J × α - Énergie cinétique de rotation :
E_k = 0.5 × J × ω²
Une grande marge de couple ne garantit pas un arrêt durable. L'énergie augmente avec le carré de la vitesse angulaire. Doubler la vitesse produit quatre fois plus d'énergie cinétique à inertie identique. Cette énergie doit être absorbée par un amortisseur, une butée souple, un absorbeur de chocs, une butée externe ou un profil de mouvement contrôlé, dans sa capacité nominale.
Le calculateur de couple des actionneurs rotatifs permet d'organiser les données de couple statique, de frottement et d'accélération. Pour les différences de mécanismes et de séries, poursuivez avec la comparaison entre crémaillère-pignon et palette et le guide de dimensionnement des actionneurs rotatifs.
La conversion de mouvement peut être la meilleure conception
Festo indique que la sélection d'un actionneur dépend de la charge, de la précision, de la réponse dynamique, de l'environnement et du coût, plutôt que d'une technologie universellement meilleure (Festo, 2026). Un mécanisme de conversion est donc justifié lorsqu'il améliore l'intégration, la reprise de charge, le profil de mouvement, l'accès de maintenance ou la disponibilité des composants.
Le « mouvement direct » n'est pas une règle de fiabilité. Un actionneur rotatif à crémaillère-pignon convertit déjà le mouvement linéaire du piston en rotation d'arbre. Les actionneurs électriques à vis convertissent la rotation du moteur en translation. Les manivelles, cames, tringleries à genouillère et courroies peuvent être de bons choix d'ingénierie lorsque leur géométrie est comprise et que leurs articulations sont supportées.
Utilisez une sortie directe lorsqu'elle supprime des articulations inutiles et offre un chemin de charge clair. Envisagez une conversion lorsqu'elle procure un avantage mécanique utile, place l'actionneur hors d'une zone dangereuse ou de lavage, s'adapte à l'encombrement disponible, crée le mouvement non linéaire requis ou permet à un actionneur standard de suivre une trajectoire inhabituelle.
Le compromis est un comportement dépendant de la géométrie. Un vérin entraînant une manivelle ne produit pas un couple de sortie constant pendant la rotation. Son bras de levier effectif varie avec l'angle et peut approcher une position de point mort. Les charges sur les axes, les réactions des paliers, le jeu, l'usure des articulations, les charges sur les butées et la position des capteurs doivent être évalués sur tout le mouvement.
| Mécanisme de conversion | Utile lorsque | Vérification principale |
|---|---|---|
| Vérin et bras de manivelle | mouvement angulaire court de barrière ou de serrage | bras de levier variable et géométrie du point mort |
| Crémaillère et pignon | sortie angulaire pneumatique compacte | charge des dents, jeu, support de l'arbre, énergie d'arrêt |
| Moteur et vis | position et force linéaires contrôlées | vitesse critique, flambage, régime, rendement, alignement |
| Moteur et courroie | transfert linéaire long et rapide | allongement de la courroie, charge du guidage, tension, distance d'arrêt |
| Came ou genouillère | mouvement adapté ou forte force en fin de course | contrainte de contact, temporisation, force d'articulation, comportement au-delà du point mort |
Quel type de mouvement convient aux tâches courantes d'automatisation ?
Parker indique des courses sans tige OSP-P jusqu'à 6 000 mm, tandis que SMC indique des arcs rotatifs pneumatiques jusqu'à 270° dans sa présentation de gamme standard (Parker, SMC, consulté le 17 juillet 2026). Ces limites montrent pourquoi il faut examiner la trajectoire et l'encombrement avant de comparer le prix des actionneurs.
Utilisez cette matrice pour une première décision, et non pour un dimensionnement final :
| Application | Point de départ probable | Pourquoi | Vérification critique |
|---|---|---|---|
| Transfert horizontal long de produit | Actionneur linéaire sans tige ou guidé | déplacement rectiligne et longueur totale compacte | moments du guidage, vitesse, débit du distributeur, énergie d'arrêt |
| Serrage contre une référence fixe | Vérin linéaire | poussée directe et deux positions nettes | force disponible, rigidité du bâti, libération sûre |
| Retourner un montage de 180° | Table ou actionneur rotatif | la charge tourne autour d'un axe défini | inertie, charge de palier, énergie d'arrêt, position du capteur |
| Vanne de procédé quart de tour | Actionneur rotatif de vanne | l'angle de sortie correspond à la tige de vanne | couple de décollage, couple de fonctionnement, état en cas de défaut, interface |
| Barrière pivotante avec actionneur déporté | Vérin linéaire avec tringlerie | l'encombrement ou l'accès favorise un placement déporté | couple sur tout l'angle, charge sur l'axe, point mort |
| Mélangeur continu | Moteur pneumatique ou électrique | l'arbre doit continuer à tourner | couple à vitesse donnée, puissance, régime, consommation d'air ou d'énergie |
| Axe à positions multiples pour une recette | Actionneur électrique ou servocommandé | butées et profils de mouvement programmables | précision, répétabilité, commande, sécurité |
Exemple : axe de transfert long
Un chariot doit parcourir 2 000 mm le long d'un convoyeur tout en restant parallèle au bâti. La sortie est linéaire. Commencez par un axe linéaire sans tige ou guidé, puis vérifiez les moments du chariot, la durée de vie du guidage, la pression dynamique, le temps cible, l'énergie en fin de course, les tubes et les capteurs. Un actionneur rotatif avec tringlerie ajouterait un rapport de mouvement variable sans résoudre le besoin de guidage.
Exemple : poste de retournement de produits
Un montage doit tourner de 180° autour d'un arbre supporté et rester en position à chaque extrémité. La sortie est angulaire. Commencez par un actionneur rotatif, puis calculez l'inertie de la charge, les couples résistant et d'accélération, le temps de rotation, les charges de palier, la capacité de l'amortisseur ou de l'absorbeur de chocs et la confirmation de position finale. Un vérin linéaire reste possible uniquement si l'encombrement de la tringlerie ou l'avantage mécanique le justifie.
Exemple : barrière déviante déportée
Une barrière pivote de 60°, mais l'actionneur doit être placé sous le convoyeur pour assurer le carter et l'accès au lavage. Un vérin linéaire avec une biellette de manivelle peut constituer un ensemble plus propre. Calculez la force du vérin et le couple de sortie à plusieurs angles, en particulier là où le bras de levier est le plus court. Vérifiez ensuite les charges d'articulation, les butées et le comportement en cas de défaut.
Quelles données une demande de devis d'actionneur doit-elle inclure ?
L'outil de dimensionnement pneumatique de Parker demande des données d'application telles que le support de charge, le coefficient de frottement, la distance jusqu'au distributeur et les conditions de fonctionnement avant de proposer des produits candidats (Parker Virtual Engineer, consulté le 17 juillet 2026). Une demande de devis utile décrit également le mouvement et la charge au lieu de demander simplement « un actionneur linéaire » ou « un vérin rotatif ».
Envoyez un schéma du mouvement et indiquez :
| Donnée de la demande de devis | Actionneur linéaire | Actionneur rotatif |
|---|---|---|
| Trajectoire de sortie | course, orientation, nombre de positions | angle, direction, nombre de positions |
| Charge | masse, force externe, frottement, support du guidage | masse, centre de gravité, bras de levier, inertie, frottement |
| Temps | temps de sortie/rentrée et temps d'attente | temps de rotation, temps d'attente, cible d'accélération ou d'arrêt |
| Alimentation | pression pendant le mouvement, débit, détails du distributeur et des tubes | pression pendant le mouvement, détails du distributeur et des tubes |
| Structure | montage, guidage, charge latérale, moment | support de l'arbre, charge radiale/axiale, bride ou table |
| Arrêt | amortisseur, absorbeur de chocs, butée externe | amortisseur, butée souple, absorbeur de chocs, butée externe |
| Retour d'information | capteurs de fin de course, position intermédiaire, retour analogique | capteurs de fin de course, butées réglables, codeur ou positionneur |
| Régime | cycles par minute, heures par jour, durée de vie visée | cycles par minute, heures par jour, durée de vie visée |
| Environnement | température, lavage, corrosion, poussière, salle propre | température, lavage, corrosion, poussière, salle propre |
| Sécurité | état à la perte de pression, maintien de charge, carter | position en cas de défaut, énergie accumulée, carter, mouvement inattendu |
Mesurez la pression pendant le mouvement de l'actionneur. La pression statique du régulateur peut masquer les pertes du distributeur et des tubes. Indiquez également si la charge possède ses propres guidages ou paliers ; sinon, le fournisseur ne pourra pas évaluer les exigences de charge latérale, de moment ou de charge d'arbre.
Si la question non résolue concerne la technologie énergétique plutôt que la géométrie, utilisez le guide distinct de choix entre vérin et actionneur électrique. Garder ces décisions séparées évite qu'une comparaison linéaire-rotative ne devienne un débat imprécis entre pneumatique et électrique.
FAQ sur les actionneurs linéaires et rotatifs
Un actionneur linéaire peut-il créer un mouvement rotatif ?
Oui. Un vérin peut entraîner une manivelle, une crémaillère ou une tringlerie pour créer un mouvement angulaire. La conception doit être évaluée sur tout l'angle, car le bras de levier effectif et le couple de sortie peuvent varier. Les produits SMC à crémaillère-pignon en sont un exemple courant : un piston et une crémaillère linéaires créent une rotation limitée de l'arbre.
Un actionneur rotatif est-il identique à un moteur ?
Non. SMC indique des arcs courants d'actionneurs rotatifs pneumatiques de 90°, 180°, 190° et 270°, qui sont des mouvements à angle limité. Un moteur est sélectionné pour une rotation continue de l'arbre selon le couple de fonctionnement, le couple de démarrage, le régime, la puissance et le régime de service. N'utilisez pas un actionneur à angle limité pour entraîner un mélangeur continu.
Quel type d'actionneur est le plus précis ?
Aucune géométrie de sortie ne garantit la précision. Définissez d'abord la précision, la répétabilité, la résolution, le jeu, la compliance et le temps d'établissement. Festo indique que la précision et la réponse dynamique sont des facteurs de sélection technologique, tandis que les guidages, paliers, retours d'information, contrôleur, butées et structure de la machine déterminent ce que l'axe complet peut atteindre.
Un vérin sans tige supporte-t-il mieux les charges latérales qu'un vérin à tige ?
Pas automatiquement. Parker propose des configurations OSP-P avec guidages et freins, mais chaque chariot possède toujours des limites de force et de moment publiées. Il ne faut pas attribuer une capacité latérale supérieure à un vérin sans tige non guidé simplement parce qu'il n'a pas de tige saillante. Vérifiez la configuration exacte du guidage et le déport de charge.
Quel facteur de sécurité dois-je ajouter à la force ou au couple ?
Il n'existe pas de facteur universel de 25 à 50 % pour tous les actionneurs. Parker indique que les facteurs de conception varient selon l'application et les connaissances du concepteur. Utilisez la méthode de sélection du produit, tenez compte des variations de pression, du frottement, de l'accélération, de l'incertitude sur la charge, du régime et de l'énergie d'arrêt, puis validez le mouvement installé.
Conclusion
Le choix entre linéaire et rotatif est d'abord une décision de géométrie, avant d'être une décision de produit. Choisissez la translation pour un chemin de charge rectiligne, la rotation à angle limité pour une charge pivotante et un moteur pour la rotation continue. Dimensionnez ensuite le système réel : force ou couple, guidages ou paliers, course ou angle, vitesse, inertie, méthode d'arrêt, environnement, commande et état de sécurité.
Les mécanismes de conversion ne sont pas intrinsèquement inférieurs. Ils sont appropriés lorsqu'ils améliorent l'intégration ou l'avantage mécanique et lorsque leur géométrie variable est calculée. Un schéma clair du chemin de charge et une demande de devis complète éviteront davantage d'erreurs de sélection qu'une affirmation générale selon laquelle un type d'actionneur serait plus puissant, plus précis ou plus fiable.
Sources
- Organisation internationale de normalisation. ISO 15552:2018, vérins pneumatiques à fixations amovibles. Confirmé en février 2025. Consulté le 17 juillet 2026.
- Parker Hannifin. Vérins sans tige OSP-P. Consulté le 17 juillet 2026.
- Parker Hannifin. Produits d'actionnement pneumatique : exigences de couple des actionneurs rotatifs. Consulté le 17 juillet 2026.
- Parker Hannifin. Outil Virtual Engineer de dimensionnement et de sélection pneumatiques. Consulté le 17 juillet 2026.
- SMC Corporation of America. Actionneurs rotatifs. Consulté le 17 juillet 2026.
- Festo. Pneumatique ou électrique ? Comment faire le bon choix. Publié le 8 avril 2026. Consulté le 17 juillet 2026.
- AutomationDirect. Vidéo sur les produits de mouvement linéaire. Consulté le 17 juillet 2026.