Quel est le facteur de marche des actionneurs linéaires ?

Le facteur de marche d’un actionneur linéaire n’est pas un pourcentage universel valable pour toutes les technologies d’entraînement. Pour un actionneur électrique motorisé, il exprime généralement le temps d’alimentation par rapport à la somme des temps de marche et d’arrêt. Pour un vérin pneumatique, les ingénieurs ont plutôt besoin d’un profil d’utilisation plus large: fréquence des cycles, temps de course, temporisations, charge, vitesse, amortissement, consommation d’air, sollicitation du distributeur et course cumulée.

Cette distinction évite une erreur de dimensionnement courante. Un vérin pneumatique peut fonctionner toute la journée sans pause de refroidissement moteur tout en dépassant sa vitesse, son énergie d’impact, sa fréquence de fonctionnement, sa charge de guidage ou ses hypothèses de durée de vie admissibles. Un actionneur électrique peut effectuer moins de courses et malgré tout surchauffer parce que son moteur reste alimenté sous charge.

Points clés

• Thomson définit le facteur de marche électrique à partir du temps d’alimentation du moteur.
• SMC annonce jusqu’à 15 Hz uniquement pour un vérin haute fréquence précis et avec le circuit recommandé.
• Une sélection pneumatique doit aussi prendre en compte vitesse, charge, amortissement, consommation d’air, sollicitation du distributeur, course cumulée et critères de défaillance déclarés, au lieu d’importer un pourcentage électrique.

Le facteur de marche d’un actionneur électrique est la fraction d’une période de référence définie pendant laquelle le moteur est alimenté. Le profil d’utilisation pneumatique consigne les cycles, la course, les temporisations, la vitesse, la charge, la pression, l’environnement, le mode d’arrêt, les heures de fonctionnement et les critères de défaillance utilisés pour l’acceptation. Le temps de cycle comprend la sortie, la temporisation en position sortie, la rentrée et la temporisation de retour.

La spécification la plus claire sépare trois questions: combien de temps le moteur électrique est-il alimenté, à quelle fréquence le mécanisme pneumatique se déplace-t-il et quelle énergie la charge mobile doit-elle dissiper ? Un seul pourcentage ne répond pas aux trois.

D’après les applications que nous examinons, les équipes consignent souvent le temps de cycle commandé, mais omettent le maintien sous tension d’un axe électrique ou la vitesse d’entrée dans l’amortissement d’un axe pneumatique. Ces conditions manquantes peuvent changer la limite déterminante même lorsque le nombre nominal de cycles reste identique.

Que signifie le facteur de marche selon le type d’actionneur linéaire ?

Dans l’exemple de Thomson, l’actionneur électrique fonctionne pendant 15 secondes puis reste au repos pendant 45 secondes, soit un facteur de marche moteur de 25 % (Thomson, Linear Actuators - Duty Cycle, consulté en 2026). Cette formule convient au temps d’alimentation d’un moteur; un vérin pneumatique exige en plus des contrôles de cycle, de vitesse, d’énergie et de durée de vie.

Le sens du terme change avec le composant étudié. Demandez ce qui est mis sous tension, ce qui se déplace et quelle limite le fabricant cherche à protéger.

Composant ou système	Mesure utile du service	Mécanisme limitant principal	Données à demander
Actionneur linéaire électrique	Pourcentage de temps moteur alimenté sur la période indiquée	Moteur, réducteur, frein, électronique, vis, température	Courbe charge-service, période de référence, limite ambiante, règle de maintien sous tension
Vérin pneumatique	Cycles/min, courses/min, vitesse, déplacement, énergie d’impact, heures de fonctionnement	Joints, guidages, amortissements, butées, passage d’air, contamination	Limite de fréquence/vitesse du modèle, données de charge et de moment, capacité d’amortissement, conditions d’essai
Bobine de distributeur	Temps sous tension ou service continu/intermittent de la bobine	Température de bobine et isolation	Tension, fréquence, limite ambiante, service nominal de la bobine
Compresseur	Temps en charge/de marche ou demande moyenne divisée par la capacité disponible	Température du moteur et de l’élément compresseur, méthode de régulation	Capacité FAD, plage de pression, réservoir, réserve, taux de charge cible

Ne transférez pas une valeur d’une ligne à l’autre. Une bobine prévue pour un service continu ne rend pas le vérin apte à cycler sans limite. Un vérin qui supporte le cycle mécanique ne prouve pas que l’actionneur électrique voisin peut rester alimenté pendant la même durée.

Pour une comparaison technologique plus large, consultez le guide des différents types d’actionneurs linéaires et celui sur le choix entre vérins pneumatiques et actionneurs électriques. Le guide terminologique vérin-actionneur explique la relation entre les catégories; utilisez cette page pour calculer le profil de service.

Comment calculer le facteur de marche d’un actionneur linéaire électrique ?

Thomson définit le facteur de marche d’un actionneur électrique comme le temps moteur alimenté divisé par la somme des temps sous tension et hors tension; son exemple WhisperTrak utilise 10 secondes de marche et 90 secondes d’arrêt, soit 10 % (Thomson, WhisperTrak Electric Linear Actuator, consulté en 2026). Calculez le rapport, puis vérifiez les conditions de charge et de température.

Utilisez la période de référence et la définition du fabricant:

Facteur de marche (%) = temps sous tension / (temps sous tension + temps hors tension) x 100

Supposons qu’une séquence machine comprenne 8 secondes de sortie, 7 secondes de rentrée, 5 secondes de maintien sous tension et 80 secondes avec le moteur hors tension:

Temps sous tension = 8 + 7 + 5 = 20 secondes
Période de référence = 20 + 80 = 100 secondes
Facteur de marche = 20 / 100 x 100 = 20 %

Comptez le temps de maintien uniquement lorsque le moteur, le frein ou le variateur reste alimenté selon la définition du produit. Un actionneur autobloquant qui maintient mécaniquement sa position hors tension présente un profil thermique différent d’un entraînement qui fournit un courant continu à l’arrêt.

Le pourcentage ne suffit pas. Thomson précise que le service admissible dépend de la charge nominale maximale et de la température ambiante. Un calcul valide doit donc également reprendre les conditions du produit utilisées pour fixer la limite. Consignez les six éléments suivants:

1. Durées mesurées de sortie et de rentrée.
2. Maintien sous tension, desserrage du frein, marche par à-coups et mouvements de réglage dans la séquence de production réelle.
3. Température ambiante.
4. Direction de charge, charge latérale, alignement du montage et réaction du mécanisme en extension complète.
5. Tension d’alimentation et limites du contrôleur.
6. Période de référence exacte de la fiche technique, y compris toute courbe de charge ou de température modifiant le pourcentage admissible.

N’approuvez jamais un actionneur sur la seule base d’un calcul de 20 % parce que sa brochure annonce 25 %. Les deux valeurs doivent utiliser la même charge, la même ambiance, la même convention de temps et la même configuration de produit.

Le service d’un vérin pneumatique est un autre problème d’ingénierie

SMC publie une fréquence maximale de 12 Hz pour son CM2-X3423 avec une course de 25 mm et de 15 Hz pour son CQ2-X3423 avec une course de 5 mm, dans les conditions de circuit recommandées (SMC, High Speed/High Frequency Cylinder, consulté en 2026). Le service pneumatique dépend donc du produit et des conditions.

L’air comprimé ne crée pas le même problème de refroidissement des enroulements qu’un moteur électrique. Les limites d’un vérin viennent du glissement répété, de l’état des joints, des charges de guidage, des impacts, de la capacité d’amortissement, du débit des tubes et du distributeur, de la lubrification, de la température, de la contamination et de la distance cumulée.

Un vérin sans tige peut répéter un mouvement linéaire sans tige de piston externe, mais la charge du chariot, la vitesse, l’entrée dans l’amortissement, le débit du circuit et la course cumulée définissent toujours son profil admissible.

Les limites électriques subsistent. Une bobine de distributeur peut rester alimentée pendant une longue temporisation alors que le vérin est immobile; elle continue donc à chauffer sans nouvelle course. Les capteurs et les freins ont leurs propres limites, tout comme les distributeurs proportionnels et les contrôleurs. Traitez chaque composant séparément au lieu de les ramener à un pourcentage unique de l’actionneur.

Pour un équipement pneumatique, le « temps de repos » n’est généralement pas la première variable de dimensionnement. Une pause de dix secondes peut refroidir la bobine d’un distributeur, mais elle n’efface pas le déplacement des joints, n’inverse pas une usure due à la charge latérale et ne réduit pas l’énergie cinétique du prochain impact de fin de course.

Utilisez la liste de contrôle des vérins pneumatiques rapides lorsque le temps de cycle est exigeant et examinez la charge latérale des actionneurs linéaires lorsque le centre de gravité de l’outil mobile est déporté.

Comment établir un profil d’utilisation pneumatique ?

ISO 19973-3:2015 définit les procédures d’essai de fiabilité et de compte rendu pour les vérins pneumatiques à tige, tandis qu’ISO 19973-1 impose la déclaration des conditions d’essai et une évaluation statistique (ISO, ISO 19973-3:2015, 2015; ISO, ISO 19973-1:2015, 2015). Établissez un profil de fonctionnement reproductible, pas une vague mention « 24 h/24, 7 j/7 ».

Commencez par un cycle machine complet. Consignez séparément chaque mouvement et chaque temporisation, puis calculez la fréquence et le déplacement.

Temps de cycle = sortie + temporisation sortie + rentrée + temporisation rentrée
Cycles par minute = 60 / temps de cycle en secondes
Déplacement aller-retour par cycle = 2 x course
Déplacement par poste = déplacement aller-retour x cycles par poste

Exemple: un vérin fonctionne à 6 cycles/min avec une course de 400 mm pendant un poste de 8 heures.

Cycles par poste = 6 x 60 x 8 = 2 880 cycles
Déplacement par cycle = 2 x 0,4 = 0,8 m
Déplacement par poste = 2 880 x 0,8 = 2 304 m, soit 2,304 km

Ce résultat ne prédit pas la durée de vie. Il quantifie l’exposition à comparer aux essais du fournisseur, aux intervalles de maintenance, aux données de joints, aux limites de guidage et à la perte de performance acceptable pour l’application.

Donnée du profil d’utilisation	À consigner	Pourquoi elle compte
Définition du cycle	Sortie, temporisation, rentrée, temporisation, cycles interrompus	Évite que différentes équipes comptent des événements différents
Course et fréquence	mm, cycles/min, heures/poste	Convertit le temps calendaire en cycles et en déplacement
Géométrie de charge	Masse, direction, déport du centre de gravité, moments	Définit les réactions dans les guidages et paliers
Mouvement	Vitesses moyenne et maximale, accélération, vitesse d’entrée dans l’amortissement	Détermine la demande de débit et l’énergie d’arrêt
Circuit pneumatique	Pression dynamique, distributeur, diamètre intérieur du tube, raccords, restriction d’échappement	Montre si le vérin manque de débit ou subit une contre-pression
Environnement	Température, particules, eau, huile, lavage, produits chimiques	Modifie les joints, le lubrifiant, la corrosion et la détection
Maintenance	Limites d’inspection, nettoyage, lubrification, réglage et remplacement	Rend les essais du fournisseur comparables aux pratiques de l’usine

Estimez la demande au point d’utilisation avec le calculateur de consommation d’air pneumatique. Si le débit disponible est connu mais que le temps de mouvement reste incertain, utilisez le calculateur de temps de course comme première estimation, puis confirmez la machine réelle par des mesures dynamiques.

Les limites qui déterminent le fonctionnement pneumatique à cadence élevée

La série haute fréquence SMC citée atteint 2 500 mm/s, mais son catalogue limite également l’énergie cinétique admissible entre 0,16 et 0,98 J selon le modèle et l’alésage (SMC, High Speed/High Frequency Cylinder, consulté en 2026). La fréquence, la vitesse, la charge et l’énergie d’arrêt doivent toutes être conformes.

Trouvez la limite la plus restrictive.

C’est la plus petite limite publiée qui gouverne la sélection. Un vérin peut satisfaire la cadence requise tout en étant inadapté parce que la charge utile atteint le flasque avec une énergie cinétique excessive. Les données d’ingénierie Parker demandent d’évaluer la capacité d’amortissement à partir de la charge mobile et de la vitesse maximale du piston (Parker, Pneumatic Actuator Application Engineering Data, consulté en 2026).

Contrôlez ces limites comme un système lié:

• Fréquence de fonctionnement: limite du modèle exact.
• Vitesse du piston ou du chariot: déplacement normal, zones d’accélération et de décélération.
• Énergie cinétique: masse mobile, vitesse maximale, orientation, force externe, condition d’entrée dans l’amortissement et capacité publiée du dispositif d’arrêt choisi.
• Charges et moments de guidage: centre de gravité de la charge utile sur chaque axe pertinent.
• Pression dynamique et débit: pression mesurée à l’orifice du vérin pendant la course la plus exigeante, avec le distributeur, les tubes, les raccords et l’échappement réels.
• Température: corps du vérin, joints, bobine du distributeur, capteur et enceinte environnante.
• Course cumulée: le nombre de cycles masque l’écart d’exposition mécanique entre une course d’essai de 5 mm et une course de production de 2 000 mm à la même fréquence.
• Critères de défaillance: fuite, dérive, perte de vitesse, jeu, erreur de capteur, usure des joints ou incapacité à terminer le cycle.

Un essai d’endurance ne vaut que pour la configuration déclarée. ISO 19973-1 rappelle que la durée de vie des composants varie et demande une interprétation statistique, des conditions documentées et des méthodes d’évaluation définies pour communiquer des résultats de fiabilité. Un seul échantillon prouve peu de choses.

Pour la production continue, le guide sur la durabilité des vérins sans tige en fonctionnement 24 h/24, 7 j/7 explique comment convertir les cycles en déplacement, en preuves de qualification et en plan d’essai pilote. Le guide des amortissements pneumatiques traite de l’arrêt du mouvement.

Comment comparer les valeurs de 25 %, 50 % et 100 % ?

IEC 60034-1:2026 s’applique aux machines électriques tournantes, tandis que Thomson indique que les facteurs de marche des actionneurs électriques varient avec la charge et la température ambiante (IEC, IEC 60034-1:2026, 2026; Thomson, Linear Actuators - Duty Cycle, consulté en 2026). Considérez 25 %, 50 % et 100 % comme des déclarations propres au produit, pas comme des classes universelles d’actionneurs.

Deux actionneurs marqués 25 % peuvent utiliser des périodes de référence différentes. L’un peut limiter cette valeur au-dessous d’une charge donnée; l’autre peut fournir une courbe charge-température. Même une valeur nominale de 100 % peut conserver des limites de force, de vitesse, de température ambiante, de montage, de courant du contrôleur, d’utilisation du frein ou de charge latérale admissible.

Suivez cette séquence de comparaison:

1. Identifier les références exactes.
2. Confirmer la définition du facteur de marche par le fabricant et la période de référence citée.
3. Comparer la charge continue et maximale dans les deux sens de course, avec la courbe charge-température pertinente si elle existe.
4. Vérifier la température ambiante.
5. Déterminer si le maintien sous tension, le freinage, les marches par à-coups, les inversions, la prise d’origine et les mouvements de réglage comptent comme temps de marche.
6. Vérifier séparément vitesse, charge latérale, jeu, durée de vie de la vis, utilisation du frein et limites du contrôleur.
7. Obtenir une clarification écrite qui nomme la séquence, la charge, la température et le montage réels si la fiche technique ne définit pas une condition nécessaire.

Pour un vérin pneumatique, ne convertissez pas ces pourcentages en programme de refroidissement supposé. Utilisez plutôt les informations publiées sur la fréquence, la vitesse, l’énergie cinétique, la charge, l’environnement et les essais de durée de vie.

Validation sur la machine avant la production

ISO 4414:2010 couvre les dangers significatifs des systèmes pneumatiques et inclut dans son domaine l’utilisation prévue, le réglage, la maintenance, la fiabilité de fonctionnement et la continuité de service (ISO, ISO 4414:2010, 2010). Validez l’actionneur sur la machine réelle au moyen de cycles mesurés, en appliquant les procédures de consignation et de protection du site.

Avant tout essai ou entretien, isolez les énergies électriques et pneumatiques dangereuses. L’OSHA 29 CFR 1910.147 exige la maîtrise des énergies électrique, mécanique, hydraulique, pneumatique, thermique et autres pendant les interventions concernées (OSHA, Control of Hazardous Energy, consulté en 2026).

Exécutez une séquence de validation maîtrisée:

1. Consigner la recette de production.
2. Ajouter la charge utile réelle, la course, l’orientation, la pression régulée, l’ambiance, le nombre de postes par jour et chaque mode de réglage ou de nettoyage qui déplace l’axe.
3. Mesurer les temps de sortie, de maintien, de rentrée et de retour sur un nombre suffisant de cycles répétés pour révéler une dérive.
4. Consigner le courant moteur et la température du carter pour les axes électriques; pour les axes pneumatiques, consigner le comportement du vérin, de la bobine du distributeur et de l’échappement.
5. Confirmer l’entrée dans l’amortissement à la charge et à la vitesse maximales.
6. Inspecter les montages, les guidages, les tubes, les câbles et les capteurs pour détecter les efforts de réaction ou les interférences.
7. Comparer chaque valeur mesurée à la limite produit applicable.
8. Définir des seuils d’arrêt pour la température, les fuites, les impacts, la dérive, la variation du temps de cycle, les bruits anormaux, le desserrage du montage, les erreurs de capteur et l’impossibilité d’atteindre la position commandée.

Ne validez pas uniquement au démarrage. Recontrôlez après une modification de la cadence de production, de l’outillage, de la charge utile, du programme de commande, du distributeur, des tubes ou de l’enceinte. Ces changements peuvent modifier le service sans changer la plaque signalétique de l’actionneur.

Un préhenseur plus lourd peut, par exemple, conserver le même nombre de cycles par minute tout en augmentant le moment de guidage et l’énergie d’arrêt. Un distributeur de remplacement plus petit peut laisser le programme inchangé tout en allongeant le temps de course et en réduisant la pression dynamique.

Un compte rendu de mise en service utile contient à la fois un chronomètre et un compteur kilométrique: le temps révèle l’exposition thermique, tandis que le nombre de cycles et le déplacement révèlent l’exposition mécanique. Ajoutez la géométrie de charge et l’énergie d’arrêt, et le dossier devient assez précis pour être comparé aux preuves du fournisseur.

FAQ sur le facteur de marche des actionneurs linéaires

L’exemple Thomson de 15 secondes de marche et 45 secondes d’arrêt donne 25 %, tandis que SMC publie des limites pneumatiques comme 12 Hz avec une course de 25 mm et 15 Hz avec une course de 5 mm (Thomson, consulté en 2026; SMC, consulté en 2026). La bonne réponse dépend de la technologie et des conditions du produit.

Un facteur de marche de 25 % est-il standard pour tous les actionneurs linéaires ?

Non. Thomson utilise 25 % comme exemple de calcul, pas comme valeur universelle. Le pourcentage admissible peut dépendre de la période de référence, de la charge, de la température ambiante, du contrôleur et du montage. Consultez la courbe du produit exact. Pour un vérin pneumatique, utilisez les données propres au modèle sur la fréquence, la vitesse, l’énergie, la charge et le déplacement au lieu d’importer ce pourcentage.

Un vérin pneumatique doit-il rester au repos 75 % du temps si un actionneur électrique est donné pour 25 % ?

Non. Une valeur électrique de 25 % protège normalement un actionneur motorisé dans des conditions définies. Elle ne crée pas une règle de repos pneumatique. Il faut toujours contrôler les cycles par minute, la vitesse du piston, l’énergie d’amortissement, la charge de guidage, la qualité de l’air, le service de la bobine, la température et la course cumulée dans la séquence réelle.

Le maintien sous tension compte-t-il dans le temps de marche électrique ?

Comptez-le lorsque l’alimentation reste appliquée. Dans une séquence de 100 secondes, 15 secondes de mouvement plus 5 secondes de maintien sous tension donnent 20 % de temps de marche selon cette définition, même si la sortie reste immobile pendant une partie de l’intervalle. Un mécanisme autobloquant peut être différent. Vérifiez le manuel du produit.

Un actionneur peut-il dépasser brièvement son facteur de marche nominal ?

Ne présumez pas qu’un dépassement bref est acceptable. Le résultat thermique dépend de la température initiale, de la charge, de l’ambiance, de la période de référence, de la protection du contrôleur et des règles de surcharge du fabricant. Une pause ultérieure n’autorise pas automatiquement l’écart. Utilisez les limites écrites du produit ou obtenez l’approbation du fournisseur pour l’application avant de modifier la séquence.

Le facteur de marche de la bobine du distributeur entre-t-il dans le calcul du vérin pneumatique ?

Suivez-le séparément. Le profil mécanique du vérin couvre mouvement, vitesse, énergie, charge et déplacement. La bobine possède sa propre limite de temps sous tension et de température ambiante. Le vérin peut s’arrêter pendant une longue temporisation alors que la bobine reste alimentée; le composant électrique peut donc être la première limite thermique.

La réponse pratique est simple: calculez le temps sous tension du moteur pour les actionneurs électriques, décrivez le profil de fonctionnement complet des vérins pneumatiques et validez chaque composant selon ses propres limites documentées. Le « facteur de marche » n’est utile que lorsque la variable contrôlée et les conditions de référence sont nommées.

Références techniques externes et dates de consultation

Thomson, Linear Actuators - Duty Cycle. Consulté le 15 juillet 2026.

Thomson, WhisperTrak Electric Linear Actuator. Consulté le 15 juillet 2026.

SMC, High Speed/High Frequency Cylinder CM2/CQ2-X3423. Consulté le 15 juillet 2026.

ISO 19973-1:2015, Pneumatic Component Reliability - General Procedures. Consulté le 15 juillet 2026.

ISO 19973-3:2015, Pneumatic Cylinder Reliability Testing. Consulté le 15 juillet 2026.

IEC 60034-1:2026, Rotating Electrical Machines - Rating and Performance. Consulté le 15 juillet 2026.

Parker, Pneumatic Actuator Application Engineering Data. Consulté le 15 juillet 2026.

ISO 4414:2010, Pneumatic Fluid Power Safety Requirements. Consulté le 15 juillet 2026.

OSHA 29 CFR 1910.147, Control of Hazardous Energy. Consulté le 15 juillet 2026.