À quoi ça sert ? Comment ça marche ? Ce qu’il faut retenir.

C’est quoi ?

C’est un appareil qui fait avancer un vérin ou tourner un moteur à vitesse constante, même si l’effort à fournir change. Pour cela, il laisse passer toujours la même quantité d’huile par minute (le « débit »).

Sa particularité : il a trois trous au lieu de deux. Une entrée, une sortie qui va vers la machine, et une troisième sortie qui renvoie l’huile en trop vers le réservoir.

C’est comme le trop-plein d’un lavabo : si vous ouvrez le robinet à fond, l’eau en trop part tranquillement par le petit trou du haut. Le niveau reste juste ce qu’il faut, sans forcer et sans déborder.

Comment ça marche ?

La pompe envoie souvent plus d’huile que nécessaire. Il faut donc évacuer le surplus quelque part.

À l’intérieur, un passage étroit (l’étrangleur) laisse filer juste le bon débit vers la machine. À côté, une petite vanne mobile (la balance) s’ouvre plus ou moins pour renvoyer l’huile en trop vers le réservoir.

Le point important, c’est où part cette huile en trop. Ici, elle sort tout de suite à faible pression, juste à côté. Elle ne chauffe presque pas et ne gaspille presque rien.

Pensez à une autoroute bouchée : plutôt que de forcer toutes les voitures dans un péage minuscule (ça bloque et ça chauffe les moteurs), on ouvre une bretelle de sortie juste avant. Les voitures en trop s’échappent sans effort. C’est exactement ce que fait la troisième voie.

Résultat : la pompe travaille à une pression à peine plus haute que celle dont la machine a besoin. On économise beaucoup d’énergie et l’huile chauffe moins.

À quoi ça ressemble sur un schéma ?

Un cadre en pointillés avec trois raccords. Une flèche en biais au milieu : c’est le passage réglable. Un petit symbole de vanne à ressort part sur le côté vers le réservoir : c’est la sortie de l’huile en trop.

Dans quel cas on l’utilise ?

• Faire descendre lentement et régulièrement un plateau, même quand la charge dessus change.
• Régler la petite vitesse d’un moteur qui entraîne un tambour.
• Quand on veut la même vitesse ET une facture d’énergie plus basse (huile moins chaude, pompe moins forcée).

Ce qu’il ne faut pas faire (et pourquoi)

• Le monter à l’envers. Il ne fonctionne que dans un sens. Monté à l’envers, il ne règle plus rien.
• Le placer à la sortie du vérin. Il doit être placé à l’entrée de la machine. Ailleurs, il ne peut pas faire son travail.
• Boucher ou mal brancher la troisième sortie. Si l’huile en trop ne peut pas s’échapper facilement, on perd tout l’avantage : ça force et ça chauffe.

Les mots à connaître

Mot technique	Ce que ça veut dire en clair
Débit	La quantité d’huile qui passe par minute (en litres/minute). C’est lui qui donne la vitesse.
Pression	La « force » de l’huile (en bar), comme quand on bouche un tuyau d’arrosage.
Étrangleur	Un passage étroit qui freine l’huile pour ne laisser passer que ce qu’il faut.
Balance de pression	La petite vanne mobile qui s’ouvre pour évacuer l’huile en trop et garder la vitesse stable.
Dérivation	Un chemin de côté par lequel l’huile en trop s’échappe (comme une bretelle de sortie).
Réservoir	Le bac où l’huile revient et attend d’être renvoyée par la pompe.
Laminage	Forcer l’huile dans un petit passage sous forte pression : ça la fait chauffer et gaspille de l’énergie.
Meter-in	Régler le débit à l’entrée de la machine (le bon endroit pour cet appareil).

Pour aller plus loin

• Fiche expert : 07_03_regulateur_debit_3voies_EXPERT.md (formules, calcul d’économie d’énergie, réglages, pannes).
• Fiche 07.02 — Régulateur de débit 2 voies : le « cousin » qui, lui, renvoie l’huile en trop par le circuit de sécurité (plus gourmand en énergie).
• Fiche 07.01 — Limiteur de débit : la version simple, sans la balance qui garde la vitesse stable.

Niveau ⭐⭐ · Module 07 · Normes : ISO 1219-1, ISO 4401/CETOP, ISO 4406, DIN 24 340

1. Définition en une phrase

Le régulateur de débit 3 voies est un régulateur compensé en pression qui associe un étrangleur (restricteur de mesure) et une balance de pression montée en dérivation, laquelle évacue le débit excédentaire par une 3ᵉ voie vers le réservoir au lieu de le laisser laminer au limiteur de pression principal — garantissant un débit régulé constant vers l’actionneur avec un excellent rendement énergétique [NL_124 ; SOUPAPES DE DEBIT p.24].

2. Principe de fonctionnement

Comme le régulateur 2 voies (fiche 07.02), le débit passant dans l’étrangleur suit Q = K·S·√Δp : à section S fixe, seule la perte de charge Δp aux bornes du restricteur pilote le débit. Maintenir Δp constant revient donc à maintenir Q constant [NL_123 ; NL-21].

La différence est topologique : ici la balance est un limiteur de pression normalement fermé (NF) monté en dérivation (parallèle), et non une réduction NO en série. Au repos, l’étranglement de la balance est fermé. Dès qu’un excédent de débit se présente, la balance s’ouvre de façon variable et dérive le surplus vers la 3ᵉ voie (réservoir, ou selon le modèle un autre récepteur), en maintenant en permanence Δp ≈ tarage du ressort (≈ 10 bar) aux bornes de l’étrangleur [VALVES de DEBIT §2.2 ; SOUPAPES DE DEBIT p.24 ; Regul Q].

Conséquence énergétique majeure : la pression amont s’établit à P_pompe ≈ P_charge + Δp_balance (charge + ~10 bar). Le débit excédentaire lamine donc à la pression de la charge + 10 bar, et non au tarage élevé du limiteur principal. Comme P = p × Q, la puissance appelée à la pompe chute fortement par rapport au 2 voies, où tout le débit de pompe est porté au tarage du limiteur principal [NL_124 ; SOUPAPES DE DEBIT p.24 ; Regul Q].

Repérage des orifices : P (entrée), A = CF (Control Flow, débit régulé), B = EF (Excess Flow, débit excédentaire) [NL_124]. Le composant est unidirectionnel et se monte exclusivement en meter-in (entrée d’actionneur) : il régule le débit de pompe en amont du récepteur et a besoin d’un excédent à dériver — un montage meter-out est inopérant [NL_124 ; connaissances générales]. À ne pas confondre avec le diviseur de débit à tiroir (fiche 07.04) [NL_124].

3. Symbole ISO 1219-1

Rectangle d’ensemble en trait mixte fin regroupant : un étrangleur variable (flèche oblique = compensation) en série P → A, et une balance (symbole de limiteur de pression NF, ressort + pilotage) en dérivation vers B. Trois orifices P, A (CF), B (EF). Souvent complété d’un clapet anti-retour by-pass autorisant le passage libre en sens inverse [NL_124 ; SOUPAPES DE DEBIT ; connaissances générales].

        P ──►──[ étrangleur ⤢ ]──►── A (CF, débit régulé → actionneur)
                     │
                     └──►──[ balance NF ⌇ ]──►── B (EF, excédent → réservoir)

Attention : le symbole simplifié est proche de celui du régulateur 2 voies — seule la 3ᵉ voie B les distingue [VALVES de DEBIT §2.1.1].

5. Paramètres dimensionnants

• Plage de débit à réguler : choisir un calibre adapté ; ne pas surdimensionner (pas d’appareil 100 L/min pour 0,5 L/min) [NL-21].
• Tarage du ressort de balance (Δp) : fixe la précision et les pertes résiduelles [SOUPAPES DE DEBIT].
• Pression maxi d’alimentation et tenue en pression de tous les orifices, y compris B [NL-21].
• Type de montage : embase ISO 4401/CETOP, en ligne, ou cartouche à visser ; positions autorisées [NL-21].
• Destination de la 3ᵉ voie B : réservoir ou autre récepteur (mise sous pression possible) [NL_124].
• Option étrangleur à paroi mince : rend le débit quasi insensible à la viscosité/température [SOUPAPES DE DEBIT p.21] ; sensibilité à la pollution → classe ISO 4406.

6. Exemple concret — application terrain

Pompe à cylindrée fixe 100 L/min, limiteur principal taré à 210 bar, actionneur sous charge 50 bar, débit régulé requis 60 L/min (excédent 40 L/min), ressort de balance 10 bar [valeurs sourcées NL_124, fig. 3-4].

• Régulateur 2 voies : l’excédent ne peut sortir que par le limiteur principal → la pompe monte à 210 bar. P_pompe = 100 × 210 / 600 = 35 kW.
• Régulateur 3 voies : la balance dérive l’excédent à 50 + 10 = 60 bar → la pompe reste à 60 bar. P_pompe = 100 × 60 / 600 = 10 kW.
• Puissance utile actionneur : 60 × 50 / 600 = 5 kW.
• Rendement : 2 voies η ≈ 5/35 ≈ 14 % ; 3 voies η = 5/10 = 50 %. Économie ≈ 25 kW à travail utile identique, l’essentiel du gain évitant une conversion en chaleur [NL_124 ; Regul Q].

7. Points de vigilance et réglages

• Mettre la machine en sécurité, démarrer étrangleur fermé (vitesse faible), ouvrir progressivement jusqu’à la vitesse voulue, régler aux conditions nominales (température de fluide), puis bloquer/plomber et noter le débit sur le schéma [NL-21].
• Respecter la position de montage : le saut au démarrage est nul devant un distributeur à centre tandem, limité côté fond de vérin, important côté tige [SOUPAPES DE DEBIT p.23]. Une butée de course de tiroir de balance atténue ce saut [SOUPAPES DE DEBIT p.22].
• Vérifier le sens de montage (appareil unidirectionnel) et le raccordement correct de la voie B [NL_123 ; NL_124].

8. Erreurs fréquentes et symptômes

Erreur / Défaut	Symptôme observé	Cause probable
Montage à l’envers (sens inversé)	Aucune régulation, débit non maîtrisé	Appareil unidirectionnel monté à contresens [NL_123]
Montage en meter-out	Régulation inopérante / instable	3 voies exige un montage meter-in (excédent à dériver en amont) [NL_124 ; connaissances générales]
3ᵉ voie B mal raccordée / contre-pression	Perte de l’économie d’énergie, échauffement	Excédent laminé à trop haute pression [NL_124]
Saut au démarrage	À-coup de vitesse au lancement	Position de montage défavorable (côté tige) [SOUPAPES DE DEBIT]
Réglage hors conditions nominales	Vitesse dérive en régime chaud	Viscosité/température non représentatives au réglage [NL-21]
Étrangleur/tiroir pollué	Débit instable, vitesse irrégulière	Contamination du fluide (ISO 4406) [connaissances générales]

9. Liens avec les autres composants

• Régulateur 2 voies (fiche 07.02) : même fonction, balance en série ; se référer à cette fiche pour la comparaison directe [NL_123].
• Limiteur de débit (07.01) : l’étrangleur seul, non compensé.
• Balance de pression / compensateur (02.09, NL-44) : organe qui maintient la Δp.
• Limiteur de pression principal (module 06) : reste fermé en régulation 3 voies — d’où l’économie.
• Meter-in / meter-out (07.06) et diviseur de débit (07.04) : positionnement et distinction.
• Clapet anti-retour by-pass (08.01) : passage libre en sens inverse.
• Alternative pour le débit excédentaire : pompe à cylindrée variable [NL-10].

10. Normes et réglementation

• ISO 1219-1 — Symboles graphiques et schémas hydrauliques.
• ISO 4401 / CETOP — Plans de pose des embases.
• ISO 4406 — Classes de propreté du fluide (étrangleur sensible à la pollution).
• DIN 24 340 — Complément de l’ISO 1219 pour les schémas.