Les verrous électromagnétiques sont utilisés dans de nombreux systèmes industriels pour maintenir, verrouiller ou sécuriser des éléments mécaniques.
Leur efficacité dépend directement de la force de maintien qu’ils peuvent exercer.
Choisir un verrou trop faible peut entraîner un risque de déverrouillage intempestif, tandis qu’un modèle surdimensionné augmente inutilement la consommation et l’encombrement.
Voici les paramètres à prendre en compte pour dimensionner correctement un verrou électromagnétique.
Comprendre la notion de force de verrouillage
La force de maintien d’un verrou électromagnétique se mesure en daN (décanewtons).
1 daN correspond à environ 1 kgf (soit la force exercée par une masse de 1 kg sous la gravité terrestre).
Ainsi, un verrou de 300 daN peut résister à un effort de traction équivalent à 300 kg.
Cette force dépend principalement de :
- la surface de contact entre le noyau magnétique et la pièce à retenir,
- la qualité du matériau magnétique,
- la puissance de la bobine,
- et la tension d’alimentation appliquée.
Évaluer les contraintes mécaniques de l’application
Avant de choisir un modèle, il faut identifier les efforts mécaniques que le verrou devra supporter :
- Effort en traction : le plus fréquent, lorsque le verrou maintient une porte, un capot ou une trappe fermée contre une force d’ouverture.
- Effort en cisaillement : typique des applications de levage, de tables élévatrices ou de chariots industriels, où le verrou est soumis à une force parallèle au plan d’appui.
- Effort dynamique : en cas de vibrations, de chocs ou de mouvements répétés.
Un verrou mal positionné peut voir sa force de maintien réduite de moitié.
Il est donc recommandé de toujours travailler en traction directe, ou de prévoir un guide mécanique pour les applications à cisaillement.
Prendre en compte la sécurité et le mode de fonctionnement
Le choix de la logique de sécurité influence directement le dimensionnement :
- Sécurité positive (fail-safe) : le verrou est alimenté pour maintenir la position et se libère en cas de coupure de courant.
→ Recommandée lorsque la sécurité des personnes prime (issues de secours, portes d’accès). - Sécurité négative (fail-secure) : le verrou reste verrouillé hors tension et ne se libère que lorsqu’il est alimenté.
→ Recommandée pour les équipements nécessitant une sécurité permanente (armoires techniques, machines de production).
Le mode choisi conditionne la puissance du champ magnétique et donc la consommation électrique du verrou.
Adapter la force au type d’équipement
| Type d’équipement | Force recommandée | Exemples de produits Perjes |
| Porte légère, trappe d’accès | 100 à 300 daN | VSR 30-50, VSC 30-60 |
| Porte ou capot industriel | 300 à 600 daN | VSC 40-80 |
| Porte d’accès lourd ou portail | 600 à 1000 daN | VSCP 50-150 |
| Table élévatrice, dispositif de levage | 2000 daN et plus | VA1 / VA3 |
| Application de maintien ou maintien d’urgence | 20 à 50 daN | Ventouse VEM / VDM |
Ces valeurs peuvent varier selon la géométrie des pièces, la présence de ressorts de rappel ou de contrepoids, et la nature des contraintes exercées.
Tenir compte de la tension et de la consommation
Un verrou électromagnétique doit être alimenté avec une tension stable pour garantir sa force nominale.
Perjes propose des modèles en 12 VCC ou 24 VCC (et sur demande en 48 ou 230 V).
Quelques repères :
- Les verrous VSC / VSR consomment entre 5 et 15 W.
- Les modèles VSCP atteignent environ 25 W.
- Les verrous antidérive VA3 utilisés pour le levage peuvent dépasser 40 W.
Une marge de 10 à 15 % peut être prévue sur la tension d’alimentation pour compenser les pertes liées à la longueur de câble ou aux variations de charge.
Exemple de calcul simplifié
Une porte métallique de 80 kg est soumise à un effort d’ouverture estimé à 150 kgf (≈ 1500 N).
Le verrou doit pouvoir résister à cet effort, avec un coefficient de sécurité de 2, soit une force minimale de 300 daN.
Le modèle VSC 30-60 (force de 300 daN sous 24 VCC) conviendra à cette configuration.
S’il s’agit d’un environnement soumis à des vibrations ou à des efforts latéraux, il sera préférable de choisir un VSC 40-80 (600 daN) ou d’ajouter un dispositif mécanique de guidage.
Les apports du bureau d’études Perjes
Le bureau d’études Perjes accompagne les fabricants et intégrateurs dans le dimensionnement sur mesure de leurs systèmes de verrouillage :
- simulation des efforts selon la géométrie de la pièce,
- calcul du champ magnétique et de la densité de flux,
- optimisation du bobinage et du matériau magnétique,
- adaptation des tensions d’alimentation,
- tests de tenue mécanique en laboratoire.
Chaque verrou est ainsi ajusté pour garantir une force stable et un fonctionnement fiable sur toute la durée de vie du système.
En résumé
Le bon dimensionnement d’un verrou électromagnétique repose sur l’équilibre entre force mécanique, consommation électrique et logique de sécurité.
Une analyse précise des efforts à supporter, de la tension disponible et des conditions d’utilisation permet de choisir un modèle adapté, durable et conforme aux normes de sécurité en vigueur.
Perjes, fabricant français de verrous et systèmes électromagnétiques, conçoit des solutions de verrouillage adaptées à chaque environnement industriel, avec des forces de maintien allant de quelques dizaines à plusieurs milliers de daN.
