Nous suivre Industrie Techno

Efficacité énergétique : chassez le gaspi dans votre usine

CLÉMENT CYGLER

Sujets relatifs :

,
L'amélioration de l'efficacité énergétique n'est pas uniquement une préoccupation d'élus et d'architectes. L'augmentation constante des prix de l'électricité pousse également le secteur industriel à intégrer de plus en plus de dispositifs pour limiter sa consommation.

Après l'ensemble résidentiel-tertiaire et les transports, l'industrie est le secteur le plus vorace en énergie en France. Depuis quelques années, des démarches d'amélioration de l'efficacité énergétique sont progressivement apparues dans les usines. Par respect pour la planète, certes, mais aussi et surtout pour des raisons économiques. Ces efforts commencent à porter leurs fruits et ont permis au secondaire de diminuer de près de 10 % sa consommation d'électricité entre 2008 et 2009. Mais, avec un gisement d'économies potentielles estimé à 40 % des 110 TWh (1012Wh) d'électricité consommée annuellement, la tâche reste ample. Industrie et Technologies vous donne cinq pistes pour progresser dans cette voie.

1 Réalisez un diagnostic

La première étape consiste à traquer les kWh perdus via un diagnostic énergétique de votre usine. Effectué par des bureaux d'études ou d'ingénierie, il recensera les principaux postes de consommation énergétique des procédés de fabrication, des services généraux et des locaux. « Il est nécessaire de déterminer les postes énergivores, et d'effectuer une comparaison avec une simulation de la consommation obtenue par la mise en oeuvre de solutions plus performantes », explique Roland Gérard, chef-adjoint au service entreprise et écotechnologies de l'Ademe. L'analyse du process peut aboutir à l'élaboration d'actions dites standard, comme la modification des luminaires ou l'installation d'un variateur de vitesse. Une estimation assez précise de l'économie en kWh potentielle est alors possible. Dans d'autres cas, les améliorations plus spécifiques entraînent une révision d'une partie des installations, rendant difficile l'évaluation du bénéfice avant leur mise en place.

2 Supprimez le gaspillage

Avant de modifier en profondeur leur matériel, les industriels doivent gérer au mieux l'existant, en renforçant la surveillance et la mesure. « Un meilleur réglage des machines et une amélioration de la maintenance entraînent une utilisation plus efficace de l'énergie. Il faut donc vérifier régulièrement que la consommation d'énergie par produit fabriqué ne dépasse pas un seuil fixé », appuie Bernard Declerk, chef du département Eco-efficacité et procédés industriels chez EDF. Spécialement sur des machines travaillant à cadences élevées, qui se dérèglent suite aux vibrations qu'elles produisent ou à cause de microcoupures de courant. La surveillance de ces ratios énergétiques passe par la mise en place de capteurs et de compteurs numériques qui peuvent être couplés à un système de management de l'énergie. Ce dernier sera capable, par exemple, d'optimiser l'utilisation des équipements, voire d'arrêter automatiquement une machine qui tourne à vide.

Une maintenance attentive identifiera également les possibles fuites sur le réseau d'air comprimé et réduira le temps entre l'apparition du problème et sa résolution. Ces circuits sont très gourmands en énergie. D'après Pascal Dumoulin du bureau d'études Air comprimé énergie, « une fuite d'air comprimé, à 7 bars de pression à travers un trou de 3 millimètres de diamètre, engendre une perte de plus de 3 000 euros par an pour l'exploitant. »

3 Modifiez l'éclairage

Parfois oublié par les industriels, l'éclairage est un petit poste de consommation électrique, dont la modification présente un retour sur investissement court. Une solution consiste à aller chercher la lumière naturelle, lorsque les bâtiments l'autorisent. L'automatisation et l'utilisation de ballasts électroniques ou LED sont aussi à préconiser pour obtenir un éclairage économe. Lorsque les luminaires ont été installés avant les machines, l'industriel doit réfléchir à la réimplantation de ceux-ci en fonction des équipements présents. Cela évite d'éclairer inutilement le dessus de certains appareils. « Depuis le remplacement et la réimplantation de nos vieux néons par des tubes de basse consommation nous avons moins de luminaires, tout en ayant un niveau d'éclairage supérieur. Une baisse de près de 66 % de notre consommation électrique, a été enregistrée », précise Pascal Petit, responsable du service technique sur le site meusien d'Essilor. Attention toutefois : des normes existent (EN 12464 et EN 60598). Elles précisent l'intensité lumineuse nécessaire sur les différents postes de travail. Une étude d'éclairage peut se révéler indispensable, notamment avec la technologie des LED qui pose, pour certains modèles, des problèmes d'éblouissement.

4 Changez la motorisation

À la différence des luminaires qui n'ont qu'un faible impact sur la facture énergétique totale de l'usine, les systèmes d'entraînement consomment près de 70 % de l'électricité utilisée dans l'industrie. En raison du coût important des nouvelles technologies de motorisation, les décideurs attendent en général d'être dans l'obligation de remplacer leurs vieux moteurs par des modèles à haut rendement, de type asynchrone ou à aimants. « Le surcoût, estimée à 30 %, est pourtant faible quand on regarde le coût d'exploitation sur dix ans. Le prix d'achat et la maintenance ne représentent respectivement que 2 % et 3 % de ce coût, alors que 95 % est lié à la consommation électrique », détaille Alain Bondoux, responsable distribution et services chez le constructeur de systèmes d'entraînement Leroy-Somer. À Stenay, à quelques kilomètres de la frontière belge, la papeterie Ahlstrom Labelpack a remplacé en 2010 quatre de ces anciens moteurs par des unités à haut rendement. L'investissement de 100 000 euros a fait passer le rendement de l'installation de 60 à 90 % et sera rentabilisé en 18 mois. Un retour sur investissement court, qui s'explique par le fonctionnement en continu des moteurs. Habituellement, de tels changements s'avèrent rentables en trois ans. C'est long, parfois démotivant. Cela explique le faible taux d'implantation des moteurs dits de classe IE2 (pour International efficiency 2), qui présentent des rendements supérieurs à 88 %. Une situation qui devrait toutefois vite évoluer avec l'application de la directive européenne EuP qui interdira aux constructeurs de machines de proposer des moteurs d'un rendement inférieur à celui de la catégorie IE2, dès le 11 juin prochain.

Équiper les moteurs de variateurs électroniques de vitesse (VEV) est une autre possibilité pour faire des économies. En adaptant la puissance de la machine aux fluctuations de charge, ils induisent une réduction de l'ordre de 20 à 30 % sur la consommation électrique. Cette solution n'est toutefois pas à préconiser sur tous les procédés, sa mise en oeuvre dépendant essentiellement des variations de vitesse du moteur en aval. Pour une machine fonctionnant régulièrement à plus de 75 % de sa charge, ce dispositif s'avérerait inutile. De moins en moins onéreux, ces VEV sont désormais aussi installés sur des compresseurs, des pompes et des systèmes de ventilation. « La mise en place de deux compresseurs et de deux moteurs, tous équipés de VEV, nous a permis de réduire de près de 25 % notre consommation énergétique. Désormais, seulement 1 100 kWh sont utilisés par tonne de produits finis, au lieu des 1 400 kWh avant optimisation » appuie Regis Reig, directeur industriel de Tencate Geosynthetics France, spécialisé dans la fabrication de géotextiles.

5 Récupérez l'énergie

Au lieu d'économiser de l'énergie, il est également possible de la récupérer. Des systèmes de captage peuvent ainsi être installés aux endroits clés du process pour recueillir l'énergie perdue par les machines et la réutiliser. Dissipée sous forme de chaleur, l'énergie consommée par un compresseur peut ainsi servir à chauffer des locaux, préchauffer de l'eau chaude sanitaire, voire être réintégrée dans le process. Développée par Siemens, la technologie de variateur « quatre cadrans » permet, quant à elle, d'inverser le sens du moteur pour en faire un générateur. Ce dispositif collecte l'énergie de freinage et la restitue sur le réseau électrique. « L'intégration de ces systèmes de récupération offre un fort potentiel d'économie. Mais, il faut que cela soit praticable sans grande modification du process pour que l'investissement soit rentable rapidement », précise Pascal Dumoulin. Si l'industriel n'a aucun moyen de réutiliser l'énergie récupérée, il pourra toujours la revendre à un réseau de chaleur à proximité de son usine.

POTENTIEL

Le gisement d'économies d'énergie dans l'industrie française est estimé à 64 TWh/an dont 41 pour l'électricité.

Coup de pouce pour les industriels

Optimiser l'efficacité énergétique est synonyme d'investissement. Des aides ont été créées pour motiver les industriels refroidis par les coûts impliqués :

L'Ademe et les Conseils régionaux financent une partie des diagnostics de performance énergétique, à hauteur de 50 % pour les grandes entreprises et jusqu'à 70 % pour les TPE. Les certificats d'économie d'énergie (CEE) sont délivrés aux industriels qui ont entrepris des travaux d'optimisation de la consommation électrique. Ceux-ci les échangent à leur fournisseur d'énergie contre des remises de prix ou des contributions à leurs investissements.

Essilor optimise l'éclairage

Fabricant de verres ophtalmiques, Essilor a entrepris, entre 2008 et 2010, une démarche d'optimisation de l'efficacité énergétique sur son usine des Battants, dans la Meuse. L'identification des économies, après la mise en place des premières améliorations, a démontré le bien fondé de ces actions aux gestionnaires, parfois réticents au départ. Grâce aux travaux effectués sur l'éclairage, le site d'Essilor offre désormais de meilleures conditions de travail aux opérateurs.

66 %

C'est la réduction de la consommation des luminaires, grâce aux néons basse consommation soit une économie de 8 000 euros par an.

20 MWh/an

C'est la baisse de consommation annuelle constatée depuis l'installation d'un compresseur équipé d'un variateur de vitesse.

100 kW

C'est la diminution de la puissance souscrite auprès du fournisseur d'énergie, soit 10 000 euros.

PRATIQUEAIDER ET SENSIBILISER LES ENTREPRISES

Plusieurs structures comme l'Ademe ou les Centres techniques industriels du Cetiat ou du Cetim accompagnent les industriels dans leurs démarches d'amélioration de la consommation énergétique. Les PME peuvent également s'adresser, dans les régions françaises fortement industrialisées, aux chambres de commerce et d'industrie (CCI). Des chargés de mission « Maîtrise d'énergie » aux CCI organisent des réunions et des formations afin de faire découvrir aux industriels les mesures à mettre en place. Ils font même parfois bénéficier les industriels de prédiagnostics gratuits, qui consistent en l'analyse de leurs installations pendant trois ans.

« L'air comprimé, véritable allié des pertes énergétiques »

PASCAL DUMOULIN, RESPONSABLE DU BUREAU D'ÉTUDES AC ENERGIE ET PARRAIN DU PROGRAMME EUROPÉEN MOTOR CHALLENGE.

Largement utilisé dans les process industriels, l'air comprimé est un gouffre énergétique, pouvant représenter jusqu'à 40 % de l'électricité consommée par une entreprise. Les rendements très faibles (proche de 10 %) des installations de production d'air comprimé en font des cibles de premier ordre lorsqu'on s'attaque à la consommation d'énergie. L'instauration d'un plan de maintenance régulier (2 à 4 opérations par an) permet déjà de réduire de moitié le taux de fuite, qui est en moyenne de 30 %. L'amélioration du pilotage des compresseurs pour ajuster au mieux la pression conduit également à des économies de près de 20 % sur la facture énergétique du poste. Accompagner ces solutions par l'installation de variateurs de vitesse ou de récupérateur d'énergie et on peut encore grappiller quelques euros supplémentaires.

vous lisez un article d'Industries & Technologies N°0933

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2011 d'Industries & Technologies

Bienvenue !

Vous êtes désormais inscrits. Vous recevrez prochainement notre newsletter hebdomadaire Industrie & Technologies

Nous vous recommandons

Faites de l'or avec les données

Faites de l'or avec les données

La démarche d'open data, qui consiste à rendre accessibles des données variées, a été initiée par les administrations. Elle représente une opportunité[…]

01/11/2012 | EXPÉRIENCES
ISO 50 001 : pilotez vos performances énergétiques

ISO 50 001 : pilotez vos performances énergétiques

Comment protéger son réseau informatique

Comment protéger son réseau informatique

SPÉCIAL BUREAU D'ÉTUDES

SPÉCIAL BUREAU D'ÉTUDES

Plus d'articles