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Ils jouent la carte de l'économie d'énergie

Mathilde Fontez

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Les compresseurs sont au coeur du process. Et comme partout dans l'usine, la chasse au gaspi est ouverte.

Dans l'industrie, l'air comprimé compte parmi les premiers postes de dépenses : en moyenne, il représente 10 % du budget dédié aux utilités. Colossal. Au même titre que pour leurs cousins, les moteurs, les industriels commencent à réfléchir en termes de « coût global de possession » et non plus seulement d'investissement. La raison est toujours la même : l'énergie coûte cher. Pour un compresseur, elle représente 75 % du coût global (contre 15 % pour l'investissement et le reste en maintenance). Les fabricants qui n'avaient pas pris la direction de l'économie énergétique sont donc en train d'y venir. Au menu : compresseurs à vis peu gourmands et variation de vitesse.

Les petits compresseurs ont une durée de vie de sept à quinze ans ; les gros, les plus courants, de quinze à vingt-cinq ans. Privilégier des solutions plus chères à l'achat, mais peu gourmandes en énergie, revient donc à choisir la solution la plus économe. C'est la tendance actuelle. De la même manière qu'après les premiers chocs pétroliers, les industriels sont devenus très attentifs à leurs dépenses d'énergie. « Nous avons privilégié cette direction depuis longtemps, et nous en sommes maintenant récompensés », se félicite Gérard Plançon, directeur commercial chez Atlas Copco.

Adaptés aux besoins en débit et pression

Autres clients des fabricants de compresseurs, les intégrateurs. Ils se montrent encore plus pointilleux que les industriels au sujet de la consommation d'énergie, dans la mesure où ils sont contraints sur le rendement global de leur machine. La solution : choisir des compresseurs à bon rendement (80 % pour les meilleurs), parfaitement adaptés aux besoins en termes de débit et de pression.

Dans des process existants, jouer sur le rendement des compresseurs peut même permettre à l'industriel d'adapter le rythme de sa production. « Chez l'un de nos clients, l'augmentation de la production nécessitait une pression plus importante, mais l'installation existante nous limitait en termes d'électricité et de tuyauterie. Nous avons simplement remplacé le surpresseur dont le rendement ne dépassait pas 60 % par un compresseur à vis d'un rendement de 80 %. Ainsi, nous avons contourné le problème et garanti la pression et le débit tout en conservant l'installation », raconte Brice Ladret, président d'Aerzen France. Ce genre de cas est courant. Dans la course au rendement, de nombreux industriels produisent au-delà des possibilités de leurs outils.

Deuxième étape vers un air comprimé moins gourmand : la variation de vitesse. Elle offre la possibilité d'adapter la vitesse de rotation du compresseur en fonction des besoins. En conséquence, le profil de consommation, une fois évalué, peut être suivi fidèlement par le compresseur. Cela justifie d'autant plus qu'au moins de 80 % des installations industrielles ont une production extrêmement variable. Un autre paramètre finira de convaincre les industriels d'opter pour la vitesse variable : le prix. « Il a beaucoup baissé ces dix dernières années. Cela a donné accès à des solutions complètes variateur-compresseur très intéressantes qui peuvent entraîner des économies de plus de 30 % », souligne Brice Ladret. Selon lui, « près de 80 % des process peuvent accepter la vitesse variable ». De plus, une telle installation est valorisée fiscalement dans le cadre des certificats d'économie d'énergie... Que demander de plus ?

Autre piste pour réduire la consommation : la chasse aux fuites. Les réseaux d'air comprimé courent dans toute l'usine. Les risques de fuite sont partout. Ils peuvent atteindre 15, 20, 30... et jusqu'à 50 % de la consommation totale ! « Jusqu'à 15 20 %, cela reste correct concède Gérard Plançon. Mais, au-delà de 30 %, il faut faire quelque chose. » Il ne reste plus qu'à traquer les fuites à l'aide de capteurs à ultrasons.

De petites installations spécifiques

En matière de fuites, la solution peut également prendre des voies détournées. Pour les applications éloignées dans le réseau, pourquoi ne pas privilégier l'installation d'un petit compresseur spécifique, plutôt que de relier toute l'usine au même réseau et multiplier les pertes ? C'est ce que propose notamment Jun Air, fabricant spécialisé dans ces petites applications spécifiques. « Par exemple, une entreprise qui modifie son process et se dote d'une machine qui fabrique des cales d'emballages gonflables aura tout intérêt à installer un petit compresseur, plutôt que de modifier toute l'installation », estime Frédéric Mathieu, directeur général de Jun Air France. En outre, cela limite également l'influence de ces appareils sur le réseau.

Un besoin accru de flexibilité

Pour ces applications particulières, proches de l'utilisateur, de gros efforts ont été menés sur la compacité et le volume sonore des machines, à l'aide de pièges à sons et de mousses isolantes. Les utilisateurs doivent pouvoir travailler autour, il leur faut une solution silencieuse, facile à intégrer dans les locaux. D'autre part, un tel compresseur se doit d'être maniable d'où des solutions sur roulettes. L'industrie d'aujourd'hui a besoin flexibilité. Dans beaucoup de cas, il faudra évoluer, revoir le process et, partant, le réseau d'air comprimé. Les compresseurs amovibles semblent être une bonne solution. « Avant, l'usine avait une source d'air comprimé et on le distribuait aux quatre coins des ateliers. Maintenant, on commence à raisonner par application », résume Brice Ladret. Ainsi, lorsqu'un utilisateur est doté d'une machine qui nécessite ici 8 bar de pression et là 1 bar seulement, on lui conseille de se doter de deux compresseurs différents plutôt que d'un seul, disproportionné.

Dans la recherche de la source d'air comprimé adaptée, le point fondamental reste l'air en lui-même. Deux grands types de compresseurs se partagent les applications : les compresseurs lubrifiés et ceux qui dispensent un air exempt d'huile. Côté maintenance, alors que pour les premiers le niveau d'huile devra être contrôlé, les filtres changés, le second ne nécessitera qu'une révision par an. Mais son prix sera plus élevé. D'où parfois une certaine frilosité des utilisateurs. Chez Aerzen, par exemple, les compresseurs lubrifiés représentent encore 90 % des ventes.

Pour certaines applications cependant, le contrôle de la qualité de l'air est une nécessité. Ainsi, dans l'agroalimentaire, rien n'empêchera un fabricant d'utiliser des compresseurs lubrifiés, mais il prend alors le risque de trouver a posteriori des traces d'huile dans ses produits... et de perdre sa production. En cas de panne, cela peut être dramatique. Gérard Plançon se souvient d'un fabricant de crème glacée qui utilisait un tel compresseur. « Après une rupture du séparateur, toute l'huile s'est retrouvée dans le réseau. Résultat : une perte de production, mais, surtout, l'arrêt de la chaîne pendant plusieurs jours, le temps de nettoyer ! »

Exempts d'huile et d'humidité

Au niveau des produits, l'offre ne manque pas. Certains compresseurs garantissent même une qualité d'air poussée à l'extrême. Ainsi, Aerzen, qui bénéficie de son expérience dans le secteur médical, propose des compresseurs pratiquement exempts d'humidité. Avec un point de rosée à - 40 °C, ni les bactéries, ni la corrosion ne peuvent se développer. En électronique ou en pharmacie, par exemple, ce genre de compresseur sera privilégié.

De son côté, Atlas Copco a procédé à la certification de certains de ces appareils en termes de pureté de l'air, avec la création d'une classe 0 pour les compresseurs dispensant un air sans trace d'huile. Plus que tout, l'objectif des fabricants de compresseurs est de faciliter la tâche de l'utilisateur. La tendance, dans l'industrie, à se recentrer sur son coeur de métier touche aussi le petit monde des compresseurs. Les industriels veulent des outils faciles à utiliser, nécessitant une maintenance réduite, bref, une machine plug and play, simple et robuste qui peut fonctionner 24 heures/24. Certains souhaitent même se décharger de la gestion de leur réseau d'air comprimé.

Parallèlement, le cahier des charges se gonfle : l'utilisateur souhaite un outil communicant, parfaitement adapté à sa production. Les fabricants voient donc leur rôle évoluer vers le conseil et d'expertise. « Les équipes de maintenance sont de plus en plus réduites. Nos clients font donc appel à nous pour la maintenance et le conseil avant l'achat. Les durées des contrats de garantie s'envolent. Il n'est pas rare qu'elles aillent jusqu'à soixante mois », détaille Brice Ladret. Gérard Plançon renchérit : « Les décisions sont le plus souvent prises dans l'urgence et les équipes n'ont pas toutes les compétences. Elles ont besoin d'une expertise. »

Les services proposés par les fabricants évoluent donc en conséquence : accompagnement pour les travaux d'installation, contrats de maintenance, mise en place d'une surveillance des équipements... Et même parfois simulation des gains énergétiques ! « Nous proposons d'effectuer des relevés de consommation pour adapter le réseau au besoin. Le gain en énergie est en général de 20 à 30 % », assure Gérard Plançon.

L'ESSENTIEL

- Les rendements s'améliorent - La variation de vitesse s'impose - La chasse aux fuites est ouverte - Les petits compresseurs mobiles jouent leur carte

TROIS GRANDES TECHNOLOGIES

Le compresseur à piston Technologie volumétrique "alternative" - Le premier né des compresseurs, dérivé du moteur diesel, est aujourd'hui destiné à des niches. Soit pour des applications de basse qualité faibles débits ou pour des applications grand public car il reste peu cher. Soit pour les très fortes pressions, au-delà de 30 bar pour des applications spécifiques comme le gonflage de bouteilles en plastique, par exemple. Pour des pressions encore supérieures, au-delà de 80 ou 100 bar, seules existent des solutions à piston.

Le compresseur à vis alternatif Technologie volumétrique "rotative" - Né du développement des réseaux à air comprimé dans l'industrie après la Seconde Guerre mondiale, le compresseur à vis est beaucoup plus fiable et robuste que son prédécesseur à piston. Il nécessite moins de maintenance et a une durée de vie plus longue. Mais il est plus cher.

Le compresseur À vis volumétrique centrifuge Technologie dynamique - Il transforme l'énergie communiquée aux molécules d'air par la très haute vitesse de rotation d'un impulsionneur en énergie de pression dans une pièce spécifique à cette technologie, appelée le diffuseur.

PRATIQUECOMMENT CHOISIR ?

- Il faut d'abord se poser la question de l'application, pour trancher entre un compresseur lubrifié ou exempt d'huile. Le premier pourra être utilisé pour des applications où la composition de l'air a peu d'importance : le convoyage notamment, ou encore la mécanique. Là, la présence d'huile dans l'air sera même un avantage puisqu'il faudra de toute façon lubrifier les outils. Le second est conseillé pour les applications agroalimentaires, et nécessaire pour la pharmacie, l'électronique de précision. - Ensuite, vient le rapport pression/débit nécessaire qui déterminera la puissance de compresseur adaptée, c'est-à-dire qui offrira le meilleur rendement énergétique.

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