Cours D’Audit Et Gestion De L’Energie ENSEM Casablanca 3 GSE 2012 - 2013

COURS D’AUDIT ET GESTION DE L’ENERGIE ENSEM Casablanca 3ème GSE 2012 - 2013

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PLAN I- Introduction à l’Efficacité Energétique II- Le Prédiagnostic (Préaudit) III- La répartition des consommations d’énergie IV- Réaliser l’audit énergétique: Introduction à la méthode EPS V- Les Systèmes de Gestion d’Energie SGEn Annexes: Solutions d’économie d’énergie

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I- Introduction à l’Efficacité Energétique Sommaire 1: EE: Une histoire de coûts 2: Répartition des coûts de l’énergie Etude de cas: Usine de produits laitiers 3: L’Efficacité Energétique dans l’Industrie et le Bâtiment – Démarche 4: L’efficacité énergétique: Quelle Démarche? 5: La démarche d’audit selon la norme française BP X 30-120

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II- Le Prédiagnostic Sommaire 1: Méthode d’analyse par régression 2: Déterminer les gains financiers

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III- La répartition des consommations Sommaire 1: Electricité 4 méthodes complémentaires Etude de cas: Eclairage – pompage – Compresseur d’Air 2: Conversion des énergies: rappels théoriques 3: Air comprimé 4: Vapeur 5: Froid

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IV- REALISER L’AUDIT ENERGETIQUE: INTRODUCTION A LA METHODE EPS Sommaire -Présentation de la démarche -Etape 1: Comprendre Le tableau des consommations -Etape 2: Améliorer Identifier les pistes d’amélioration Evaluer et prendre des décisions -Etape 3: Suivre Déterminer les indices d’efficience

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V- Systèmes de Gestion d’Energie SGEn Sommaire 1: Qu’est ce qu’un SGEn? La norme ISO 50001 -2: Objectifs et applications de la mesure -3: Que faut-il mesurer et comment? -4: Architecture des systèmes de mesure et de powermonitoring

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1- EFFICACITE ENERGETIQUE: Qu’est ce que c’est au juste ?

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RAPPEL: Efficacité énergétique Æ Une histoire de coûts Il s’agit de minimiser au maximum les coûts de l’entreprise, relatifs à l’utilisation de l’énergie:

„Dépenser moins pour un même niveau de performance : moins d’énergie consommée, moins d’investissement, … Æ réduire la consommation d’énergie: kWh, Joules, etc. „ Améliorer la performance à dépense d’énergie égale: plus de temps de fonctionnement utile, plus de productivité,… Æ Il s’agit de réduire les coûts de l’énergie Æ ou les coûts de non disponibilité de l’énergie ou des installations

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Quels coûts?

2-4% Réduire le coût de l’énergie

Optimiser l’exploitation des équipements

Assurer la disponibilité de l’installation Assurer la stabilité du processus

4-5%

10%

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2- Répartition des coûts de l’énergie

Factures de l’électricité et des fluides Coûts engendrés par la Mauvaise qualité de l’énergie

Coûts liés à la non disponibilité de l’énergie

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Etude de cas: Usine de production de lait „ Facture électrique annuelle: 22000 KDhs „ Facteur de puissance moyen 0,86 „ Pénalités pour dépassement de Ps „ Plusieurs problèmes de continuité de service

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Statistiques des perturbations Période de Janvier à Août 2008 soit 8 mois 55 interruptions ( brèves et longues; principalement brèves) Temps nécessaire avant redémarrage production: Fromage et desserts: 2 heures / Conditionnement : 0,5 heures Total temps arrêt usine: 110 heures de process – 27,5 heures conditionnement Pertes enregistrées sur 8 mois †87 000 litres de MP valeur 361 000 Dhs †Manque à gagner: process: 110 heures valeur 5 270 800 Dhs x 0,15 conditionnement: 27,5 heures 3 300 000 Dhs x 0,15 - Coût énergie: 33 700 Dhs (Fuel et électricité) - Coût détergent: 28 500 Dhs †Total pertes en 8 mois = 1 708 800 Dhs „ Pertes prévisionnelles sur 1 exercice complet hors MO supp

„ „ „ „ „

3/2 x 1 708 800 = 2 563 000 Dhs / an (hors coût personnel au chômage technique et coûts de maintenance) Ratios (estimés):

5 Dhs/litre MP - 120000 Dhs CA/heure de lait pasteurisé 48000 Dhs CA/heure fromages et desserts Production conditionnement: 400 000 litre/jour – 5Dhs/litre CA - Bénéfice net: 15%

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Etude de cas: Usine de production de lait „ Le coût des arrêts dus aux microcoupures = 11,7% de la facture annuelle „ Le relèvement du facteur de puissance à 0,97 permettrait des gains annuels de 350KDhs dus à la réduction des appels de puissance apparente Æ 1,6% de la facture annuelle

OU EST LA PRIORITE A VOTRE AVIS ?

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3- L’EFFICACITE ENERGETIQUE DANS L’INDUSTRIE ET LE BATIMENT

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l’Efficacité énergétique dans l’industrie

L’énergie est principalement utilisée pour produire la chaleur nécessaire aux process industriels ou pour le refroidissement ou encore pour faire fonctionner les machines L’énergie représente 25% à 50% des coûts de production dans la plupart des industries En moyenne, un site peut réduire sa consommation d’énergie de 10% à 20%

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Efficacité énergétique dans l’industrie

Le plus souvent, pour un process industriel, le gisement principal d’économie se trouve dans l’outil de production qu’il faut donc étudier avec les spécialistes du métier considéré.

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L’Efficacité Energétique dans le bâtiment Le bâtiment est le plus gros consommateur d’énergie dans le monde Les bâtiments consomment plus de 40% du total des énergies aux USA et dans l’UE. Entre 12% et 18% dans le bâtiment commercial et le reste dans le bâtiment résidentiel.

Exemple: L’UE a l’ambition d’économiser 40 Mtoe (million tons of oil equivalent) en 2020 grâce à sa directive sur le bâtiment (réduction de 22% de la consommation).

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L’Efficacité Energétique dans le bâtiment

Healthcare Buildings 28% Water Heating 23% Space Heating 16% Lighting 06% Office Equipment 27% Other

Lodging 42% Water Heating 20% Lighting 16% Space Heating 6% Space Cooling 16% Other

Le type de consommation d’énergie dépend des Activités dans le bâtiment.

Le chauffage d’Eau est par exemple le principal poste de consommation d’énergie dans un hôpital. L’éclairage est également le principal poste de consommation dans le bâtiment commercial et les magasins commerciaux

Office Buildings 30% Lighting 25% Space Heating 16% Office Equipment 9% Water Heating 9% Space Cooling 11% Other

Retail Buildings 37% Lighting 30% Space Heating 10% Space Cooling 06% Water Heating 17% Other

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Bâtiment: Des acteurs différents...

Le bâtiment se distingue du domaine industriel par la variété des acteurs concernés: „l’exploitant, qui peut être l’occupant du bâtiment, ou une compagnie d’exploitation déléguée, „le maître d’ouvrage, propriétaire du bâtiment, soit pour l’occuper lui même, soit à titre d’investisseur, „le maître d’oeuvre : architecte ou bureau d’études responsable de la construction du bâtiment, „ les fournisseurs, notamment les fournisseurs d’énergie (régie d’électricité, ONE,…), „les autorités de régulation compétentes pour le bâtiment considéré (énergie, santé, culture, habous,..)

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… aux Besoins différents,… „Les besoins des exploitants Æréduire la facture d’énergie par un meilleur tarif ou par la réduction de la consommation d’énergie. Æassurer le bon fonctionnement de tous les services nécessaires à l’activité pratiquée et au confort des personnes qui occupent le bâtiment, employés et visiteurs. „Les besoins des maîtres d’ouvrage Æ augmenter et maintenir la valeur immobilière de leur bien. Æ obtenir la conformité aux règlements énergétiques en vigueur, Æ bénéficier des aides accordées pour la mise en place de systèmes économisant l’énergie, „Les besoins des maîtres d’oeuvre Æ être compétitif en prestations et en coût au moment de la sélection, Æ tenir le budget pendant la réalisation. 2 1

Comment réduire les coûts énergétiques Les possibilités d’économie d’énergie résultent de :

Rapide

„L’optimisation du coût d’achat de l’énergie (une meilleure

Gratuit

„la lutte contre les gaspillages (analyse des comportements des usagers et chasse aux fuites et autres sources de gaspillage),

connaissance de la tarification et une vérification de la bonne adaptation de la consommation aux contraintes tarifaires) ,

Investissement

„la rationalisation des processus et des consommations intrinsèques des machines (amélioration des rendements des machines et des process ),

Stratégique

„La Remise en cause des choix énergétiques et de l’infrastructure des processus de production (substitution de l’électricité aux énergies traditionnelles, récupération de l’énergie perdue ou l’autoproduction à partir de récupération).

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4- L’EFFICACITE ENERGETIQUE : Quelle démarche?

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4- L’efficacité énergétique: Quelle Démarche? collecte des documents et informations sur site. Etude des moyens de production et des réseaux

Prédiagnostic

Détermination du type d’audit nécessaire Analyse et diagnostic par des experts •Audit énergétique •Analyse Qualité de l’énergie • Audit de l’installation

Audit détaillé

Etude des solutions Et analyse financière

Solutions pour l’économie d’énergie

Equipements à haut rendement, variateurs de vitesse, système de délestage, gestion de l’éclairage, procédures de maintenance…

Solutions pour améliorer la qualité de l’énergie

Groupage de charges perturbatrices, Solutions de compensation, filtrage des Harmoniques,…

Solutions pour améliorer la continuité de service des installations Mise en œuvre, Vérification, Formation

Vérification

Coordination des protections, réequilibrage des phases, architectures Critical Power,… Former pour pérenniser les acquis Mise au point de Guides de bonnes pratiques (exploitation, entretien, comportements…)

Le résultat est vérifié par de nouvelles mesures

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Les différentes normes d’audit: De plus en plus de pays développent leurs propres normes d’audit ou de diagnostic énergétique : „France: Norme BP X 30-120, „Espagne: Norma UNE 216501 „ Hollande – Belgique: Méthode EPS, „ ….. Au Maroc, aucune norme n’a à ce jour été adoptée de manière officielle. Chaque auditeur utilise la méthode qui lui plaît.

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5- La démarche d’audit selon la norme française BP X 30-120

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Phase 1: Analyse préalable

Objectif Æ Première approche du bilan énergétique

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Phase 1: Analyse préalable Objectif Æ Première approche du bilan énergétique

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Phase 2: Analyse détaillée 1/2 Objectif Æ Approfondissement du diagnostic sur les principaux gisements d’économie

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Phase 2: Analyse détaillée 2/2 Objectif Æ Approfondissement du diagnostic sur les principaux gisements d’économie

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Phase 2: Analyse détaillée Objectif Æ Approfondissement du diagnostic sur les principaux gisements d’économie

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Phase 3: Recherche des solutions d’amélioration 1/2

Objectif Æ Recherche des solutions d’amélioration

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Phase 3: Recherche des solutions d’amélioration 2/2

Objectif Æ Recherche des solutions d’amélioration

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Phase 3: Recherche des solutions d’amélioration

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II- LE PREDIAGNOSTIC (Analyse préalable)

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II- Le Prédiagnostic Sommaire 1: Méthode d’analyse par régression 2: Déterminer les gains financiers

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Le prédiagnostic: Des outils simples et un temps réduit Objectif: Détermination des potentiels de gains: Æ Les gains « financiers »: -Optimisation de la puissance souscrite -Compensation d’énergie réactive -Analyse de la courbe de charge Æ Les coûts du gaspillage et de la mauvaise gestion: -Analyse par régression Méthode: ÆCollecte et analyse des factures d’énergie: Electricité, Fuel, Gaz, … ÆCollecte des données des compteurs internes existants ÆCollecte des données de production ÆSi possible, mesures globales (courbes de charge) ÆPériode nécessaire: 3 années les plus récentes 3 7

1- Déterminer le potentiel d’économies: Analyse par régression ÆDéterminer les consommations fixes Æ gaspillages? ÆAnalyser les variations des coûts: Æ pbs de gestion?

Consommation électrique Broyage Au (KWh)

Analyse par régression

y = 15,38x + 61593 R2 = 0,7729

450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 0

5000

10000

15000

20000

25000

Production TT (T)

ÆPertes dues à la non optimisation de la gestion de production ÆConsommations fixes ÆPar produit, ligne et globale

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Méthode d’analyse par régression Consommation (KWh, Joules, Nm3,…)

(E) (D) (A)

(B)

(C)

Consos fixes quelle est la part du gaspillage?

[(A)+(B)+(C)+(D)+(E)] / nbre mois = potentiel d’économie si meilleure gestion de la production Æ SGE Productions mesuelles (T, m3, l, nbre de pcs, etc.) 3 9

Exemple – Cas d’une mine d’extraction de cuivre à ciel ouvert Analyse par régression

Consommation électrique Concassage Cu(KWH)

60000 y = 0,6362x + 7787,6

50000

R2 = 0,4506

40000 30000 20000 10000 0 0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

Production (T)

ÆTrop grande dispersion de la consommation d’énergie par rapport au tonnage produit au niveau du poste de concassage ÆProblème identifié: Régularité de l’approvisionnement en MP ÆPotentiel de gains si meilleure gestion: 15%

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Calcul de la consommation spécifique

Consommation électrique spécifique (KWh/T)

Consommation Spécifique globale y = 1020,9x -0,3293 R2 = 0,3953

60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0

5000

10000

15000

20000

25000

ProductionAu (T)

Ædispersion selon production ÆRatios à retenir ÆAnalyse des écarts

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2- DETERMINER LES GAINS FINANCIERS

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Calculer les gains financiers Il s’agit de chercher à dépenser moins d’argent, avant de chercher à utiliser moins de kilowatt-heures. „Adapter le type de contrat et/ou la puissance souscrite à l’activité du bâtiment ou de l’usine „Optimiser l’énergie réactive, en installant un dispositif de compensation afin de supprimer les pénalités facturées „ Déplacer les consommations vers les périodes tarifaires les moins coûteuses, quand c’est possible ÆExemples: - production d’eau chaude sanitaire avec les chauffe-eau à accumulation (ballons d’eau chaude) ainsi que pour les systèmes de chauffage électrique à accumulation. - Former des volumes importants de glace pendant les heures à faible tarif qui seront utilisés par des systèmes de réfrigération pour l’air conditionné.

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Analyse de la courbe de charge

z Les consommations "captives"

‰ Est-ce bien nécessaire ? Les dépassements coûteux † Contrôler le foisonnement z La puissance disponible † Pourquoi ne pas l’utiliser ?

z

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Choix du type de contrat d’électricité „L’Office National d’Electricité (ONE) a défini plusieurs types de contrats et de tarifs pour adapter son offre à l’activité des utilisateurs : Æ4 types de clients: 1- Grands comptes 2- Professionnels 3- Résidentiel 4- Collectivités locales ÆDifférents types de contrats: - Très Haute tension - Haute tension - Moyenne tension - Tarif vert - Basse tension Force motrice - Basse Tension clients patentés - Eclairage public

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Choix du type de contrat d’électricité

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Choix du type de contrat d’électricité

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Choix du type de contrat d’électricité

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Choix du type de contrat d’électricité

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Choix du type de contrat d’électricité

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Choix du type de contrat d’électricité

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Exercice: Optimisation d’une facture électrique

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OUTILS: LA COMPENSATION D’ENERGIE REACTIVE

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TD: OPTIMISATION DE LA FACTURE ELECTRIQUE ETUDE DE CAS

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III- LA REPARTITION DES CONSOMMATIONS ENERGETIQUES

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III- La répartition des consommations Sommaire 1: Electricité 4 méthodes complémentaires Etude de cas: Eclairage – pompage – Compresseur d’Air 2: Conversion des énergies: rappels théoriques 3: Air comprimé 4: Vapeur 5: Froid

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1- Répartir l’électricité: 4 méthodes

• Méthode 1: Analyse des factures et relevés des compteurs • Méthode 2: Répartition suivant la puissance installée • Méthode 3: Répartition sur base des puissances absorbées (mesures) • Méthode 4: Répartition sur base d’une estimation de la puissance utile

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Répartir l’électricité: Méthode 2- Calcul à partir des puissances installées ETAPE1 •Inventaire des puissances installées (forces motrices) •Limiter le travail aux plus grandes puissances •Retirer les moteurs de secours

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Répartir l’électricité: Méthode 2- Calcul à partir des puissances installées ETAPE2: Estimer le Taux d’utilisation et le taux de fonctionnement •Evaluer le nombre d’heures de fonctionnement (ex: 5j/7 – de 8h à 20h) •Le temps de fonctionnement est la plus grande incertitude

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Répartir l’électricité: Méthode 2- Calcul à partir des puissances installées Remarques: Le taux d’utilisation tient compte de différents phénomènes: •Il existe un certain foisonnement, ou une non simultanéité de fonctionnement entre tous les utilisateurs intervenant dans un groupe (par exemple les composants d’une ligne de production) •Souvent, il existe également des équipements de sécurité, identiques à certains consommateurs importants mais constamment à l’arrêt, sauf en cas de panne sur l’équipement principal; leur puissance fait bien partie de la puissance installée du groupe, mais pas de sa puissance consommée (exemple: pompe incendie)

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Répartir l’électricité: Méthode 2- Calcul à partir des puissances installées Remarques: Le taux d’utilisation tient compte de différents phénomènes: •Les machines ou installations électriques industrielles sont très souvent surdimensionnées par rapport à l’utilisation moyenne qui leur est réellement demandée •Le moteur électrique entraînant ces machines ou installations est lui-même généralement choisi avec une puissance supérieure à celle de la machine entraînée, ce qui constitue une deuxième cause de surdimensionnement •L’installation fonctionne à un régime variable, qui en moyenne, ne représente qu’une fraction de la capacité maximale. Méthode la moins fiable 6 1

Répartir l’électricité: Méthode 2- Calcul à partir des puissances installées Puissance utile (kW) = Puissance nominale * f Puiss absorbée = Putile (kW) * heures fonctionnement f: coefficient de foisonnement, se base sur le type d’équipement et la connaissance de cet équipement par l’exploitant. Tient compte du surdimensionnement de l’équipement

f = Puissance mesurée / Puissance nominale

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Répartir l’électricité: Méthode 2- Calcul à partir des puissances installées ETAPE3 •Règle Pareto sur kWh (20% travail / 80% résultats) •Æ tenir compte des équipements représentant 80% de la consommation

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Répartir l’électricité: Méthode 2- Calcul à partir des puissances installées Etude de cas: L’Eclairage

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Répartir l’électricité: Exemples L’Eclairage - Normes

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Répartir l’électricité: Exemples L’Eclairage - Calcul Éclairage ~ Puissance installée Par exemple: •Bureaux : 20 W / m² •Hall industriel : 10 W m² •Couloirs: 5 W / m² 3 W / m² / 100 Lux

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Répartir l’électricité: Exemples L’Eclairage •Eclairage bâtiments: Liste des puissances installées

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Répartir l’électricité: Exemples L’Eclairage •Calcul sur base de catégories d’éclairage

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Répartir l’électricité: Exemple 2 Cas du Pompage

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Répartir l’électricité: Méthode 3 - Répartition sur base des puissances absorbées (mesures) Mesure des puissances ou des courants

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Répartir l’électricité: Méthode 3 Mesure des puissances ou des courants Électricité active et réactive pour un courant alternatif: L’énergie électrique consommée est composée: •d’une partie “active” transformée en chaleur ou mouvement •d’une partie “réactive” qui sert essentiellement à l’alimentation des circuits magnétiques des machines électriques. L’utilisateur ne bénéficie que de l’apport énergétique de la partie “active” ; la partie “réactive” ne peut pas être éliminée, mais doit être compensée par des dispositifs appropriés.

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Répartir l’électricité: Méthode 3 Calculer la puissance active à partir du courant mesuré à l’aide d’une pince ampèremétrique Puissance active : P = U * I * cosϕ /1000 [kW] Æ Si tension = 230 V (monophasé) P (kW) = I (A) * 230 (V) * cosϕ / 1000 Æ Si tension = 400 V (triphasé) P (kW) = I (A) * 400 (V) * racine(3) * cosϕ / 1000 Quelques valeurs de cosϕ • moteur asynchrone à 100 % de charge : cosϕ = 0,85 • moteur asynchrone à 50 % de charge : cosϕ = 0,73 • lampes à fluorescence : cosϕ = 0,5 • chauffage par induction : cosϕ = 0,5

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Répartir l’électricité: Méthode 3 Enregistrer l’énergie active ou la puissance active moyenne: Æ Analyseur de réseau portable

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Répartir l’électricité: Méthode 3 Enregistrer l’énergie active ou la puissance active moyenne: Æ Analyseur de réseau portable • Mesures en temps réel Un analyseur de réseau mesure les courants et les tensions et présente en temps réel les valeurs efficaces des trois phases et du neutre. De plus, il calcule le facteur de puissance, la puissance active et la puissance réactive, entre autres. • Valeurs min/max pour les mesures en temps réel Quand certaines mesures en temps réel (toutes les secondes, toutes les 20 millisecondes ou toutes les 100 ms) atteignent leur valeur la plus haute ou la plus basse, l’Analyseur de réseau enregistre les valeurs dans sa mémoire non volatile. Ces valeurs sont appelées valeurs minimales et maximales (min/max). 7 4

Répartir l’électricité: Méthode 3 • Mesures de moyenne Les analyseurs de réseau offrent diverses méthodes de mesure de moyenne. •Méthodes de calcul de puissance moyenne La puissance moyenne correspond à l’énergie accumulée pendant une période spécifiée divisée par la longueur de cette période. Les différents analyseurs de réseau du marché peuvent réaliser ce calcul de différentes façons, selon la méthode sélectionnée. Afin de rester compatible avec le système de facturation des services électriques, Un analyseur de réseau doit pouvoir fournir les types suivants de calcul de puissance moyenne : • Valeur moyenne sur intervalle de temps • Valeur moyenne synchronisée • Valeur moyenne thermique En général, le calcul de la moyenne par défaut s’effectue sur un intervalle glissant dans un intervalle de quinze minutes.

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Répartir l’électricité: Méthode 3 Avec la méthode de valeur moyenne sur intervalle de temps, l’utilisateur sélectionne un « intervalle de temps » que l’Analyseur de réseau utilise pour le calcul de la moyenne. La façon suivant laquelle l’Analyseur de réseau gère cet intervalle de temps peut différer d’un appareil à l’autre. Trois modes sont possibles: • Intervalle glissant: Dans ce mode, l’utilisateur sélectionne un intervalle (par ex: entre 1 et 60 minutes). le calcul de la moyenne sera mis à jour toutes les x secondes par l’analyseur(entre 1s et 60s en général).L’analyseur affiche la valeur moyenne pour le dernier intervalle révolu.

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Répartir l’électricité: Méthode 3 • Intervalle fixe. Avec l’intervalle fixe, l’utilisateur sélectionne un intervalle (entre 1s et plusieurs minutes selon le type d’analyseur). L’analyseur de réseau calcule et met à jour la moyenne à la fin de chaque intervalle.

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Répartir l’électricité: Méthode 3 •Intervalle tournant. Avec l’intervalle tournant, l’utilisateur sélectionne un intervalle et un sous-intervalle. Ce dernier doit être une fraction entière de l’intervalle. Par exemple, on peut définir trois sousintervalles de 5 minutes dans un intervalle de 15 minutes. La moyenne est mise à jour à chaque sous-intervalle. L’analyseur de réseau affiche la valeur moyenne pour le dernier intervalle révolu.

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Répartir l’électricité: Méthode 3 •Valeur moyenne synchronisée par une entrée. Les analyseurs de réseau pour tableaux électriques ainsi que certains analyseurs portables de haut de gamme disposent d’un port d’entrée destiné à recevoir un signal de type impulsion de synchronisation de moyenne, fournie par une source externe. Cette source externe est généralement le compteur du distributeur d’électricité. L’analyseur de réseau utilise alors la même durée d’intervalle que l’autre compteur pour chaque calcul de moyenne. Cette configuration permet surtout de synchroniser les deux appareils pour calculer avec précision les puissances maximales destinées à déterminer le dépassement de puissance souscrite.

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Répartir l’électricité: Exemples Mesurer la puissance d’un Compresseur Compresseur à vis = P charge + P vide Æ Puissance à vide = non négligeable (jusqu’à 2/3 de la puissance en charge 66%)

Les constructeurs prévoient la plupart du temps des compteurs d’heure, valeurs que l’on peut soit relever, soit enregistrer. Exemple: P absorbée en charge = 160 kW P abs à vide = 2/3 160 kW Heures en charge = 3132 Heures à vide = 8760 – 3132 = 5628 h P = 160 * 3132 + 2/3 * 160 * 5628 = 1101440 kWh

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Répartir l’électricité: Méthode 4 - Répartition au prorata des puissances installées Moteurs •Puissance nominale <> Puissance utile •Surdimensionnement •Nbre d’heures de fonctionnement

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Répartir l’électricité: Conciliation A la fin, il faudra chercher à concilier le total des consommations des lignes calculées par ces différentes méthodes avec le total facturé. L’écart toléré est de ± 1%. La plupart du temps, le compteur général de l’usine est placé an amont du ou des transformateurs. Dans ce cas, il convient d’additionner les pertes en charge et à vide du transformateur, qui sont de l’ordre de 1.5 % de la puissance consommée dans l’usine.

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Répartition des Consommations: Vecteurs et utilités concernés Vecteurs achetés • Electricité • Combustibles Utilités • Air comprimé • Froid • Vapeur

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2- Conversion des énergies: Rappel théorique

Unités Energie = Force * distance Æ (joule) Puissance = Energie / temps Æ (Watt) 1 J/s = 1watt L’énergie développée par la combustion du gaz naturel ou le gasoil devrait s’exprimer en Joules alors qu’elle est souvent exprimée en kWh 1kWh = 1 kW * 1 heure 1W = 1 J/s, Æ 1kWh = 1000 W * 1 h = 1000 J/ s * 3600 s = 3600000 J = 1kWh = 3600 kJ = 3.6 MJ 8 4

Répartition des Consommations: Rappel théorique Autres Unités de conversion

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Répartition des Consommations: Rappel théorique Conversion des Volumes Compteurs de gaz: valeurs lues en m³. Factures : exprimées en Nm³, Æ il convient de corriger les valeurs lues pour la température et la pression par la formule suivante :

Exemple: si on mesure 200 m³/h à 20°C et une pression (relative) de 3 bars, on a V0 = 738 Nm³/h. Les Nm³ sont à éviter car leur contenu énergétique varie en fonction de l’origine du gaz. 8 6

Répartition des Consommations: Rappel théorique

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Répartition des Consommations: Rappel théorique Les Combustibles

1 kWh = 3600 kJ = 0,0036 GJ

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EGES: Facteurs d’émission de CO2 Conversion d’unités: 1kWh=3.6 MJ 1 l de gasoil=1Nm³ de gaz = 36.5 MJ = 10.1 kWh Facteurs d’émission de CO2 Gasoil: 268 g/kWh Gaz naturel: 200 g/kWh Electricité: 400 g/kWh (En Europe) 752 g/kWh (au Maroc en 2010)

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Bilan des consommations: Homogénéisation des unités et évaluation des EGES

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Combustibles: Chauffer un matériau Capacité thermique: exemples chaleur spécifique Cp (kJ/(kgK)

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Combustibles: Chauffage de l’eau chaude sanitaire

Le calcul du contenu énergétique de l’eau est le suivant : Chaleur massique = 1 kcal/kgK = 4,186 kJ/kgK Q (kWh) = m (litre/jour) * 4.186 * (T2-T1) * temps (jours)/3600

Ainsi par exemple, la consommation de 10 douches/jour à raison de 50 litres /douche et 220 jours par an pour de l’eau chauffée à 55°C et entrant à 10°C : Q = 10* 50 * 4.186 * (55-10) * 220 / 3600 = 5756 kWh

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Combustibles: Chauffage dans un four Exemple: Acier

L'enthalpie à 650°C = 382.6 kJ/kg L'enthalpie à 0°C = 0 kJ/kg ∆h de 0°C à 650°C = 382.6 kJ/kg

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Combustibles: Chauffage dans un four Exemple: Acier

• "Qfo" est la puissance totale correspondante aux pertes par conduction au travers des parois et aux pertes par rayonnement par les ouvertures de l'enceinte; • "Qfc" est la perte thermique du carneau de fumées; • "QfR" est la perte thermique du récupérateur éventuel; • "Qfu" est la perte à la cheminée; • "QfB" est la perte thermique des conduites d'air chaud.

Rendement < 50% si pas de récupération de chaleur dans les fumées Æ sinon: 70% 9 4

Combustibles: Chauffage dans un four Exemple: Acier

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Répartition des Consommations: Vecteurs et utilités concernés Vecteurs achetés • Electricité • Combustibles Utilités • Air comprimé • Froid • Vapeur

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3- Utilités: Air comprimé Air Comprimé: Compresseur ÆCompression théorique • L’air est un fluide compressible: Compression = très énergivore • 1 kWh ~ 10 …30 Nm³ Æ Compression en pratique 1 kWh ~ 6 …10 Nm³

Æ Ce tableau permet d’estimer la consommation en charge si on connaît le nombre de Nm³ produits

9 7

Utilités: Air comprimé Air Comprimé: Répartition et estimation des fuites Répartition: quelques sources de consommation d’air comprimé

la répartition de l’air comprimé entre les différents utilisateurs peut être estimée en tenant compte du débit passant à travers une section donnée

9 8

Utilités: Air comprimé Air Comprimé: Fuites et pertes à vide Fuites: de 25% à 50% généralement Compresseurs à vide: Consommation à vide importante: P vide jusqu’à 66% Pnom

9 9

4- Utilités: La Vapeur: Contenu énergétique L’enthalpie de la vapeur

Chaleur sensible: énergie qui fait varier la température de l’eau sans en changer l’état. Chaleur latente: énergie qui fait changer l’état du corps sans en modifier la température.

1 0

Utilités: La Vapeur: Description du circuit 150°C – 5 bar Vapeur 2700kJ/kg

Echanges

150°C – 5bar Vapeur 700kJ/kg

150°C

Système De récupération De la vapeur du Flash

Chaudière Eau – 1bar

Bâche alimentaire

Eau d’appoint

150°C – 5bar Condensats

Préchauffage de l’Eau d’appoint

1 0

Utilités: La Vapeur: Contenu énergétique

1 0

Utilités: La Vapeur: Contenu énergétique Déperditions thermiques – tuyauterie non isolée

Pertes par convection: Q(W) = h x ∆T x S : h coeff de convection = 5W/m²/°K Pertes par rayonnement: Q(W) = σ x ε (TextE4 – TintE4) x S S: Surface (m²) ; σ = 5,67E-8 W/m²KE4 ; ε = 0,8 ; T (°K = °C+273) Gains en énergie grâce au calorifugeage: Q (GJ) = m (kg) * 4.186 * (T2-T1) /2,7E6

1 0

Utilités: La Vapeur: Contenu énergétique Déperditions thermiques – tuyauterie 20mm isolant

1 0

5- Utilités: Le Froid: Principe

1 0

Utilités: Le Froid: Fluides frigorigènes

Types de fluides CFC (interdits) : R-11, R-12, R-502 HCFC (toléré) : R-22 Mélanges HCFC: R-404, R-407, R-410 HFC (acceptés) : R-134a Ammoniac (dangereux) CO2 (en développement)

1 0

Utilités: Le Froid: Principe

Condenseur Evaporateur

1 0

Utilités: Le Froid: Principe

Æ Au niveau de l’évaporateur, on absorbe les calories du milieu dans lequel il se trouve. Æ Au niveau du condenseur, on évacue les calories absorbées à l’évaporateur et pendant la phase de compression

1 0

Utilités: Le Froid: Principe

1 0

Utilités: Le Froid: Coefficient de performance

1 1

Utilités: Le Froid: La pompe à chaleur

1 1

Utilités: Le Froid: Exemple de COP

1 1

Utilités: Le Froid: Exemple de COP

1 1

IV- REALISER L’AUDIT ENERGETIQUE: INTRODUCTION A LA METHODE EPS

1 1

IV- REALISER L’AUDIT ENERGETIQUE: INTRODUCTION A LA METHODE EPS Sommaire -Présentation de la démarche -Etape 1: Comprendre Le tableau des consommations -Etape 2: Améliorer Identifier les pistes d’amélioration Evaluer et prendre des décisions -Etape 3: Suivre Déterminer les indices d’efficience

1 1

L’audit énergétique: Un process continu

1 1

L’audit énergétique: Un process continu

1 1

L’audit énergétique: Mesurer, pourquoi faire?

1 1

I- L’audit énergétique

1 1

Tableau des consommations: Les vecteurs achetés

1 2

Tableau des consommations: Les vecteurs utilités

1 2

Tableau des consommations: Les vecteurs

1 2

Tableau des consommations: Les usages

1 2

Tableau des consommations: Les usages

1 2

Tableau des consommations: Les usages

1 2

Tableau des consommations: Les usages

1 2

Tableau des consommations: Les usages

1 2

Tableau des consommations: Les variables d’activité

1 2

Tableau des consommations: Répartition

Dans tous les cas il convient de chercher à concilier le total des consommations des lignes avec le total facturé. L’écart toléré est de ± 1%. 1 2

Recherche des pistes d’amélioration

1 3

Evaluation des pistes d’amelioration: démarche

1 3

Brainstorming

1 3

Exemples de pistes d’amélioration

1 3

Pistes d’amélioration: Process

1 3

Pistes d’amélioration: Electricité

1 3

Pistes d’amélioration: Thermique

1 3

Pistes d’amélioration: Bâtiment

1 3

Pistes d’amélioration: Utilités

1 3

Pistes d’amélioration: Froid

1 3

Pistes d’amélioration: Energies Renouvelables

1 4

Faisabilité: critères de classification

1 4

Rentabilité Pay Back Time simple = Investissement / Economie annuelle

Hypothèses de calcul simples dans le cadre d’une préfaisabilité

1 4

Pistes d’amélioration: détail

1 4

Priorités

1 4

Plan d’action

1 4

Plan d’action

1 4

Plan d’action

1 4

Plan d’action

1 4

Bilan Energétique

1 4

Bilan Energétique

1 5

Bilan Energétique

1 5

Bilan Energétique

1 5

Suivi des IEE : Annuel / mensuel

1 5

Suivi des IEE : Analyse Inter-site

1 5

Indices d’Efficience Energétique

1 5

Suivi annuel IEE / EGES

1 5

Suivi annuel IEE / EGES

1 5

Synthèse

1 5

V- SYSTEME DE GESTION D’ENERGIE SGEn

1 5

V- Systèmes de Gestion d’Energie SGEn Sommaire 1: Qu’est ce qu’un SGEn? La norme ISO 50001 -2: Objectifs et applications de la mesure -3: Que faut-il mesurer et comment? -4: Architecture des systèmes de mesure et de powermonitoring

1 6

Qu’est-ce qu’un système de gestion d’énergie?

1 6

Gestion de l’énergie et Système de Gestion de l’énergie?

1 6

Aspects importants d’un Système de Gestion de l’énergie?

1 6

ISO50001: de quoi s’agit-il?

1 6

ISO50001: pourquoi est-elle importante?

1 6

ISO50001: Comment opère t- elle? ISO50001 suit la méthodologie PDCA (Plan-Do-Check-Act : Planifier – Faire- Vérifier- Agir) pour l’amélioration continue du système de management de l’énergie

1 6

ISO50001: A qui est-elle destinée?

1 6

ISO50001: Cycle PDCA

1 6

Qu’est-ce qu’un Système de Gestion d’énergie? Système Système de de gestion gestion d’énergie d’énergie selon selon ISO ISO 50001 50001 Ensemble Ensemble d’éléments d’éléments avec avec une une interrelation interrelation ou ou qui qui interagissent interagissent entre entre eux eux pour pour établir établir la la politique politique énergétique, énergétique, les les objectifs objectifs énergétiques énergétiques et et les les processus processus et et procédures procédures pour pour atteindre atteindre ces ces objectifs. objectifs.

Pour ce faire, il faut Système Système de de mesure, mesure, supervision supervision et et gestion gestion de de l’énergie l’énergie

1 6

Pourquoi un SGE? Parce Parce qu’un qu’un système système de de gestion gestion d’énergie d’énergie permet permet de de :: Savoir où, comment et quand l’énergie est consommée Fournir la façon dont la facture d’énergie peut être optimisée Justifier un investissement en efficacité énergétique Mesurer et vérifier les économies et la diminution de la consommation énergétique ƒ Augmenter la productivité du processus industriel d’une entreprise ƒ Augmenter la fiabilité des installations ƒ Éviter arrêts et pannes ƒ ƒ ƒ ƒ

1 7

Pourquoi un SGE? Plan d’efficacité énergétique

Audit

Audit d’efficacité énergétique

Plan d’efficacité énergétique avec SGE Audit Système de gestion énergétique Mesurage et enregistrements de consommations énergétiques

Réduction de consommations énergétiques Comparaison des consommations avant et après AEE

1 7

2- Objectifs et applications de la mesure Mesurer, pour quoi faire ?

Trois familles d’application :

„ Réduction des factures

„ Management des coûts énergétiques

d’énergie „ Optimisation de l’utilisation des équipements „ Amélioration de la continuité de

„ Surveillance des installations électriques „ Contrôle de la qualité de l ‘énergie électrique.

service

1 7

Quel système de mesure? Deux solutions de mesure sont envisageables et peuvent être complémentaires : ■ installation

à demeure d’appareils de mesure

avec : □ le personnel qui exploite la mesure □ des visites ponctuelles d’experts pour approfondir l’analyse □ La possibilité de télé-suivi par des experts ■ visites ponctuelles d’experts avec des appareils de mesure portables.

1 7

Quel système de mesure? Æ Les systèmes de mesure installés à demeure sont à privilégier, car ils : ‰ préparent et facilitent le diagnostic des experts: Æ réduction de la durée et du nombre de leurs interventions. ‰ permettent de suivre l’ensemble de l’installation de manière permanente. ‰ donnent une vision globale du fonctionnement de l’installation ‰ Permettent d’intégrer sur un même système toutes les formes d’énergie (Eau, électricité, Gaz, vapeur, …) ‰ permettent de détecter les nouvelles perturbations dues: ƒ à la fluctuation de la source d’alimentation, ƒ aux variations de fonctionnement de l’installation, ƒ à la mise en place ou à la suppression d’équipements ou de modes de fonctionnement, ƒ au vieillissement de l’installation.

■ Les appareils portables peuvent être un complément pour analyser un phénomène particulier ou compléter un diagnostic car l’analyse est plus précise et détaillée. 1 7

Le management des coûts énergétiques Les applications de management des coûts énergétiques consistent à réduire les factures d’énergie, refacturer l’électricité et rendre la comptabilité analytique plus précise. „ Les applications: 9

Sous comptage

9

Allocation des coûts

9

Analyse des consommations

9

Minimisation en temps réel de la facture électrique

9

Optimisation du contrat

9

Vérification de la facture

9

Suivi et optimisation du cos Φ

9

Mesure des autres fluides

1 7

Analyse de la courbe de charge

La puissance disponible † Pourquoi ne pas l’utiliser ? Les dépassements coûteux † Contrôler le foisonnement

z

z

z Les consommations "captives"

‰ Est-ce bien nécessaire ? 1 7

APPLICATIONS POUR LA REDUCTION DES COÛTS ENERGETIQUES

„ Gérer les courbes de charge

†

Piloter la courbe de charge -> Eviter de dépasser les limites imposées (P souscrite) -> concentrer les consommations importantes durant les périodes de faible tarification

†

Gérer le facteur de Puissance -> mettre en place les solutions de compensation d’énergie réactive adéquates

†

Optimiser le contrat & éviter les pénalités

1 7

APPLICATIONS POUR LA REDUCTION DES COÛTS ENERGETIQUES

†

Sous-comptage / allocation des coûts -> allocation des coûts en interne ->mettre en place des programmes de sensibilisation (best practices, encourager les meilleures initiatives,…)

Contrôle et suivi de la consommation -> Valeurs Min/Max & gestion des courbes de charge -> Vérifier la facture d’électricité du fournissuer

†

„ Sous-comptage / Allocation des coûts d’énergie „ Contrôle et suivi de la consommation 1 7

La surveillance des installations électriques La surveillance des installations électriques est un domaine clef pour la continuité de service. Elle permet en outre la maintenance préventive, donc plus de souplesse dans les interventions et à long terme, un coût moindre pour l’entreprise. Les applications 9 Vérifier que l’installation fonctionne au nominal 9 Surveillance des appareils et des machines (états)

9 Vérification du bon dimensionnement de l’installation / identification des réserves de puissances disponibles 9 Détection des dérives (alarmes) et analyse des défauts 9 Maintenance préventive

1 7

AMELIORATION DE LA CONTINUITE DE SERVICE

„ Superviser †

Visibilité complète sur le site

†

Etat des appareils: Disjoncteurs et inverseurs de source

†

Téléconduite du réseau

†

Autres fluides: Eau, Air, Gaz, Vapeur, …

„ Conduite en temps réel: WAGES

1 8

AMELIORATION DE LA CONTINUITE DE SERVICE

„ Superviser † Facteur de puissance / Energie réactive

„ Suivre les courants, tensions et THD

†

Harmoniques, THD

†

Déséquilibre en tension ou en courant

†

Frequence Générateur

†

Fluctuations, creux de tension, dus aux fluctuations de la charge (démarrage de moteurs…), mise en service de transformateurs ou de batteries de condensateurs, éclairage,….

1 8

AMELIORATION DE LA CONTINUITE DE SERVICE

„ Aide à la maintenance préventive -> detecter les problèmes assez tôt -> Eviter les coupures -> minimiser les pertes de production † Alarmer sur les paramètres clés † Compter le nombre de manoeuvres † Identifier les charges polluantes (niveau élevé d’Harmoniques) & les éloigner des charges sensibles, installer des filtres ou les changer † Équilibrer les jeux de barres après analyse de la charge par phase „ Alarmes sur paramètres clés et enregistrement des évènements

1 8

Le contrôle de la qualité de l’énergie Une mauvaise qualité de l’énergie a un impact économique du fait du surcoût lié aux pertes d’énergie, au vieillissement prématuré des récepteurs, au surdimensionnement, éventuellement à la non qualité de ce qui est produit… Les applications:

9 Surveillance de la qualité d’énergie et de ses effets sur l’installation 9 Surveillance de la qualité d’énergie et de ses effets sur le process et la qualité produite 9 Surveillance de la qualité d’énergie et de ses effets sur l’homme 9 Vérification du niveau de qualité d’énergie fournie par le distributeur

1 8

la norme EN50160 = tension „ définit et décrit les valeurs caractérisant la tension d ’alimentation fournie

EN50160

?

Client

1 8

Perturbations - Rappel Creux

Interruptions

Variations d’amplitude > 1 cycle ƒ transitoires ƒ périodiques

Flicker

1 8

Perturbations - Rappel variations d’amplitude périodiques < 1 cycle ¾ Harmoniques

Transitoires <1 cycle ¾ Haute fréquence ¾Transitoires

1 8

- liste des perturbations externes Grandeurs définies par l ’EN50160 : Fréquence Amplitude de la tension fournie Variation de la tension fournie Variations rapides de la tension Creux de tension Coupures brèves de la tension fournie Coupures longues de la tension fournie Surtensions temporaires sur le réseau entre phase et terre Surtensions transitoires entre phase et terre Déséquilibre de la tension fournie Tensions harmoniques Tensions interharmoniques Transmission de signaux d'information sur le réseau

1 8

- les perturbations d ’origine interne „ Les limites définies par l ’EN50160 peuvent être aussi utilisées comme références de qualité de tension dans les réseaux industriels.

„ Perturbations ‘ courant ’ les plus fréquentes (et les plus gênantes) : - Harmoniques - Surcharges - Courants d ’appel - Court-circuits - Courants de défaut à la terre - Les déséquilibres ……..

1 8

AMELIORATION DE LA QUALITE D’ENERGIE

„ Aider à la maintenance corrective -> minimiser le temps d’arrêt -> minimiser les pertes de production Visionner la séquence d’évènements enregistrés, captures d’ondes … † Identifier l’origine des problèmes: - causes internes - ou problème provenant du fournisseur † Vérifier les fluctuations de tension, les surcharges,… †

„ Capture d’onde

1 8

AMELIORATION DE LA QUALITE D’ENERGIE

20 kV Synchro 10mn de la part utilité

„ Surveiller la qualité de l’énergie fournie par le fournisseur : EN50160

1 9

3- Que faut-il mesurer et comment? « Il s’agit d’une démarche importante car elle va conditionner les performances et la rentabilité de la solution de mesure. Elle dépend en grande partie des récepteurs ou des départs ayant fait naître les besoins en management des coûts énergétiques, surveillance des installations électriques et contrôle de la qualité de l ‘énergie électrique »

1 9

Que faut-il mesurer? ÆLes paramètres à prendre en compte permettent de détecter une perturbation ou un phénomène au début de son apparition, c’est à dire avant que les effets néfastes se répercutent sur l’installation électrique et ses récepteurs. Æ Il est donc important de choisir les paramètres qui vont être surveillés, la rentabilité de l’instrumentation en dépend. Ces paramètres seront repris dans le choix de l’appareil de mesure.

1 9

Que faut-il mesurer? Management des coûts énergétiques

Surveillance des installations électriques

Contrôle de la qualité de l’énergie électrique

Courants

□

■

■

Tensions

□

■

■

Cos φ

■

■

■

Fréquence

□

■

Température

□

Résistance d’isolement

□

Facteur de puissance

□

■

■

Cos φ global

□

■

■

Puissances

■

■

■

Energies

■

□

□

THD

□

■

■

□

□

Facteur de crête Harmoniques

□

□

■

Spectre

□

□

■

Nombre de manœuvres Courbe de charge Capture de forme d’onde

□ □

■ ■

■ 1 9

Que faut-il mesurer?

Courbe de tendance

Management des coûts énergétiques

Surveillance des installations électriques

□

□

Contrôle de la qualité de l’énergie électrique

Alarmes

■

Taux d’usure des contacts

□

Analyse des déclenchements

□

□

□

□

Consommation avec plage horaire

■

□

Journaux de données Paramétrage du mode d’accumulation

□

Paramétrage du mode de calcul

□

Synchronisation de la fenêtre de mesure

□

□

Vérification conformité EN 50160

□

Détection des creux et des sauts de tension

□

Flicker / détection et capture des transitoires

□

Détection de la direction des perturbations

□

□

1 9

Comment mesurer? Une fois, les applications et le champ d’application déterminé, il faut choisir et dimensionner le matériel à mettre en œuvre. Le matériel à dimensionner est : ■ l’appareil de mesure (centrale de mesures /indicateur de tableau /compteur d’énergie) ■ les transformateurs de courant ■ les transformateurs de tension (si besoin) ■ le logiciel de gestion d’énergie (si besoin).

1 9

Comment mesurer?

1 9

Remarque sur la précision de mesure La précision n’a pas la même définition d’un type d’appareil de mesure à un autre et d’un constructeur à un autre. Il n’est donc pas évident, en tant qu’utilisateur de pouvoir comparer la précision de divers appareils de mesure. Les normes – actuellement en vigueur – donnent une définition différente en fonction du type d’appareil de mesure : indicateur de tableau analogique [classe]: erreur par rapport à la pleine échelle. TC mesure [classe]: est caractérisée par un nombre – indice de classe – égal à la limite supérieure de l’erreur de courant – exprimé en % - pour le courant primaire assigné et la charge de précision. compteur d’énergie [classe en énergie]: La précision est garantie de 5 à 120% pour du matériel classe 1 ou 2.

1 9

Précision de mesure Exemple 1 : indicateur de tableau analogique, ampèremètre, classe 1, calibre 100A. L’erreur étant définie par la pleine échelle, pour un calibre de 100A, l’erreur est de +/- 1A. Au plus la mesure du courant s’éloigne du calibre au plus l’erreur est grande donc au plus la précision est faible. La précision de 1% est garantie de 100 à 120A et en dessous de 100A, la précision diminue.

Courant (A)

2

5

20

100

120

Précision (%)

50

20

5

1

1

1 9

Précision de mesure Exemple 2 : centrale de mesure, classe 1 en énergie .

Les courbes de précision dépendent du Fp (Facteur de précision appelé aussi facteur de saturation) et de la classe. Chaque courbe est donc à Fp et à classe donnée. La courbe réelle de précision se situe en dessous des courbes de précision théorique. La précision de 1% est garantie de 5 à 120%. Courant (A) Précision en énergie (%)

2

5

20

100

120

1,5

1

1

1

1

Remarque : comme l’énergie est calculée à partir du courant, la précision des mesures de courant et de tension sont forcément meilleures que la précision en énergie annoncée dans le tableau ci dessus

1 9

Choix des transformateurs de courant Souvent oubliés dans les choix de systèmes de mesure, ils sont les premiers maillons d’une chaîne indissociable. Ce transformateur est l’accessoire de base des mesures de courant et de puissance en courant alternatif. Son enroulement secondaire fournit un courant is proportionnel et en phase avec le courant primaire ip , avec l’avantage d’un isolement galvanique. Le choix d'un TC de mesure dépend essentiellement de 2 critères : -le rapport de transformation Ip/5A ou Ip/1A et -le type d'installation. Il faut aussi tenir compte de -la classe de précision, -la puissance de précision et -le facteur limite de précision (facteur de saturation) 2 0

Choix des TC et des sections de câble Etape

Description

1

Identifier le type de conducteur (câble, barre…)

2

Combien de conducteur(s) par phase ?

3

Choisir la forme* du TC imposée par le type et le nombre de conducteur(s).

4

Quel est le courant nominal qui circule dans le départ à instrumenter ?

5

Choix du type d’installation* (primaire traversant / vis écrou).

6

Quelle est la classe de précision imposée ? (0.5/1/3).

7

Choisir la référence* du TC en fonction des étapes 2 et 4.

8

Identifier la puissance apparente à ne pas dépasser pour respecter la classe de précision* (Smax).

9

Mesurer la distance (d) entre TC et appareil de mesure

10

Identifier la puissance apparente consommée par l’entrée courant de l’appareil de mesure* (Sam).

11

Calculer la section théorique (st) des câbles (cuivre uniquement) st ≥ k

d S max − Sam

à 20°C Pour chaque variation de température par tranche de 10°C, la puissance absorbée par les câbles augmente de 4%. k=1 pour T=20°C, k=1.04 pour 30°C, k=1.08 pour 40°C… 12

Prendre la section (s) immédiatement supérieure (2.5/4/6/10) mm².

13

Choix des accessoires* (canon, capot plombable).

2 0

Les différences TC de mesure / TC de protection -Un TC « protection » doit saturer suffisamment haut pour permettre une mesure assez précise du courant de défaut par la protection dont le seuil de fonctionnement peut être très élevé. On demande donc aux capteurs de courant un FLP, en général assez important. A noter que le « relais » associé doit être capable de supporter des surintensités importantes. Pour un TC protection le facteur de saturation est plus important que pour un TC mesure (afin de détecter une surintensité de type court-circuit par exemple) et la classe de précision moins importante.

Exemple de TC de protection Courant primaire assigné: 100A Courant secondaire assigné: 5A

On choisit la classe et le FLP (Facteur Limite de Précision) indépendamment.

2 0

Les différences TC de mesure / TC de protection Un TC « mesure » nécessite une bonne précision dans un domaine voisin du courant nominal, et il n’est pas nécessaire que les appareils de mesure supportent des courants aussi importants que les relais de protection ; pour un transformateur de mesure on choisit le Fs (Facteur de saturation) pour une classe de précision donnée et chaque TC a son propre Fs. c’est pourquoi les TC « mesure » ont, contrairement aux TC « protection », un FLP maximal afin de protéger ces appareils par une saturation plus précoce.

Exemple de TC de mesure Kn=50/5A Cl 0,5 VA Fs ≤ 5

1 1,25

3 1,5

rapport de transformation classe de précision puissance de précision facteur de saturation (ou FLP)

2 0

Précision de mesure des TC

Extraits du catalogue TC de Circutor - Selon la norme IEC 60 044 -1

2 0

Choix des transformateurs de tension Un transformateur de tension (TP) est destiné à donner au secondaire une tension proportionnelle à celle qui lui est appliquée au primaire. Ces transformateurs sont utilisés dans le cas où la tension mesurable par l’appareil de mesure n’est pas compatible avec la tension du réseau. V1 V2 V3

App. de mesure

Il est constitué d’un enroulement primaire, d’un circuit magnétique, d’un ou plusieurs enroulements secondaires. Un TP est caractérisé notamment par: tension primaire, tension secondaire, puissance apparente, fréquence d’utilisation, classe de précision.

2 0

4-

ARCHITECTURES DES SYSTEMES DE MESURE ET DE POWERMONITORING

2 0

ARCHITECTURE D’UN SYSTEME DE GESTION D’ENERGIE

„ Des logiciels de gestion de l’énergie électrique

„ Des interfaces de communication

„ Une gamme complète d’appareils de mesure communicants ou non

2 0

Installation avec un système de gestion d’énergie

Légende : Protocole modus ;

Protocole ethernet

2 0

Systèmes de Gestion d’Energie

Protocoles

2 0

Exemple d’architecture de Système de Gestion d’Energie

2 1

Exemple d’architecture de Système de Gestion d’Energie

ƒ Les pages Web : Accès à l’information à partir de n’importe quel PC connecté au réseau Ethernet (Modbus - TCP) LAN / WAN Passerelle

ƒ Le serveur : Accès complet à la configuration du système et à la base de données

RS485

Analyseur + passerelle

RS485

2 1

La gamme des centrales de mesure PowerLogic CM 3000 / CM 4000

PM800

PM700

ME

PM9

2 1

Equipements de mesure: Objectifs Management des coûts énergétiques Tableau

Rail DIN

CVM NRG96 CVM Mini

MK30-DC

Amélioration productivité

RGU-10C CBS

+ Qualité de forme d’onde

Sous comptage EDMK

CVM K2 Contrôle de Process

DH96

LM

2 1

Centrale de mesure Power Meter PM700 Centrale de mesure pour réseaux BT ou MT, 3 modèles : PM700 (version de base) PM700P (version de base + 2 sorties impulsionnelles) PM710 (version de base + communication Modbus) ƒ Applications : ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ

Mesure locale / Sous-Comptage / Surveillance à distance / Surveillance des harmoniques (THD) Classe 1 en Énergie selon CEI 61036 Mesures efficaces instantanées : I, U, V, F, P, Q, S, PF Mesure des énergies active, réactive et apparente Mesure des valeurs moyennes sur I, P, Q, S Mesure du THD courant et tension Enregistrement des données : Min et Max des valeurs instantanées Large écran rétro-éclairé, affichage de 4 valeurs simultanément Compact 96 x 96 x 50

2 1

Centrale de mesure CVM-NRG 96 Centrale de mesure digitale pour réseau triphasé BT et MT Montage encastré CVM-NRG 96 CVM-NRG 96-ITF CVM-NRG 96-ITF-RS485-C2 CVM-NRG 96-ITF-HAR-RS485-C2

APPLICATIONS

CARACTERISTIQUES

ENTREES/SORTIES

COMMUNICATION

PRECISION

Conformité EN50160

Détection transitoires

Contrôle qualité énergie

Creux / sauts de tension

Optimisation Contrat

Harmoniques par rang

I/O Analogiques

Serveur WEB

Class 0,5

Energy consumption Consommation Energie

THD

I/O Digitales

ETHERNET

Class 1

Mesure locale / distante

Mesure I,U,P,Q,E,F,Pf

Pulse Output (1)

Modbus RS485

Class 2

Class 0,2

2 1

Centrale de mesure Power Meter PM9 Centrale de mesure pour réseaux BT 2, 3 ou 4 fils qui se raccorde à des TC externes, il existe 2 modèles : PM9P (sortie impulsionnelle) PM9C (communication Modbus) ƒ Applications : ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ

Mesure locale / Sous-Comptage / Surveillance à distance Utilisation uniquement sur les réseaux BT (1P+N, 3P, 3P+N) Précision classe 2 en énergie selon CEI 62053-21 (CEI 61036) U, V, I, F, PF, Puissances, Énergie actives et réactives Moyennes sur les 3 puissances (actuelles et maximums) Large écran rétro-éclairé Compteur horaire

2 1

Centrale de mesure CVM-Mini Centrale de mesure digitale pour réseau triphasé BT et MT Montage sur Rail DIN CVM-MINI CVM-MINI-ITF CVM-MINI-ITF-RS485-C2 CVM-MINI-ITF-HAR-RS485-C2

APPLICATIONS

CARACTERISTIQUES

ENTREES/SORTIES

COMMUNICATION

PRECISION

Conformité EN50160

Détection transitoires

Contrôle qualité énergie

Creux / sauts de tension

Optimisation Contrat

Harmoniques par rang

I/O Analogiques

Serveur WEB

Class 0,5

Energy consumption Consommation Energie

THD

I/O Digitales

ETHERNET

Class 1

Mesure locale / distante

Metering Mesure I,U,P,Q,E,F,Pf I,U,P,Q,E,F,Pf

Pulse Output (2)

Modbus RS485

Class 2

Class 0,2

2 1

Centrale de mesure Power Meter PM 800 Centrale de mesure pour réseaux BT ou MT, 3 modèles : PM800 (version de base) PM820 (PM800 + mémoire embarquée) PM850 (PM820 + capture d’onde) ƒ Applications :

PM800

ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ

Mesure locale / Sous-Comptage / Surveillance à distance / Analyse de la qualité de l ’énergie / Optimisation de contrat et courbes de charges Classe 0,5S en Énergie selon CEI 60687 ou classe 1 selon CEI 61036 Mesures efficaces instantanées : I, U, V, F, P, Q, S, PF Mesure des énergies active, réactive et apparente Mesure des valeurs moyennes sur I, P, Q, S Mesure de la qualité de l’énergie : THD (I et U) + H rang par rang (PM820) + capture d’onde (PM850) Enregistrement des données : Min et Max des valeurs instantanées / Journaux de données et d’évènements Alarmes et horodatations Large écran rétro-éclairé haute visibilité, écran antireflet Compact 96 x 96 x 70

Module optionnel

2 1

Analyseur de réseau CVMk2 Analyseur de réseau pour réseau triphasé BT et MT Montage encastré ou sur rail DIN CVMk2-ITF-402 CVMk2-ITF-405 Mesure I1,I2,I3,IN – V1,V2,V3,VNG Afficheur amovible Mémoire SD 1Mo à 512 Mo 9 Tarifs APPLICATIONS

CARACTERISTIQUES

Conformité EN50160

Détection transitoires

Contrôle qualité énergie

Creux / sauts de tension

Optimisation Contrat

Harmoniques par rang

Energy consumption Consommation Energie Mesure locale / distante

THD Mesure I,U,P,Q,E,F,Pf

ENTREES/SORTIES

COMMUNICATION

PRECISION

Class 0,2 I/O Analogiques

Serveur WEB

Class 0,5

I/O Digitales

ETHERNET

Class 1

Pulse Output

Modbus RS485

Class 2

2 1

Centrale de mesure Circuit Monitor CM4000 Centrale de mesure pour réseaux BT ou MT, 2 modèles : CM4000 (échantillonnage à 512 points/période) CM4000T (échantillonnage à 5MHz) ƒ Applications :

CM 3000 + CMD VF

ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ

ƒ

Mesure locale / Sous-Comptage / Surveillance à distance / Analyse de la qualité de l ’énergie / Optimisation de contrat et courbes de charges / Vérification de la conformité de la fourniture électrique à l’EN50160) Classe 0,2S en Énergie selon CEI 60687 et ANSI C12.20 Mesures efficaces instantanées : I, U, V, F, P, Q, S, PF Mesure des énergies active, réactive et apparente Mesure des valeurs moyennes sur I, P, Q, S Mesure de la qualité de l’énergie : THD (I et U) / H rang par rang (rg255) / capture d’onde / EN50160 Détection creux et sauts de tension et acquisition rapide Détection/capture des transitoires et Flicker (CM4000T) Enregistrement des données : Min et Max des valeurs instantanées / Journaux de données et d’évènements Alarmes et horodatations / Synchronisation GPS 1 ms / capacité jusqu’à 32Mo

2 2

Analyseur de réseau Classe A: QNA412

ITF-Ext APPLICATIONS

Analyseur de qualité d’énergie Classe A pour réseau triphasé BT et MT selon IEC61000-4-30 Montage sur platine ou en coffret QNA412 – QNA413 Communication: RS232–RS485–Ethernet-GSM-GPRS Mesure I1,I2,I3,IN – V1,V2,V3,VNG Précision 0,2% en énergie Mémoire 4Mo Autonomie Batterie Evaluation qualité d’énergie selon EN50160 Capture d’ondes sur évènement de qualité d’énergie CARACTERISTIQUES

Conformité EN50160

Détection transitoires

Contrôle qualité énergie

Creux / sauts de tension

Optimisation Contrat

Harmoniques par rang

Energy consumption Consommation Energie Mesure locale / distante

THD Mesure I,U,P,Q,E,F,Pf

ENTREES/SORTIES

COMMUNICATION

PRECISION

Class 0,2 I/O Analogiques

Serveur WEB

Class 0,5

I/O Digitales

ETHERNET

Class 1

Pulse Output

Modbus RS485

Class 2

2 2

Quelle architecture de solution de mesure pour quelle application?

2 2

Pour quelle application? Trois familles d’application

Mesurer, pour quoi faire ?

2 2

Architecture simple: management des coûts énergétiques

Montage avec concentrateur d’impulsions

Légende :

Protocole modus ;

Protocole ethernet

2 2

Architecture de sous-comptage

2 2

Exemple de système de Power-monitoring: WAGES & PRODUCTVITE

2 2

Application de Surveillance de l’installation

Légende : Protocole modus ;

Protocole ethernet

2 2

La surveillance des installations électriques

2 2

Architecture avancée: Analyse de la qualité d’énergie

Légende :

Protocole modus ;

Protocole ethernet

2 2

Analyse de la qualité d’énergie

2 3

Architecture d’un système Complet – Ex cimenterie

60KV Concentrateur d’impulsions

U,I,P,Q,S,Energies(P,Q,S),P F, cosphi, THDu, THDi, harmoniques 50th, sauts et creux de tension, flicker, Classe 0,2 capture d’onde

Infos: U,I,P,Q,S,Energies(P,Q,S ),PF, cosphi, THDu, THDi, harmoniques 50th, sauts et creux de tension, flicker, Classe 0,2

5,5KV

Infos: U,I,P,Q,S,Energie s(P,Q,S),PF,, THDu, THDi, option: harmoniques 50th

Centrale de mesure CVM-mini ou analyseur de réseau CVMk2 Centrale de mesure CVM-NRG 96

Infos: U,I,P,Q,S,Energie s(P,Q,S),PF,, THDu, THDi, option: harmoniques 50th

400V

2 3

exemple d’architectures de communication

2 3

SOLUTION BASIQUE: 1 POSTE

2 3

Systèmes de Gestion d’Energie LAN Exemple de bus RS232-RS485

2 3

SUPERVISION AU NIVEAU DU RESEAU LOCAL (LAN)

2 3

Systèmes de Gestion d’Energie LAN Example bus RS485 - Ethernet

2 3

ENTERPRISE A RESEAU ETENDU (WAN)

2 3

Systèmes de Gestion d’Energie WAN Systèmes multipoints

2 3

ENTERPRISE A RESEAU ETENDU (WAN)

2 3

Logiciel de Gestion Logiciel de gestion de l’énergie électrique „

Fonctionnalités : Tableaux de données Tendances historiques Affichage des formes d’onde Analyse des harmoniques Consignation Passage de commandes Définition de taches automatiques Graphiques animés personnalisés ...

2 4

Retour sur investissement

Source: Energy Cost Savings Council Study 19981996, Building Operating Management Online

2 4

Merci pour votre présence et votre participation Bonne continuation

2 4

ANNEXES … Les pistes d’économie d’énergie dans le bâtiment et l’industrie

2 4

Efficacité énergétique dans l’industrie

Les possibilités d’économie d’énergie dans les processus industriels résultent de :

„la lutte contre les gaspillages, „la rationalisation des processus de fabrication, „la substitution de l’électricité aux énergies traditionnelles ou l’autoproduction à partir de récupération.

2 4

La fonction Gestion de l’énergie dans l’industrie

Deux principales fonctions sont assignées au gestionnaire de l’énergie en milieu industriel „assurer la sécurité de l’approvisionnement au moindre coût et en contrôler l’utilisation pour maintenir les consommations au minimum compatible avec les impératifs de la production, „organiser la recherche et la mise en place de moyens conduisant à utiliser l’énergie sous la forme la plus rentable en remettant en cause les choix énergétiques antérieurs et/ou l’infrastructure des processus de production.

2 4

Gestion de l’outil industriel existant

la réduction du coût de l’énergie électrique consommée peut d’abord se faire par des actions simples, et ce via : „une meilleure connaissance de la tarification et une vérification de la bonne adaptation de la consommation aux contraintes tarifaires, „une lutte contre les gaspillages Elle pourra ensuite se poursuivre via la mise en place d’actions nécessitant plus d’investissements visant: „une amélioration des rendements sans bouleverser l’appareil industriel. „Une Remise en cause des choix énergétiques et de l’infrastructure des processus de production

2 4

Gestion de l’outil industriel existant: Mesures Immédiates: Tarification L’énergie électrique doit être produite à l’instant où elle est consommée. Cette absence de stockage conduit le producteur à la facturer différemment, en fonction du moment: ÆLe prix du kWh consommé varie: heures creuses; heures de pointe; heures pleines : mois d’hiver et mois d’été. Æ En fonction de la puissance souscrite, prime indépendante de la consommation assortie d’une majoration en cas de dépassement: Prime directement liée aux investissements que le producteur a dû engager (centrale, réseaux de transport et de distribution,...).

2 4

B/ SUIVI de CONTRAT TARIFAIRE et FACTURATION - contrat : puissance souscrite + tarif horaire „ Puissance souscrite

Ajuster la puissance au besoin

„ Tarif horaire

Vérifier la bonne application des tarifs

creuses †

heures

pleines

selon les saisons

pointe

2 4

B/ SUIVI de CONTRAT TARIFAIRE et FACTURATION - les pénalités

Non respect du contrat = pénalité = surcoût „ Dépassement de la puissance souscrite „ Mauvais cos phi

2 4

Mesures Immédiates:

Contrôle de la consommation Æ La planification pour une meilleure utilisation de l’outil de travail doit prendre en compte les données relatives au système de tarification, ce qui implique une connaissance détaillée des consommations: Besoin d’un système de Gestion d’Energie

2 5

Mesures Immédiates: Les actions correctives „Sensibilisation des usagers et des responsables de la conduite des machines à l’économie ÆPar des campagnes d’information et grâce aux statistiques, il est possible de faire porter l’effort sur les postes les plus dépensiers.

„Modification des horaires de production ÆUtiliser les périodes où l’énergie est la moins chère, tout en évitant le travail de nuit qui conduit à des coûts salariaux beaucoup plus importants.

„Délestage de certains récepteurs ÆLes récepteurs, dont le fonctionnement peut être différé sans compromettre la production afin de ne pas dépasser la puissance souscrite, peuvent être délestés

„Utilisation de sources d’énergie existantes et non employées Æ Particulièrement les groupes électrogènes de remplacement ou de sécurité: éviter des dépassements ou les coûts dus aux HPte (étude économique à faire)

2 5

Mesures Immédiates: Les actions correctives „Automatisation des process ÆUtilisation des moyens d’automatismes existants pour assurer une meilleure maîtrise d’exploitation du système ou pour optimiser ses cycles de fonctionnement (amélioration de la gestion des flux, démarrage séquentiel des machines,…)

„Optimisation du contrat de fourniture de l’énergie électrique Æ Réétudier le contrat de fourniture de l’énergie électrique après mise en place des actions précédentes (Puissance souscrite, type de contrat)

2 5

- 3 niveaux de management „ Comptage / sous-comptage Contrôle basique de consommation

„ Suivi contrat tarifaire et de la facturation Etude détaillée de factures

„ Elimination des surconsommations †

Détecter l'anormal

†

Supprimer les pointes

†

Choisir le bon tarif

†

Délester, gérer des sources

†

Suivre et améliorer le cos phi

†

Anticiper les surconsommations

Solutions d'économie

2 5

B/ SUIVI de CONTRAT TARIFAIRE et FACTURATION - contrat : plages ou zones horaires „ Fixes

„ Fluctuantes

Calendrier saisonnier à l'avance Top horaires HC / HP

es d t or p p Ra oûts s C que ctri e l E

2 5

C/ ELIMINATION DES SUR-CONSOMMATIONS - moyens d'action TACHE DE FOND

Analyse des mesures et organisation „ Détecter l'anormal „ Supprimer les pointes (=pénalité) „ Choisir le bon tarif

EN TEMPS REEL

logiciel de Gestion

Surveillance et action directe „ Délester, gérer les sources „ Améliorer le cos phi „ Anticiper un risque de surconsommation

2 5

C/ ELIMINATION DES SUR-CONSOMMATIONS - détecter l'anormal „ Analyser les courbes Avant

Après

Charge Charge anormale anormale

Charge de nuit ~200kW

La consommation de nuit et de week-end semble excessive

2 5

C/ ELIMINATION DES SUR-CONSOMMATIONS - détecter les pointes de surconsommation „ Identifier les variables pertinentes puissance instantanée puissance moyenne courants autre

On localise

Nombre de connexions

– – – –

?

On quantifie

Puissance réellement demandée

fortes puissances peu fréquentes: demande mal répartie? risque de pénalité !

2 5

C/ ELIMINATION DES SUR-CONSOMMATIONS - choisir le bon tarif Puissance souscrite

Lisser en éliminant „ L'anormal „ Les pointes de surconsommation

Consacrer beaucoup de soin à la connaissance du process

2 5

C/ ELIMINATION DES SUR-CONSOMMATIONS ex: l'éclairage „ Part non négligeable de l'énergie consommée totale industrie 5 à 10% commerce 20 à 30% „ Economiser mettre des horloges découper les zones d'éclairage et les gérer mettre des sources plus performantes

2 5

C/ ELIMINATION DES SUR-CONSOMMATIONS - délester, gérer les sources „ Délester : couper certains départs choisis –

manuel : Ecran de supervision graphique

–

automatique : automate, SCADA

„ Si plusieurs sources : basculer

Surveillance permanente des variables électriques : courants puissances

G

2 6

C/ ELIMINATION DES SUR-CONSOMMATIONS - suivre et améliorer le cos phi „ Eliminer le risque de pénalité „ Réduire la consommation

2 6

C/ ELIMINATION DES SUR-CONSOMMATIONS - anticiper les risques de surconsommations Dépend des fonctionnalités du système ou des analyseurs : „ Estimation des moyennes prévisionnelles „ Calcul de tendance

Valeurs effectives

Valeurs prévisionnelles

2 6

Mesures à Moyen terme: Remise en cause des choix énergétiques et de l’infrastructure des processus de production Æ La première approche de la gestion de l’énergie, qui n’aura nécessité que du temps et quelques investissements limités, aura apporté déjà certains résultats mais souvent on ne pourra pas s’en contenter.

2 6

Mesures à Moyen terme „Régulation fine des process Æ Utilisation d’automatismes industriels et des systèmes de régulation pour assurer une meilleure maîtrise d’exploitation du système (automatisation de tout ou partie du processus de fabrication, supervision, variation de fréquence des moteurs, gestion multipompes, régulation du chauffage, centrale de gestion de l’air comprimé,…)

„Evaluation et amélioration des rendements des machines Æ Toute équipement installé dans le système électrique absorbe de l’énergie pour assurer son propre fonctionnement. La réduction de cette énergie améliore son rendement global. Il s’agit donc d’évaluer ce dernier et de décider de l’opportunité de remplacer l’équipement par un autre à meilleur rendement (moteurs, onduleurs, …)

Substitution des sources d’énergie Æ Pour chaque machine, pour chaque unité de production, remettre en cause les choix qui avaient été faits autrefois en matière de type d’énergie utilisée mais à condition de garantir à l’industriel la même qualité et la même quantité d’énergie.

„Auto-production Æ Il s’agit de produire l’électricité à partir de ressources locales appartenant à l’industriel et souvent inexploitées. Parmi ces ressources, on peut citer: „les chutes d’eau dont la rentabilité n’a pas été, jusqu’ici, mise en évidence, „la combustion de déchets qui, jusqu’ici, étaient rejetées dans la nature, „la récupération de chaleurs latentes diverses, 2 6

Substitution des sources d’énergie „Constatation - Evolution des prix différente d’une forme d’énergie à une autre -La sécurité des approvisionnements a également changé -La consommation d’énergie n’est pas une fin en soi. Si le procédé de fabrication change, la consommation d’énergie associée change aussi en quantité ou en nature d’énergie consommée „ II faut, pour chaque machine, pour chaque unité de production, remettre en cause les choix qui avaient été faits autrefois „quel que soit le procédé choisi, il doit rendre, à l’industriel, le même service en qualité et en quantité

2 6

Substitution des sources d’énergie „Méthode EDF Pour évaluer l’intérêt d’une substitution en France, EdF propose d’utiliser un coefficient qu’elle appelle µ et qui se définit comme suit : „dans le cas où la substitution de l’électricité à un combustible est totale : µ = nombre de thermies consommées par le 1er procédé / nombre de kWh consommés par le procédé de substitution „dans le cas où la substitution n’est que partielle, le coefficient devient : µ = diminution du combustible consommé / augmentation de l électricité consommée ou, sous une forme plus mathématique : µ = (C1 – C2) / (E2 – E1) Æ « C » désignant les consommations de combustible en thermies, Æ « E » désignant les consommations d’électricité en kWh, Æ les indices 1 étant réservés à l’ancien procédé, Æ les indices 2 aux nouveaux procédés.

2 6

Substitution des sources d’énergie „Exemple L’industrie du verre utilise depuis des siècles toutes les énergies primaires (bois, charbon, fuel, gaz, etc.) dans ses fours, pour assurer la fusion des produits qui donneront le verre. L’utilisation de l’électricité s’est développée d’abord en appoint. Vu qu’elle présente de multiples avantages : pas de pollution, facilité de conduite, réduction des investissements, de plus en plus d’industriels s’y intéressent pour remplacer complètement le fuel. A condition d’apporter des économies d’énergie: „II faut dans un four chauffé au fuel, environ 115 g de combustible par kg de verre fondu. (1 Tonne de fuel produit 10 000 thermies) „Dans un four électrique, il faudra un apport de 1 kWh par kg de verre fondu. „le coefficient de substitution est égal à : µ = 1,15 (115/1000000 * 10000) „Le prix du fuel oil lourd est de 5000 Dhs/tonne, soit 0,5 Dhs par thermie, „Le prix moyen de l’électricité est estimé à 0,7 Dhs par kWh. „Le rapport prix kWh / prix thermie = 0,7/0,5 = 1,4 „La substitution ne pourra être économiquement intéressante que si elle conduit à un coefficient de substitution supérieur à 1,4. 2 6

Substitution des sources d’énergie „Exemples de coefficients de substitution

2 6

Substitution des sources d’énergie

„Remarque L’électricité permet aussi de fournir de la chaleur avec une meilleure efficacité en utilisant l’un des principes suivants : „induction et hystérésis pour l’élévation ou le maintien en température de pièces magnétiques, „amorçage d’arcs, „rayonnement infrarouge que l’on peut focaliser, „pertes diélectriques (micro-ondes), „etc.

2 6

Efficacité énergétique dans l’industrie

‰ En Général Les opportunités d’économie d’énergie dans les process sont: -L’amélioration du rendement électrique des moteurs : 18% des économies -Amélioration de la qualité d’énergie du site: 8% des économies -Amélioration des systèmes de variation de vitesse des moteurs: 41% des économies -Optimisation du process: 33% des économies

2 7

Efficacité énergétique dans l’industrie En moyenne, un site peut réduire sa consommation d’énergie de 10% à 20% -30% des gains potentiels peuvent être obtenus par simple changement des procédures et des comportements -Ceci implique d’intégrer la gestion d’énergie dans le processus de fonctionnement permanent de l’entreprise et non seulement un projet ponctuel -Les 70% restant proviennent de la modernisation des équipements, et donc d’un besoin d’investissement - Dans plusieurs pays développés, les gouvernements financent une grande partie de cet effort d’investissement

2 7

Efficacité énergétique dans l’industrie

Exemple des Moteurs

Les moteurs consomment environ 60% de l’énergie utilisée dans les pays développés Une économie de 1% sur la consommation d’un système entraîné par un moteur de 200 CV (ou 10 X 20 CV) apporte assez de puissance pour faire tourner une maison américaine moyenne Les moteurs à haut rendement peuvent apporter une économie d’au moins 12%

2 7

L’Efficacité Energétique dans le bâtiment: Les consommations d’énergie „Le process industriel ou commercial qui occupe le bâtiment C’est l’ensemble de l’installation directement nécessaire à l’activité professionnelle des occupants du bâtiment. - usine ou un bâtiment commercial: les machines de production industrielle, les systèmes d’information, les installations de manipulation et de stockage des matériaux et des produits, les réseaux de fluides spécifiques (air comprimé, vapeur) nécessaires à la production… -immeuble du tertiaire: les systèmes informatiques et les équipements spécifiques (de laboratoires, de recherche…).

„Les systèmes de confort et utilités du bâtiment Ce sont les systèmes usuellement rencontrés dans un bâtiment qui sont indépendants de son utilisation professionnelle: chauffage, climatisation, ventilation, distribution d’eau chaude sanitaire, éclairage, communication, sécurité, distribution de fluides divers (notamment air comprimé), et les systèmes mécaniques (ascenseurs, élévateurs, escaliers roulants).

„Selon le type, la superficie, la destination, l’occupation humaine et le standard de confort du bâtiment, les profils de consommation d’énergie sont très différents 2 7

L’Efficacité Energétique dans le bâtiment: Les sources d’énergie „Alimentation par des réseaux extérieurs Réseaux publics de distribution d’électricité, mais aussi de gaz naturel (pour le chauffage, l’eau chaude sanitaire, la cuisine et quelquefois le process), et de chauffage urbain dans certains pays, mais aussi vapeur, air comprimé, combustible divers, eau glacée…

„Fourniture de combustibles stockés Il s’agit généralement de gaz de pétrole liquéfié (propane, butane) ou de fioul domestique ou lourd, et parfois le charbon ou le bois. Ils sont généralement utilisés dans les chaudières pour le chauffage, la production d’eau chaude sanitaire, d’eau chaude ou de vapeur à usage industriel, et pour l’entraînement des générateurs électriques locaux.

„Les « énergies gratuites » -Le rayonnement solaire -Géothermie (Energie thermique recueillie dans le sous-sol et les nappes d’eau (géothermie) ou dans l’air extérieur par les pompes à chaleur)

-Energie éolienne

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L’Efficacité Energétique dans le bâtiment: Les sources d’énergie „Sources autonomes d’électricité ÆNécessaires en cas de non fiabilité insuffisante du réseau de distribution public ou des exigences de sécurité de l’activité (hôpitaux,Télécoms, Télévision,…) ÆElles permettent de choisir la source d’énergie préférentielle, en fonction du moment de la journée, de la puissance appelée instantanée, et du tarif horaire de la source externe.

„ Groupes électrogènes d’appoint ou de sécurité Ils utilisent un combustible stocké (Gasoil ou Essence) .

„ASI – Alimentation Sans Interruption – (Onduleur) reconstituent un courant alternatif à partir de l’énergie stockée dans des batteries d’accumulateurs électriques afin de maintenir sans interruption l’alimentation des récepteurs critiques ou vitaux

„Cogénération Production combinée de chaleur ou d’électricité en un seul procédé. Différents modèles de cogénération peuvent être utilisés : Æla production de chaleur (ou vapeur) nécessaire au process est disponible pour produire de l’énergie électrique, Æle process crée des sous-produits (déchets de bois ou de carton…) dont la combustion permet la production d’énergie électrique et de chaleur. 2 7

L’Efficacité Energétique dans le bâtiment: Les sources d’énergie

L’analyse de l’ensemble des factures d’énergie est la première démarche conduisant à des réductions des coûts énergétiques pour l’exploitant

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L’Efficacité Energétique dans le bâtiment: Réduire les coûts énergétiques Il s’agit de chercher à dépenser moins d’argent, avant de chercher à utiliser moins de kilowatts-heures. „Adapter la puissance souscrite à l’activité du bâtiment „Limiter la puissance appelée sur le réseau de distribution en utilisant les sources internes existantes et disponibles (groupes électrogènes) „ Optimiser l’énergie réactive, en installant un dispositif de compensation afin de supprimer les pénalités facturées „ Déplacer les consommations vers les périodes tarifaires les moins coûteuses, quand c’est possible ÆExemples: - production d’eau chaude sanitaire avec les chauffe-eau à accumulation (ballons d’eau chaude) ainsi que pour les systèmes de chauffage électrique à accumulation. - Former des volumes importants de glace pendant les heures à faible tarif qui seront utilisés par des systèmes de réfrigération pour l’air conditionné. 2 7

L’Efficacité Energétique dans le bâtiment: Réduire les consommations d’énergie „il s’agit de réduire l’énergie consommée par les systèmes fonctionnels du bâtiment (à capacité de production égale et à confort égal) . „Le gisement d’économie se trouvant dans l’outil de production doit être étudié avec les spécialistes du métier considéré

2 7

L’Efficacité Energétique dans le bâtiment: Economie dans le système de CVC CVC Chauffage – Ventilation - Climatisation HVAC Heating – Ventilating – Air Conditioning

„C’est généralement le 1er ou le 2ème poste de dépense d’énergie

2 7

Economie dans le système de CVC Chauffage C’est généralement le 1er ou le 2ème poste de dépense „Les mesures d’économie consistent d’abord à limiter les pertes thermiques du bâtiment Pour cela il faut: „concevoir les parois extérieures limitant la conduction thermique, et les dissipations par rayonnement, „isoler la toiture, „utiliser des vitrages et des fermetures à isolation thermique (fenêtres à double vitrage, portes isolées), „traiter les ponts thermiques (encadrements des ouvertures, structures porteuses telles que piliers ou poutres…), „prévoir des occultations (volets) pour diminuer les pertes par les ouvertures, „adapter des dispositifs pare-soleil pour éviter le rayonnement solaire quand il s’agit de refroidir. Æ actions plus aisées lorsqu’elles sont engagées dès la conception

2 8

Economie dans le système de CVC Chauffage des interventions sur la conduite du chauffage permettent aussi des économies „ Empêcher l’utilisation simultanée du chauffage et de la climatisation „ Eviter tout usage abusif du chauffage: ÆNe pas surchauffer: plage de confort 18 à 22 °C ÆEmpêcher ou limiter l’ouverture des fenêtres ou asservir les systèmes individuels de chauffage (et de réfrigération) à la fermeture des fenêtres. Æ Ne pas chauffer les locaux inoccupés ou partiellement occupés (stocks,..)

„ Optimiser le rendement des générateurs de chaleur ÆEn cas de système individuel (radiateur électrique) interrompre le chauffage dès qu’un local n’est pas utilisé.

Æ En cas de système centralisé, suivre le rendement de la chaudière générant l’énergie calorique (par la surveillance du taux de CO2 et de la température des fumées)

2 8

Economie dans le système de CVC Chauffage „ Utiliser des pompes à chaleur (Seule ou en combinaison avec une chaudière ) ÆType choisi selon la source de chaleur:: air-air , air-eau ou eau-eau

Nota : Le rendement d’une pompe à chaleur est mesuré par son coefficient de performance (COP), qui est le ratio de l’énergie thermique délivrée sur l’énergie électrique consommée par le compresseur (et le ventilateur éventuellement). Le COP d’une pompe à chaleur « air-eau » atteint 2 à 3,5 selon la température de l’air. Une pompe à chaleur « eau-eau » atteint un COP de 3 à 5. 2 8

Economie dans le système de CVC Chauffage „ Utiliser un chauffage solaire Ænécessite une bonne exposition et la disponibilité de la chaleur

„ Optimiser les circuits caloporteurs : Æ Réduire la déperdition thermique le long des canalisations par l’isolation des tuyaux d’eau ou des conduites d’air (surtout dans zones non chauffées)

Æ réduire la consommation électrique des pompes ou des ventilateurs en adaptant des variateurs de vitesse

2 8

Economie dans le système de CVC Chauffage „ Optimiser le contrôle du chauffage: ÆAbaisser de plusieurs degrés la température pendant les périodes de non-utilisation (nuit, fins de semaines, vacances) ÆMettre en place une programmation tenant compte de: ƒl’inertie thermique du bâtiment (chauffage interrompu avant le départ des occupants et remis en service quelques heures avant leur arrivée) ƒl’occupation des locaux avec la possibilité de régler indépendamment la température des différentes parties du bâtiment ƒdu climat extérieur (température extérieure, vent, ensoleillement) de façon à estimer la déperdition thermique du bâtiment ƒdes « apports gratuits » : rayonnement solaire, métabolisme des personnes présentes (environ 75 W /personne), ainsi que la chaleur générée par les process et par l’éclairage intérieur Æ utilisation d’un thermostat d’ambiance

2 8

Economie dans le système de CVC La réfrigération de l’air ambiant « climatisation » Deux types d’installation existent : des unités individuelles pour chaque partie du bâtiment (bureau, chambre…), ou un système centralisé comprenant une batterie de groupes générateurs de froid et un circuit de distribution de froid par air ou par eau ÆDans les deux cas, le fonctionnement de base est le même : un circuit frigorifique comportant un compresseur absorbe la chaleur de l’air intérieur et la rejette à l’extérieur

2 8

Economie dans le système de CVC La réfrigération de l’air ambiant « climatisation » Pour économiser l’énergie consommée par une climatisation, la plupart des solutions exposées pour le chauffage sont applicables „Température de consigne de l’ordre de 25 °C (allie confort et efficacité) „ Assurer une maintenance régulière des systèmes frigorifiques : - fuite de fluide frigorifique Æ forte baisse du rendement de l’unité. -la propreté des échangeurs influe beaucoup sur leur efficacité „ Opter pour les nouveaux systèmes présentant généralement un rendement optimal „Ne pas oublier qu’il n’y a pas d’apport gratuit pour la réfrigération: tout dégagement de chaleur augmente la dépense en énergie absorbée par le compresseur 2 8

Economie dans le système de CVC Le renouvellement de l’air ambiant » Il s’agit d’extraire l’air intérieur, vicié par l’activité et la fréquentation du bâtiment, et de le remplacer par la même quantité d’air extérieur « frais ». Cette fonction est liée au chauffage et à la climatisation, car : „le système de distribution d’air est souvent utilisé pour adapter la température, „le volume d’air extérieur injecté doit être amené à la température de consigne, et ce besoin thermique s’ajoute aux déperditions du bâtiment.

Les systèmes de renouvellement d’air sont obligatoires et leur fonctionnement est primordial pour la sécurité et le confort. Ce sont des systèmes centralisés comportant une unité de traitement d’air et un réseau de canalisations. „ En règle générale, ces systèmes sont étudiés pour remplir leur fonction avec une occupation maximale des locaux (personnel habituel et visiteurs occasionnels).

2 8

Economie dans le système de CVC La réfrigération de l’air ambiant « climatisation » „en occupation normale, ce surdimensionnement du débit d’air est un important gaspillage d’énergie ÆRéguler le débit d’air extrait selon la concentration de CO2 dans l’espace intérieur (ou le monoxyde de carbone émis par les véhicules dans le cas d’un parking) permet d’adapter la fonction du système à la demande. (plusieurs détecteurs de taux de CO2 pour ajuster les débits par zones)

„La ventilation mécanique à récupération de chaleur: un échangeur à contrecourant entre l’entrée et la sortie d’air est installé. Il transfère l’énergie du flux le plus chaud vers le flux le plus froid. Doit être prévu dès la conception du bâtiment

2 8

Etude de Cas: Régulation de la température ambiante „objectif : déterminer l’impact des consignes de température sur la facture d’électricité

Evolution de l’énergie consommée par le départ chauffage/clim de 07/2003 à 07/ 2004.

Evolution de la facture mensuelle du départ chauffage/clim sur la même période.

Une consommation plus importante en hiver nous amène à une facture énergétique bien plus élevée pendant les mois d’hiver que les mois d’été (en moyenne : 35000Dhs par mois l’été et 85000 Dhs par mois l’hiver). Il est donc très important de réduire cette consommation électrique l’hiver.

2 8

Etude de Cas: Régulation de la température ambiante „Evolution des températures et de la puissance appelée par le chauffage/clim.

2 9

Etude de Cas: Régulation de la température ambiante „nuages de points formés par le tracé de la puissance consommée par le départ chauffage/clim en fonction des températures extérieures pour les mois de mai et juin Mai

Juin

16°C

la double pente du nuage de points du mois de mai indique que le chauffage et la climatisation ont fonctionné pendant cette

la pente unique de la figure du mois de juin indique que seule la climatisation a fonctionnée pendant cette période,

période

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Etude de Cas: Régulation de la température ambiante „Interprétation „les pentes (chauffage et climatisation) sont apparemment identiques en valeur absolue. La pente est approximativement de 10kW par degrés. Ælorsque la température extérieure est supérieure à 16°C, chaque degrés supplémentaires implique une consommation moyenne de 10kW en plus en moyenne pour maintenir la température à la valeur de consigne ( 25°C). „l’intersection des 2 pentes indique le point moyen pour lequel ni le chauffage ni la climatisation ne fonctionnent. Pour une température extérieure de 16°C la consigne (autour de 25°C) est atteinte naturellement. C’est le « point de température extérieure idéale ». Remarque: l’ordonnée de ce point n’est pas nulle, c’est à dire qu’il reste une consommation résiduelle sur ce départ de l’ordre de 50kW en moyenne. „le « point de température idéale » de 16°C semble être plus proche des températures moyennes de la saison d’été (autour de 22°) que de celle de la saison d’hiver (à vérifier lors de la période hivernale). C’est ce qui explique la consommation bien supérieure en énergie pour le chauffage en hiver que pour la climatisation en été. 2 9

Etude de Cas: Régulation de la température ambiante „Interprétation on peut noter la forte dispersion des valeurs de puissance pour une température extérieure donnée. Cette dispersion peut atteindre 200kW. Elle est due à 3 raisons : „le système de mesure ne prend en compte qu’une seule température extérieure alors que le bâtiment n’est pas chauffé uniformément par le rayonnement solaire en fonction de l’heure de la journée, „le bâtiment ne réagit pas à une même température extérieure de la même façon à cause de son fonctionnement interne (portes ouvertes, courants d’air différents…). „la régulation du système chauffage/clim n’est sûrement pas basée sur une mesure de température extérieure. Grâce à la valeur de la pente trouvée, nous pouvons donner une estimation du gain espéré en cas de variation de consigne: „ En ramenant la consigne à une valeur inférieure de 1°C l’hiver ou à une valeur supérieure de 1°C l’été nous pouvons gagner une valeur moyenne de 10kW en climatisation ou chauffage sur la période.

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Etude de Cas: Régulation de la température ambiante „Conclusion

„En faisant un calcul approché, nous trouvons donc une économie d’énergie de 87 MWh par degrés. Ce qui correspond à 6,7% d’économie d’énergie sur le départ chauffage/clim. „qu’une baisse de la consigne de 1°C en hiver amènera une économie d’énergie pendant la période d’hiver de 30000 Dhs, „De même qu’une augmentation de la consigne de 1°C en été amènera une économie d’énergie pendant les 6 mois d’été de 30000 Dhs également.

„Afin de réduire la dispersion de puissance du départ chauffage /clim pour une température extérieure donnée il faut étudier la possibilité de mettre en place une régulation prenant en compte la température extérieure.

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L’eau Chaude Sanitaire (ECS) Utilisée souvent pour les besoins d’hygiène ou pour des fonctions particulière (cuisine, nettoyage des locaux,…) plusieurs solutions sont possibles pour l’économiser: „Mesurer les consommations d’eau chaude (volumes consommés), par zone du bâtiment, par service… afin de localiser les consommations anormales et de responsabiliser les utilisateurs „Détecter et supprimer les fuites d’eau chaude „Eviter les consommations inutiles Choisir une robinetterie à détecteur de présence ou à arrêt automatique, ou des dispositifs sanitaires économes en eau. „Optimiser la température de consigne du système de production Pour une utilisation sanitaire, la température ne devrait pas être supérieure à 55 °C, mais le confort des personnes est assuré avec 45 °C. „Prévoir et optimiser une boucle de circulation ne pas dépasser une distance de 10m entre la production et l’utilisation, afin d’éviter les consommations d’énergie servant à réchauffer le tuyau à chaque usage. (boucle d’eau chaude à proximité dans les grands bâtiments) „Utiliser une pompe à chaleur dédiée à l’ECS: la source de chaleur étant l’air extérieur ou l’air ambiant du local technique de chauffage 2 9

L’Eclairage C’est généralement le 1er poste de dépense d’énergie „Les mesures d’économie consistent d’abord à réduire la puissance installée Pour cela il faut utiliser: „des lampes de conception récente, qui à flux lumineux égal ont une puissance nominale fortement diminuée, notamment: Æles lampes fluocompactes (- 70 % par rapport aux lampes à incandescence), Æles tubes fluorescents récents de petit diamètre (- 30 % par rapport aux tubes classiques) „utiliser des lampes à ballast électronique (- 20 % par rapport aux ballast ferromagnétiques). „Utiliser des luminaires de conception récente, dont l’optique utilise au mieux le flux lumineux émis par les lampes.

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L’Eclairage „Supprimer les allumages inutiles „En fonction du niveau d’éclairement naturel ƒTenir compte du fait que dans un bâtiment, les zones situées près des fenêtres extérieures nécessitent moins d’apport lumineux que les zones intérieures Æ commande de l’éclairage intégrant une mesure d’éclairement ou par des gradateurs insérés dans les luminaires qui font varier automatiquement le flux émis en fonction de la lumière extérieure

ƒA l’extérieur, il est aussi possible de réduire l’éclairage (parkings, allées, accès) aux heures les plus sombres. prévoir un détecteur de niveau d’éclairement et une horloge pour tenir compte des heures de pénombre (au crépuscule l’oeil a besoin de plus d’éclairage artificiel que dans la nuit noire)

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L’Eclairage „Supprimer les allumages inutiles „En fonction de la présence des occupants Sauf éclairage minimum de sécurité, ne pas éclairer en permanence des zones occupées par intermittence. (couloirs, escaliers et paliers, les entrepôts et locaux techniques sans présence humaine permanente) ÆLa minuterie classique est déjà une source d’économie importante. ÆPour plus de performance et de confort: détecteurs de présence (intégrables dans les luminaires)

„Concevoir un système automatisé de gestion de l’éclairage

ÆDes systèmes automatisés communiquant avec les différents organes (luminaires, interrupteurs, détecteurs, appareils de mesure) permettent de commander des éclairages séparément, par zone géographique, par type de point lumineux, par fonction et individuellement. Ces systèmes sont paramétrables, reconfigurables et flexibles.

Système DALI 2 9

L’Eclairage „Exemple „modification de l’installation d’éclairage des couloirs d’un grand hôtel „Remplacement de l’allumage permanent par allumage automatique sur détection de présence, et utilisation d’un interrupteur horaire programmable : „Les détecteurs utilisés ont un rayon de détection de 12 m, et commandent jusqu’à 500 VA de tubes fluorescents ou lampes fluocompactes. Ils sont installés en plafond tous les 20 m de façon à assurer le recouvrement des zones de détection. „L’interrupteur horaire commande le fonctionnement suivant : aux heures de passage intensif, 50 % des lampes sont allumées en permanence, et 50 % s’allument au passage d’une personne. Aux heures creuses, 50 % sont éteintes et 50 % s’allument au passage d’une personne.

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L’Eclairage „Exemple „modification de l’installation d’éclairage des couloirs d’un grand hôtel „Coût de l’installation : 20 000 Dhs „Economie annuelle : 50 % de l’éclairage des couloirs soit 1 2000 Dhs „Temps de retour de l’investissement : 1,7 an

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Réduction des pertes d’énergie électrique „Amélioration du facteur de puissance: ƒUne baisse des appels de courant sur le réseau électrique du site, ƒRéduction des pertes par effet Joule sur tout le réseau, ƒLa réduction de la charge et de l’échauffement des transformateurs ƒRéduire la chute de tension en bout de ligne, ƒEviter les pénalités financières facturées par le distributeur d’énergie

„Réduction du taux d’harmoniques ƒDes « harmoniques » courants sont générés par certains récepteurs dits « non linéaires », notamment ceux qui comportent de l’électronique ƒCes harmoniques, renvoyés en amont sur le réseau, constituent une pollution pour tous les autres récepteurs dont certains sont très sensibles. ƒIls sont aussi la cause de pertes d’énergie par effet Joule, qui peuvent couramment atteindre 10 % dans les conducteurs, les transformateurs et tous les récepteurs. ƒPréserver la qualité de l’énergie électrique (forme d’onde, fréquence…) oblige à réduire ou éliminer ces harmoniques (filtres anti-harmoniques adaptés au réseau)

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Réduction des pertes d’énergie électrique Réduction des pertes thermiques sur le réseau électrique ƒPertes sont produites par le passage du courant dans toutes les parties du réseau électrique du bâtiment (effet Joule). ƒLe remplacement d’anciens appareils ou équipements par d’autres matériels récents permet de réduire de manière significative ces pertes :

„les transformateurs de distribution (jusqu’à 3 MVA) ƒLes évolutions technologiques des matériaux et en particulier des tôles magnétiques permettent une réduction des pertes à vide de 15 à 20 % quelque soit le type de transformateur, immergé ou sec.

„les tableaux et coffrets électriques ƒC’est une recherche sur leurs architectures de répartition qui a permis de réduire les longueurs des conducteurs d’environ 40 % dans les tableaux généraux basse tension - TGBT – et ainsi leurs pertes par effet Joule d’environ 30 % ƒCes réductions peuvent éviter de climatiser le local électrique.

„les ASI (Alimentation Sans Interruption) ƒles technologies récentes ont permis une amélioration importante du rendement des onduleurs avec un facteur de puissance plus est élevé : 94% vs 80%. Il est donc possible de réaliser une économie appréciable en remplaçant des onduleurs anciens

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Economie sur les fluides Les systèmes de production et de distribution d’air comprimé, comme de vapeur, essentiellement développés pour les besoins des process, sont des gisements très importants d’économie d’énergie. La distribution économique de ces fluides obéit aux mêmes règles : „Adaptation de la pression de consigne au niveau strictement nécessaire au bon fonctionnement, „Réglage automatique du régime des pompes à la demande, et diminution du nombre de démarrages avec l’emploi de variateurs de vitesse sur les moteurs des pompes, „Détection et élimination de toute fuite qui ferait fonctionner inutilement les pompes, „Arrêt des pompes pendant les périodes de non-occupation. „Réduction des pertes de charges

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Avantages d’une bonne maintenance La plupart des systèmes de confort et utilités du bâtiment doivent bénéficier d’une maintenance périodique préventive Elle peut être complétée par un contrôle continu de l’état des systèmes. „Exemple lorsqu’un moteur électrique commence à avoir un fonctionnement anormal à cause d’un défaut de fabrication, d’un dépassement de ses conditions normales de fonctionnement ou d’usure, cela se traduit presque toujours par des échauffements anormaux, un ralentissement, une baisse de son facteur de puissance et une surconsommation.

La maintenance limite le nombre et la durée des interruptions de service, et elle permet de maintenir le rendement des différents équipements dans les plages nominales.

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Efficacité énergétique dans le bâtiment

Operation 50%

Construction & Finance 25%

Alterations 25%

L’Efficacité énergétique dans le bâtiment doit être basée sur une approche durable et à long-terme. 75 % des coûts sur un cycle de vie de 25 ans d’un bâtiment vont dans les coûts de fonctionnement du bâtiment et dans les dégradations subies par les équipements et le bâtiment.

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Efficacité énergétique dans le bâtiment

Les Rénovations des bâtiments existant peuvent rapporter jusqu’à 30% d’économies d’énergie . Une maintenance préventive et à long terme peut maintenir ces économies pendant la durée de vie du bâtiiment. D’où l’intérêt d’un système de gestion technique centralisée du bâtiment

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Conclusion Les 3 domaines clés pour l’économie d’énergie dans le bâtiment sont donc: - HVAC, ( ou CVC : Climatisation, Chauffage, Ventilation) - L’éclairage, - les systèmes de gestion intégrée du bâtiment. Cependant, le chauffage d’eau, la génération d’énergie sur site, le stockage de froid dans le bâtiment et l’appareillage représentent également des économies potentielles.

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1- Equipements pour l’Industrie Process „ Variateurs de vitesse électroniques (pompes, compresseurs, ventilateurs, process à vitesse variable): -25% „ Moteurs à haut rendement: -15% „ Maintenance préventive (filtres, courroies,…): -5% „ Automatismes industriels - régulation: -20%

Qualité d’énergie „ „ „ „

Batteries de compensation Filtres d’harmoniques Compensateurs actifs Onduleurs – stabilisateurs de tension

Gestion du contrat „ Délesteurs automatiques (dépassement P souscrite) „ Système de power monitoring: -5%

Utilités „ „ „ „

Unités de Cogénération: -15% Eclairage: Abaisseurs de tension ,Lampes et ballons fluorescents Isolation thermique – systèmes de récupération de chaleur Détection des fuites (Eau, Air comprimé) – pertes de charge

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2- Equipements pour le Bâtiment Eclairage „ „ „ „

Lampes à basse consommation: -70% Gradateurs de lumière: -25% Détecteurs de présence, détecteurs de mouvement: -20% Automatismes de bâtiment: -10%

Chauffage - Climatisation „ „ „ „

Variateurs de vitesse électroniques: -25% Pompes à chaleur: -30% Systèmes de Gestion Technique de Bâtiment: -15% Chauffage par énergie solaire: -80%

Levage „ Variateurs de vitesse électroniques: -25% „ Moteurs à haut rendement: -15%

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QUELQUES SOLUTIONS POUR L’EFFICACITE ENERGETIQUE

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1- Type de mesures d’économie -

Temps de mise en oeuvre Immédiat : Psychologique „ Comportement du personnel „ Planification de la production „ Procédure de fabrication ...

Court terme : Maintenance „ Entretien : chaudières, échangeurs ... „ Pertes d ’énergie à l’ambiance : fuites de vapeur, isolation thermique... „ Électricité...

Moyen terme : Réseau de distribution et d’utilisation de la chaleur „ URE : Réduire la consommation d’énergie noble : électricité, thermique HT. „ URE : Accroître l’utilisation d’énergie BT. „ Contrôle automatique et optimisé des unités de production et d’utilisation. „ Récupération des pertes HT aux moyen d ’économiseurs. „ etc. 3 1

1- Type de mesures d’économie -

Temps de mise en œuvre (Suite) Moyen terme : ingénierie de process (gros investissements) „ „ „ „

Procédé discontinu procédé continu Chauffage par effet Joule chauffage par induction Chauffage thermique chauffage par micro-ondes etc.

Long terme : changement du principe de fabrication Long terme : intégration de procédés „ Modification des flux énergétiques, optimisation. „ Symbiose avec d’autres entreprises. „ etc..

Très long terme : Objectifs sociaux et techniques „ Modification des habitudes de consommation

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