Electrification et éclairage public

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1 Electrification et éclairage public Sy.MEG Albert ELATRÉ, Président Brigitte BOULEMAR, Directrice de Cabinet

2 CONTEXTE L éclairage public représente le premier poste de consommation électrique des communes (60%) La directive européenne n 2005/32 «EuP» du 6 juillet 2005 ( EnergyusingProducts),érige en principe que les lampes à vapeur de mercure (ballons fluorescents) installées dans les années 80 doivent disparaître en 2015 ainsi que les Soduim Haute Pression venant par substitution. Le nombre de points lumineux a progressé de plus de 30% en 10 ans mais parallèlement cette situation révèle que : 90% des lampes pourraient être remplacées par d autres lampes consommant deux fois moins pour un même éclairement ; des systèmes d alimentations anciens et énergivores; une économie possible entre 35 et 50% d électricité à confort d éclairage égal ; l enjeu est de ne plus éclairer PLUS mais d éclairer JUSTE Les économies engendrées contribueront à l amélioration des installations. 2

3 Inventaire de l éclairage public à Vieux Habitants 3

4 La Commune de Vieux habitants fait partie des 8 communes qui ont fait l objet d un audit des Installations d Eclairage Public : points lumineux qui fonctionnent en moyenne heures par an pour une puissance de 146 kw alors que sont facturés 750kW. Environ 90 % des lanternes sont équipées de lampes à vapeur de mercure en grande majorité de 125 W qui doivent disparaitre dès avril 2015.Parmis les 10 % restants, 8% sont équipées de lampes à vapeur Haute pression d une puissance de 70W à 150W et les 2% sont équipées de lampes à iodures métalliques d une puissance de 400 à 1000W 52 armoires de commande : 37 sont vétustes et 6 relèvent du patrimoine du Conseil Général ou Régional fonctionnant à partir de cellule photoélectrique, d Horloge et d interrupteur crépusculaire. Des abonnements qui ne correspondent pas aux besoins de la Commune. Une consommation en éclairage public représentant 66% de la Consommation d électricité. 4

5 Bilan énergétique Les lampes utilisées ont une efficacité lumineuse < à 60lm/w. L indice des rendus des couleurs est <50 Ra. Des armoires sous utilisées, en moyenne pour 3 Kw/armoire Des interrupteurs horaires ou crépusculaires mal réglés. Des puissances souscrites trop élevées qui génèrent un surcoût sur l abonnement : code tarif 072 ou 070 au lieu de 071 5

6 Part de l éclairage Public dans la facture énergétique Des données EDF Consommation en 2009: kWh/an Montant: TTC/an Consommation EP 2009: kwh/an Montant: TTC/an 6

7 Résultat du Diagnostic Nombre d habitants 7871 habitants Nombre de kw installées 146 kw Nombre de Kw souscrits 750 kw Nombre de points lumineux 1091 Nombre d habt/ lampes 13,86 Nombre d armoires 52 Nombre de lampes/armoires 21 Consommation / Point lumineux 586 kwh Consommation globale 639 kwh Nombre de transformateurs 41 7

8 Schéma 2011 Réf:7811 hab. Avant Après Rplt des Lampes Puissance installée Puissance souscrite Nbre. de Points lumineux Nbre. d hab/lanterne Nbre d armoires Nbre de lampes/armoire Consommation totale 639kW 307 kw Nbre de Transformateurs

9 REPARTITION PAR TYPE DE LAMPES Type Puissance Nombre Puissance totale SOHP SOHP SOHP SOHP SOHP MBF MBF IOM IOM IOM FLU 1x

10 Les facteurs d une sur-consommation ou de tarification Le défaut d entretien systématique La lampe en fin de vie (> 4 ans) entraîne une surconsommation pouvant atteindre 20% Des abonnements ne correspondant pas à la puissance appelée 10

11 I- GAIN ENERGETIQUE 11

12 1.1 Stratégies générales à mettre en place 12

13 S orienter vers un éclairage pertinent qui va nécessiter non seulement une ampoule adaptée mais aussi un luminaire offrant la meilleure adéquation avec l ampoule et le besoin d éclairement; Mettre en application la norme qui fixe les niveaux d éclairement à maintenir au sol en fonction de la nature des voies. Les lampes utilisées doivent présenter un indice de rendu des couleurs de 85 qui est la valeur idéale. Une efficacité lumineuse élevée garantie une puissance installée optimale et des coûts maîtrisés. 13

14 1.2. Solutions à court et moyen terme 14

15 15

16 Remplacement des lampes Caractéristiques des lampes installées Les lampes Ballon fluorescent à vapeur de mercure représentent 82% de la totalité du parc (938 des 1091 Lanternes en sont équipées) Inconvénients: UNE EFFICACITE LUMINEUSE INFERIEURE A 80lm/w. LA DIRECTIVE EUROPÉENNE 2005 /32 dite Eup du 18 Mars 2009 interdira leur mise sur le marché en 2015 (13 Avril) 16

17 Les lampes: Des MBF 125, SHP 70 par des lampes iodure métallique 50W,70W Des SOHP 150, par des lampes iodure métallique 95W MBF 250 et SOHP250 W par des lampes iodure métallique 150W 17

18 Aspect réglementaire: interdiction des lampes et appareillages énergivores Le règlement européen dans le cadre de la directive 2005/32 dite «Eup» (Energy Using Products) touche les lampes fluorescentes sans ballast intégré; Il impose des critères d efficacité et de performance énergétique qui vont exclure du marché les produits les moins efficaces L objectif est de réduire la consommation d énergie par l installation de technologies d éclairage à rendement optimum dans les équipements et ainsi réduire les émissions polluantes de gaz à effet de serre; Mesures concernant les lampes: ne seront plus mis sur le marché: le 13/04/2010: disparition des tubes T8 halophosphates et tube en U le 13/04/2012: disparition des tubes T10 et T12 et des IM et SHP les moins efficaces (brûleur en quartz) le 13/04/2015: disparition des lampes à vapeur de mercure (ballon fluo) et SHP de substitution le 13/04/2017: disparition de lampes fluocompactes 2 broches, des IM 405W, des ballast pour fluo 18

19 Simulation du remplacement: 1054 Lampes déclinées de la manière suivante: lampes MBF 125W - 45 Lampes MBF 250W - 42 Lampes SOHP 100 W - 62 Lampes SHOP 150W - 2 Lampes SOHP 70 W -10 Lampes SOHP 250w - 2 Lampes FTRU 70Wbilan\existant.xlsx Eclairement moyen recommandé: 10 lux 19

20 Le remplacement par des lampes solutions iodure métallique ou sodium haute pression Les lampes proposées: Respect de la norme européenne Réduction des émissions de Co2 Des lampes compacts jusqu à 40% plus petits Efficacité (ensemble lampe + appareillage) > 70lm/w Amélioration du rendement optique permettant d espacer les luminaires tous les 40m Prolongation de la durée de vie économique : 3ans pour les 45 et 60W et 4 ans pour les 90 et 140W Efficacité système supérieure des lampes iodures métalliques par rapport au sodium permettant des économies d énergie jusqu à 30% 20

21 Bilan de puissance Sans appareillage Etat actuel du parc: kW Après le remplacement des lampes par des lampes iodure métallique, un IRC de 75, température de couleur 2800K, une efficacité énergique de 83lm/w.Bilan de puissance.xlsx On obtient une puissance de 70477kW 21

22 Conséquence du remplacement des lampes Sur les 1091 lampes pour un fonctionnement annuel de 4380 heures Consommation actuelle: kWh/an Consommation après Remplacement : kWh/an Soit une économie d énergie de: kWh/an (52%) Bilan Carbone (Co2): Kg 22

23 Remplacement des ballasts Les ballasts ferromagnétiques utilisés pour les lampes SHP, MBF et IM consomment en plus de la source nominale environ 14 à 18 Watts (pour les lampes de puissance70,80,100,125 et 150) et 17 à 40 Watts (lampes de puissance 250 et 400 watts. Les ballasts électroniques consomment environ 7 à 12 Watts pour les lampes de 70 à 150 Watts et de 19 à 30 Watts pour les lampes de puissance de 250 à 400 L économie sur un luminaire équipé de ballasts ferromagnétiques par un ballast électronique avec une lampe SHP 100W: 116 W-108= 8W L économie de chiffre à 8 watts par luminaire Sur une année de fonctionnement : l économie théorique sera de : 4380x 0,008kW= 35,04kWh Pour les 1000 luminaires, l économie sera de kWh 23

24 Mise en œuvre de dispositifs de réduction de Consommation 24

25 L HORLOGE ASTRONOMIQUE Réduction en heure de consommation 25

26 Rappel du dispositif La proposition consiste à remplacer les Lumandars ( cellules photosensibles) et les interrupteurs crépusculaires par des horloges astronomiques Les avantages: Permet de définir un nombre d heures d allumage selon la position IGN de la Commune l horloge calcule automatiquement le lever et le coucher du soleil afin d enclencher l allumage permet de programmer les temps d allumage et est préférable à celui des interrupteurs crépusculaires ( éclairage permanent ou semi permanent, retard à l allumage) Un confort et une sécurité Aucun entretien 26

27 Simulations Avec un fonctionnement généralisé de 4071 heures Consommation après le remplacement des lampes : kWh Avec l installation de l horloge astronomique la consommation passera à : kWhbilan\avec horloge.xlsx 1 Gain en consommation de: kwh/an 55% pour la consommation d énergie actuelle Bilan carbone: kg 27

28 LE VARIATEUR DE PUISSANCE Réduction de la consommation en kw consommé 28

29 Caractéristiques Fonctionnement sur l installation totale Avantages: - Permet de réaliser des économies d énergie jusqu à 40%. Par exemple, une diminution de la puissance d éclairement de 23h00 à 5h00 du Lundi au vendredi - Maintien d une tension constante à partir de l alimentation du réseau qui est soumise à des variations (225 à 245 volts) Inconvénient: ne fonctionne pas avec tous les types de lampes (lampe à décharge équipée en iodure métallique) Deux types d installations : - dans les armoires de commandes : un seul système à entretenir - dans les luminaires 29

30 RESULTATS Un fonctionnement sur 2035 h à puissance réduite. Une consommation globale: kWh Gain énergétique: kWh soit ( ) Optimiser la durée de vie des lampes jusqu à 20% de gain sur la maintenance 30

31 II- GAIN FINANCIER 31

32 1-JOUER SUR LA TARIFICATION (ABONNEMENT) 32

33 Existant : Abonnement actuel + Consommation + Majorations 48 abonnements (4 armoires n ont pas d abonnement) soit un coût annuel de Dont : 34 abonnements à un tarif codifié 072 soient 486 kva de puissance 14 abonnements à 070 soient 264 KVA de puissance 33

34 Caractéristiques Les installations sont alimentées en basse tension depuis le réseau d EDF 2 formules d abonnement sont proposées par EDF - Tarif simple codifié 070 avec un coût fixe du kwh consommé (moins onéreux) - Tarif double codifié 072 avec un coût du kwh selon deux plages horaires: heures creuses:4x 365 jours= 1460 h en HC heures pleines: = 2920h en HP 34

35 Abonnement avec comptage Tableau Tarif Basse Tension Code Tarif Abonnement annuel /kva Pris de l énergie C /lwh Simple tarif ,20 10,37 Double tarif 072 Terme fixe Ab. An /kva Heures pleines Heures creuses 16,80 34,08 10,37 5,90 Code tarif Abonnement annuel /kva Prix de l énergie c /kwh ,32 5,30 35

36 Les majorations : La Taxe de contribution du Service Public d Electricité (0,0045 /kwh) L octroi de mer Régional (0, 4185 c /kwh) La CTA calculée sur la part fixe du Turpe (tarif d utilisation du réseau public d électricité).l arrêté du 29 décembre 2005 fixe le taux à : 21% pour une alimentation inférieure à V; 8,20% pour une alimentation supérieure à V CTA = 8,04+ 51,60Ps +16,80 x21% Ps ( puissance souscrite exprimée en kva) 36

37 LES SCÉNARII 37

38 1. Ajustement de l abonnement à la puissance appelée Pour les 1091 lampes appelant une puissance théorique totale de 146 Kva correspondant à kwh pour une année de fonctionnement de 4380 heures. Tarification actuelle : ( abonnement +consommation) Code tarif 072 : ,19 TTC/AN Code tarif 070: ,20 TTC/AN Nouvelle tarification: Code tarif 071: ,16 TTC/AN 38

39 2. Ajustement de l abonnement après remplacement des lampes Remplacement des 1052 lampes par des lampes iodure métallique pour une puissance théorique totale de 70 kva correspondant à kWh sur une année de fonctionnement de 4380 heures Tarification actuelle: (abonnement + consommation) Code tarif 072 : ,20 TTC / AN Code Tarif 070: ,42 TTC / AN Nouvelle tarification: Code tarif 071: ,20 TTC / AN 39

40 3. Ajustement de l abonnement après l installation d une horloge astronomique Pour une puissance théorique totale de 70 kva correspondant à kWh sur une année de fonctionnement de 4071 heures Tarification actuelle: (Abonnement + Consommation) Code tarif 072 : ,59 TTC / AN Code Tarif 070: TTC / AN Nouvelle tarification: Code tarif 071 : ,81 TTC / AN 40

41 4. Ajustement de l abonnement après l installation d un variateur de tension Pour une puissance théorique totale de 70 kva correspondant à KwH sur une année de fonctionnement de 4071 heures Tarification actuelle: (abonnement+consommation) Code tarif 072 : TTC / AN Code tarif 070: TTC / AN Nouvelle tarification: Code tarif 071 : TTC /AN 41

42 Exemple: Gains escomptés dans le scénario 2 (remplacement des lampes) Tarification en 2009 : (abonnement+consommation + Majorations) Tarification : Abonnement + Consommation : Majorations : Taxe CSP OM 1283 CTA Soit un Gain financier de

43 III- INVESTISSEMENTS À REALISER 43

44 Les lampes 982 luminaires à remplacer En solution SHP : Quantité: 938 Coût unitaire avec appareillage: 122,42 Coût total : ,96 En solution IM: Quantité: 982 Coût unitaire avec appareillage: 151,07 Coût total: ,74 44

45 Coût annuel de maintenance Type de lampe MBF IOM SON COSMO Durée de vie économique(a) Prix d une lampe(b) 7,20 38,12 9,46 77,65 Nbre d heures de fonctionnement/an Fréquence de remplacement des lampes/an (D=A/C) Coût du remplacement (E=B/D) Temps d intervention par luminaire (mn)(f) ,37 1,83 2,74 2,74 5,26 20,83 3,45 28, Taux horaire (2.p)(G) Coût de la maintenance (G*F/60)/D 29,20 14,57 9,73 9,73 45

46 Coût global de fonctionnement Calcul sur 10 ans pour 1000 luminaires Prix du kwh: 0,053 Type de lampe Coût de remplacement des lampes Coût de maintenance MBF IOM SON COSMO Coût total de l énergie , , ,80 Coût global de fonctionnement , , ,80 46

47 3- LES MÂTS 47

48 Etat des lieux 55 mâts en bon état 6 mâts en état moyen 29 mâts en état vétustes à remplacer. 48

49 Récapitulatif des ACTIONS Revoir les 48 abonnements et les puissances souscrites Remplacement des 982 lampes par des solutions iodures métalliques bi puissance ou sodium haute pression Installation des variateurs régulateurs de tension avec horloge astronomique Remplacement des armoires Remplacement des mats vétustes 49

50 Prévisions théoriques Une économie de Montant qui sera majoré par les CUMAC vendus et pourront être utilisés pour: le remplacement des lanternes et accessoires, l'achat des régulateurs de tension Parallèlement raccorder directement l EP aux transformateurs réseaux afin de diminuer au maximum le nombre d'armoires de commande 50

51 IV- ASPECT ENVIRONNEMENTAL 51

52 Une approche«développement durable»: le CEE (certificat d économies d énergie) Mécanisme innovant prévu par la Loi du 13 juillet 2005 fixe les orientations de la politique énergétique et un réel soutien opérationnel ou financier pour consolider les politiques en matière de maîtrise de l'énergie Deux acteurs: les obligés qui sont les fournisseurs d énergie (EDF) et les éligibles (personnes morales, collectivités et entreprises) Contexte: Pour lutter contre le réchauffement climatique, l Etat impose aux fournisseurs d énergie de réaliser des économies d énergie les fournisseurs peuvent réaliser des programmes ou acheter des économies auprès des acteurs éligibles. Objectif général: tous les kw non consommés, sont gagnés. Ces économies sont comptabilisées en kwh Cumac ( économies finales cumulées sur la durée de vie de l action et actualisées ) 3 certificats: noir (quota carbone), vert( énergie renouvelable), blanc (CEE) 3 périodes triennales: 31 TWh CUMAC pour l électricité durant la 1 ère période A défaut, une pénalité de 0,02 /kwh est appliquée aux obligés. 52

53 Les opérations éligibles - Des opérations standards (cumul durée de vie des actions 7 à 12 ans) RES-EC-01: Régulation de tension RES-EC-02: Maîtrise de la puissance réactive RES-EC-03: variation de puissance RES-EC-04: Installations de luminaires performants - Des opérations non standards Changement des lampes (diminution des puissances) 53

54 La Procédure Les collectivités peuvent déposer des demandes de CEE à condition d atteindre le seuil de 2Gwh cumac Les collectivités peuvent conclure un partenariat avec un opérateur obligé qui déposera la demande à la DRIRE Les collectivités peuvent directement déposer la demande à la DRIRE dans l objectif de vendre elles mêmes les CEE Les CEE sont attribués par la DRIRE après réalisation des travaux. Valeur entre 0,2 et 2cts, le kwh cumac 54

55 Exemples: -Opération standard RES-EC-02 «maîtrise de la puissance» 55% de réduction de la consommation d énergie kWh économisés par an Gain : 6400kWh CUMAC par opération - Pour les opérations non standard: changement des lampes Mode de calcul CEE = 6400kWhcumac/luminaire 55

56 GLOSSAIRE SHP: sodium Haute pression Iom: Iodure Métallique MBF: Mercure Ballon Fluorescent CDO-TT: lampe à brûleur céramique Efficacité lumineuse: C est le rapport entre le flux lumineux émis par la lampe (en lumens (lm)) et sa puissance en watts (W).. L'indice de rendu des couleurs ou IRC: mesure la restitution des «vraies»couleurs d un objet éclairé c'est à dire, la capacité d'une source lumineuse à restituer 8 couleurs normalisées sans en altérer les teintes. L'indice de rendu des couleurs, ou IRC, s'exprime en Ra Î[0,100] Couleur: mesure la température de couleur, la valeur idéale 3000K 56

57 Interrupteur crépusculaire: mesure la quantité de lumière naturelle environnante et déclenche l éclairage à partir d un seuil ; La Taxe de Contribution Tarifaire d Acheminement (CTA) : Obligatoire depuis l ouverture du marché de l énergie depuis janvier Intégrée dans l abonnement en 2005, elle fait l objet d un affichage séparé depuis le 1erAoût Contribution qui vient alimenter la caisse nationale de retraite des industries électriques et gazières. 57