la maîtrise énergétique

Transcription

1 la maîtrise énergétique

2 Différent du bâtiment? Énergie : grandeur caractérisant un système physique [...] et exprimant sa capacité à modifier l'état d'autres systèmes avec lesquels il entre en interaction Faire quelque chose Bâtiment Besoin premier : confort / niveau de vie. des usages standards (manger, se laver, travailler se divertir..) des usages particuliers auront un impact d autant plus fort que le bâtiment est performant. Industrie Besoin premier : produire/ livrer des usages variés, différents d un site à l autre et variables au cours du temps

3 Consommation d énergie finale en France SOURCE : Chiffres clés de l énergie Édition 2012, Ministère de l'ecologie, du Développement durable et de l'energie

4 Des consommations hors normes FERROPEM Montricher 510GWh par an = Consommation de tous les habitants de Chambéry et Aix les Bains

5 Des procédés rere

6 Des procédés rere

7 Des procédés rere

8 Des procédés rere

9 Des procédés rere

10 Des procédés rere

11 Des procédés rere

12 Des procédés rere

13 Des procédés rere

14 Des procédés rere

15 Des procédés rere

16 Des procédés rere

17 Des procédés rere

18 Des procédés rere

19 1. Introduction 2. L énergie en industrie c est quoi? 3. Usages et méthodologie 4. Leviers et exemples

20 L énergie en Industrie, c est quoi? Une priorité politique Obligations réglementaires environnement PNAQ, taxe carbone Certificats d Économie d Énergie Audits énergétiques obligatoires Contraintes à venir Des aides

21 L énergie en Industrie, c est quoi? Passé, présent, avenir Le poids de l histoire de l entreprise : capitalisation et adaptation Des marchés versatiles : justesse et anticipation Un avenir riche en opportunités : flexibilité Baisser la consommation Augmenter Le CA La productivité Le progrès

22 L énergie en Industrie, c est quoi? Économies à l exploitation Économies d énergie Économies sur les achats de maintenance Économies MO maintenance Confiance dans le système / maîtrise / productivité

23 L énergie en Industrie, c est quoi? Économies à l achat Justesse du dimensionnement Plus de prestataires capables Coûts unitaires plus bas Choix de la technologie La plus efficiente et maîtrisable Intégration cohérente dans l entreprise Éviter le mono-source

24 L énergie en Industrie, c est quoi? Sûreté de fonctionnement Sûr pour les matériels. Sûr pour les personnels. Disponible quand et comme il faut. Limite les contraintes imposées à l ordonnancement et à la gestion des ressources humaines. Souple vis-à-vis des contraintes réglementaires.

25 L énergie en Industrie, c est quoi? Productivité Améliorer le rapport consommation / valeur produite Permettre de produire 110 avec la machine qui produisait 100 quand arrive un nouveau marché. Rendement = capacité Simplifier les temps de cycle pour les changements d équipes Moins consommer ou produire plus avec la même conso

26 L énergie en Industrie, c est quoi? Énergie : potentiel de danger Explosion «tant d énergie et si peu de temps...» Puissance de court circuit. Réservoir sous pression, coup de fouet. Feu. Rupture mécanique.

27 L énergie en Industrie, c est quoi? Puissance de court circuit 1

28 L énergie en Industrie, c est quoi? Puissance de court circuit 2

29 L énergie en Industrie, c est quoi? Arc Flash

30 L énergie en Industrie, c est quoi? La mécanique aussi AVANT

31 L énergie en Industrie, c est quoi? La mécanique aussi APRES 1

32 L énergie en Industrie, c est quoi? La mécanique aussi APRES 2

33 L énergie en Industrie, c est quoi? La mécanique aussi APRES 3

34 L énergie en Industrie, c est quoi? La mécanique aussi APRES 4

35 L énergie en Industrie, c est quoi? Formation et EPI Analyse des risques, formations, procédures et Equipements de Protection Individuelle Adaptés, pour être acceptés EPI 55cal/cm²

36 L énergie en Industrie, c est quoi? Grand potentiel financier Part de l énergie dans le chiffre d affaire allant de 2 à 15% (quelquefois plus de 40%) Des gains de l ordre de 5% simplement en s intéressant au sujet Des gains >> 50% sur certains postes Coûts de l énergie croissants De gros investissements, très techniques ROI < 1 an?

37 L énergie en Industrie, c est quoi? Maîtrise énergétique, pourquoi? Les méthodologies et les résultats attendus peuvent être les mêmes.

38 1. Introduction 2. L énergie en industrie c est quoi? 3. Usages et méthodologie 4. Leviers et exemples

39 Usages et méthodologie Combien consomme t-on? Pour faire quoi? On produit plus est-il anormal de consommer plus? Je vois ma facture qu a t-on produit avec ça? Mesurer la consommation Identifier les usages énergétiques et les prévoir Associer la consommation à la production de valeur Valoriser les actions avec des indicateurs factuels.

40 Usages et méthodologie Ampoule basse conso ou procédés? Part de l éclairage dans le bilan énergétique global : Bâtiment «zéro énergie» (un cas du BE ITF) 25% Une entreprise de mécanique générale 1.7% Une papeterie 0.7% Une entreprise de métallurgie lourde ~0.04% Investir sur les procédés : Une priorité pour l entreprise Un nouvel axe de progrès

41 Usages et méthodologie Des «utilités» Air comprimé, eau chaude/froide, vapeur Pas des USAGES énergétiques mais des formes données à l énergie Le «facility management», sépare contractuellement le besoin de la production. Centraliser la production est-il toujours le meilleur choix?

42 Usages et méthodologie Des systèmes complexes Réseaux, machines spéciales, adaptations Sites étendus, fonctionnement en 1x8, 3x8 Criticité des moyens Contraintes sanitaires, environnementales Plusieurs intervenants, opérateurs =>Maîtrise des paramètres clés

43 Usages et méthodologie Identifier les usages En lien avec la production et ses indicateurs habituels Remis en cause régulièrement Hiérarchisés par la mesure «non productifs» et talon POURQUOI POUR PRODUIRE QUOI...est-ce que je consomme?

44 Usages et méthodologie Mesurer Des consommations Des quantitatifs produits Mesure physique "Précision" / incertitude (Énergie thermique et t?) Dérive / étalonnages Dynamique / plage de mesure

45 Usages et méthodologie Indicateurs Donne la capacité de décider et de valider Justifie les plans d action Entretien la démarche jusqu au réel progrès Robuste, objectif, compréhensible et à faible coût Ce n est pas le compteur qui déclenche la réflexion c est l indicateur qui exige la mesure

46 Diriger, organiser, administrer Des objectifs réalisables, justifiés, judicieux, factuels, vérifiables et vérifiés Des plans d actions du personnel et des moyens mobilisés. des taches cohérentes qui se rapportent à un objectif (valeur ajoutée) des budgets pour réaliser des économies. Des indicateurs Robuste, objectif, compréhensible et à faible coût. Pour savoir où aller il est nécessaire de savoir d où on part

47 Clés de la réussite Lier la consommation à l activité Indicateur de performance De nouveaux axes de progrès Identifier : activité spécifique Prédiag et diag conformes à la BPX NF EN Mesurer Pour comprendre et définir les objectifs Pour valider le progrès Mesure physique, peut être complexe.

48 Clés de la réussite Baisser le besoin avant tout Optimisation des producteurs dans un 2 d temps Potentiel de gain très supérieur Eviter les erreurs d investissement Gagner en maîtrise Maîtrise de l outil et de son adéquation au besoin Ne pas avoir peur de constater qu un système n est plus adapté Ne pas subir les maintenances et obsolescences

49 Intégrer à l activité quotidienne Pas de temps pour les sujets «annexes» Pourquoi se priver de nouveaux axes de progrès? Profiter des travaux et réorganisations Impliquer toute l entreprise (achats, prod, ordonnancement, maintenance )

50 Usages et méthodologie Écueils Ne pas mesurer : impossibilité de justifier les gains Chercher à baisser la consommation : contre l activité Optimiser les producteurs d énergie avant d identifier (et optimiser) les usages. La transversalité des actions dans l entreprise : en faire un atout

51 Usages et méthodologie ISO Suivre les indicateurs de performance énergie Définir et gérer des objectifs Apporter un vocabulaire commun à tous L objectif n est jamais de baisser la consommation, il est de baisser la consommation nécessaire pour faire quelque chose.

52 1. Introduction 2. L énergie en industrie c est quoi? 3. Usages et méthodologie 4. Leviers et exemples

53 Pour bien comprendre Énergie ou puissance? Énergie = Grandeur dont l unité est le joule (homogène au Wh), quantité de travail. Puissance = Énergie fournie à un système par un autre par unité de temps. Grandeur dont l unité est le Watt.

54 Leviers et exemples Les leviers techniques Le rendement des producteurs, toujours en dernier lieu. La baisse du besoin. La maintenance. Garantir les paramètres clés (températures adaptées, échanges), un système dans son ensemble. Adapter à l évolution du besoin. Sur la puissance et/ou l énergie

55 Leviers et exemples Les leviers achats et orga Sur la puissance et/ou l énergie Révision des contrats de fourniture d énergie. Délestages et préchauffages. Temps d ouvertures. Revalorisation de l énergie en dehors de l entreprise..

56 Leviers et exemples Tarifs réglementés de EDF Le tarif Jaune (42 à 250 KVA) Transformateur à la charge du fournisseur Compteurs à dépassement ou à disjoncteur Compteurs loués ou propriétaires Longues ou moyennes utilisations Réajustement automatique de P EJP suivant capacité d effacement

57 Leviers et exemples Tarifs réglementés de EDF Le tarif Vert (>250 KW) Tarifs A5 A8, B C Télérelève Transformateur appartient au client Alimentation en HT Pas d ajustements automatiques EJP suivant capacité d effacement Alimentation par RTE pour tarifs B et C

58 Leviers et exemples Pour bien comprendre Énergie réactive Energie réactive Q= U.I.sinϕ (VAR) ϕ Energie active P = U.I.cosϕ (W) o o o o L énergie active = énergie utile, qui produit un travail. C est l énergie qui est facturée en kwh. L angle φ est le déphasage entre la tension et le courant, du à certaines charges inductives (moteurs, éclairages ) elle cause des pertes par échauffement et impose des équipements plus gros (et coûteux) L abonnement du tarif jaune est en kva, celui du tarif vert est en kw. Un des leviers pour agir sur la facture d électricité, optimisé par le groupement

59 Leviers et exemples Les taxes 35 à 40% de la facture, en hausse. CSPE, Contribution au Service Public de l'électricité Tarif de première nécessité Les politiques de soutien aux énergies renouvelables Péréquation tarifaire sur les iles et sites non raccordables La moitié du budget du médiateur national de l énergie. CTA, contribution tarifaire d'acheminement Financement des droits acquis par les agents des industries électriques et gazières audelà du régime général et complémentaire TCFE, Taxes sur la Consommation Finale d Electricité Définies par chaque commune et chaque département TVA (20% sur les consommation, 5.5% sur l abonnement)

60 Leviers et exemples Nouveau marché Producteurs d énergie Fournisseurs d énergie Monopole de service public Tarifs : TURPE Distribution HT (RTE) Client final Distribution BT (ERDF et entr. locales de distrib.) Tendance : s adapter au contraintes de la production

61 Facility management!? Chaufferie confiée à un prestataire, dépannages en sus. Le prestataire a ni obligation à valider le besoin, ni accès physique pour le faire. Etude globale : 77% d économie, sans investir. 1 chaudière inutile (chauffe 600m de tuyaux, sans consommateurs productifs). Réglages de la distribution inadaptés (hors contrat prestataire).

62 Il n y pas que le prix d achat Tour aéro-réfrigérante de 4MW à stopper à cause du risque légionnelle. Un prestataire propose un groupe froid de 4MW + grande simplicité de mise en place (pour le prestataire) et intervention rapide. - Le COP passe de 22 à 3 soit - 1.2M d énergie supplémentaire par an - Transformateur et distribution de l usine à revoir! Solution finale retenue : pompage d eau en géothermie. Coûts d achats divisés par 4 COP passé de 22 à 50 environ

63 De quoi a-t-on vraiment besoin? 1/2 Projet initial : Définir un groupe froid pour refroidir la nouvelle machine. Besoin décrit par le constructeur : 60m3/h eau à 2 350KW La solution standard est donc bien un groupe froid soit : Un groupe froid de 200KW électrique (400A sous 400v) 1.2 GWh d électricité /an (85K ) Tout le réseau à calorifuger (coût, condensation et pertes d nrj)

64 De quoi a-t-on vraiment besoin? 2/2 Solution = Remise en cause du besoin : On ne veut pas un groupe froid, on veut refroidir un élément sur une machine. Le nouveau besoin calculé : 60m3/h => 50m3/h eau à 2 => eau à KW, inchangé De l eau à 60 peut être obtenue à l aide d un simple aérotherme : 200KW => 4KW. Freecooling pendant toute la période d hiver. Coût des travaux divisés par 3. Chauffage gratuit du bâtiment = récupération d énergie.

65 Bonne techno, bien installée «Mettez une chaudière à condensation vous économiserez "20%"!...» si le réseau hydraulique est adapté en conséquence et le permet PCI (pouvoir calorifique inférieur) PCS (pouvoir calorifique supérieur) Point de rosée Dépend du combustible Le recyclage n a plus lieu d être, Il empêche la condensation.

66 Mesure et non-empirisme Un groupe froid à installer pour refroidir 6 machines outils Dimensionnement empirique : 47KW Dimensionnement après mesure du foisonnement : 25KW 2x moins cher et plus performant 2x moins bruyant

67 Investir dans une machine plus petite Étuve de collage «trop grosse» Répartition de l énergie consommée par cycle : 45% pour chauffer la carcasse de l étuve 20% pour chauffer la masse des pièces 35% pour réchauffer les gaz extraits (solvants) Investissement dans une étuve adaptée au besoin et à faible inertie Nouvelle répartition de l énergie consommée par cycle : 25% pour chauffer la carcasse de l étuve 60% pour chauffer la masse des pièces 15% pour réchauffer les gaz extraits (solvants) Économie d énergie de 66%, ROI 18 mois

68 Moteurs et ventilations Ventilations pompages - entrainements Des moteurs : souvent bas de gamme presque toujours en sous charge Gains fréquents de plus 40% sur l énergie consommée par les ventilations et les entrainements à charge intermittentes. Mise en place de variateurs avec des gains Énergie Maintenance Puissance souscrite Fortement subventionné jusqu à fin 2014 ( directive moteur 2015)

69 Exemples 1 Chaufferie à installer Récupération de chaleur sur les compresseurs Refroidissement projection th Freecooling Secours possible des autres équipements Réduction du coût des travaux

70 Exemples 2 Four sur bâche d eau sans refroidissement actif Baisse des coûts des travaux Freecooling

71 Vapeur? Vecteur de l énergie de «luxe» à réserver aux usages qui le nécessitent. o Traitement de l eau o Usure des équipements o Matériels bien plus chers o Danger o Suivi et maintenance =>Eau chaude, eau surchauffée

72 Changement de phase Exemple d un évaporateur d azote sur un four de traitement thermique Achat et installation d un évaporateur externe évité. Autant d énergie économisée pour le refroidissement des fours.

73 Penser système Ajout d une ventilation «à budget minimum» "Économie" de 5K à l investissement Perte de 15K par an en chauffage

74 Maîtrise des points clés Evaporateur d un groupe froid encrassé : Jusqu à 30% de consommation en plus. Travail à plus haute pression => vieillissement. Sûreté de fonctionnement => risque de manque de puissance. Ceci est valable pour tous les échanges et autres points clés qu il faut identifier et gérer.

75 Gains annexes Durée des cycles => planning des personnels Temps morts et inertie => productivité Stabilité des paramètres => qualité Récupération et recyclage => baisse des rejets Équipements moins gros => sécurité Autant de leviers pour convaincre, pour motiver un projet d économie d énergie

76 Pour conclure Un poste de coûts important. Au cœur des investissements les plus lourds. Un formidable outil facilitateur au service de la compréhension et de la bonne marche de l outil de production. Un sujet fédérateur pour l ensemble de l entreprise (achats, maintenance, ordonnancement, production ). Un vecteur d image. Un enjeu pour la planète. Merci

77 David BRUN ID3E rue Joseph Mottet AIX LES BAINS