L’Air comprimé : Avis d’expert sur l’impact énergétique

March 2020
By Matthieu BOURGAIN
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Pascal Jacques Dumoulin, dirigant de A.C.Energie et Vice-Président de l’ATEE Haut de France, a fait de l’air comprimé sa spécialité. Il témoigne pour nous.

L’air comprimé dans l’industrie

Presque tous les sites industriels ont besoin d’air comprimé mais tous ne le gèrent pas avec les moyens nécessaires. Il faut ici retenir qu’une panne d’air comprimé équivaut presque systématiquement à un arrêt de la fabrication. Ceci révèle le rôle important mais souvent méconnu qu’il a pour ces entreprises.

L’arrêt de fourniture d’air comprimé a les mêmes conséquences que l’arrêt de fourniture d’électricité avec les coûts que l’on sait. Pour éviter cela, il faut assurer un secours permanent, ce qui n’est pas toujours le cas, par des capacités supplémentaires de production d’air et assurer la fiabilité des appareils en maintenant un poste d’entretien conséquent.

A l’inverse par souci de sécurité, ceci conduit aussi parfois les industriels à faire le choix coûteux d’équipements de compression surdimensionnés ou aux puissances engagées mal réparties. Malheureusement aussi cette opération est encore souvent réalisée sans grande considération de l’efficacité énergétique mais en cherchant à économiser seulement sur le budget de maintenance aux dépens de la fiabilité, or l’énergie représente l’essentiel du poste de dépense de l’air comprimé.

 

La place de l’énergie

L’énergie est ici principalement absorbée par les moteurs des compresseurs qui représentent en moyenne 10 à 12 % de l’électricité industrielle d’une entreprise mais qui selon les secteurs peut aller jusqu’à 25% et plus, comme par exemple dans le secteur manufacturier et dans la fabrication mécanique. Par contre dans l’industrie agro-alimentaire, cela ne peut représenter que 5% en moyenne, mais ceci peut varier fortement d’une entreprise à l’autre.

Pour rappel les moteurs électriques représentent 70% de la consommation électrique de l’industrie et près de 60 % de cette consommation de moteurs porte sur trois « utilités » qui concernent la circulation des fluides dont environ 30 % pour les compresseurs d’air et de production de froid, 20 % pour le pompage et 15 % pour la ventilation.

La consommation d’électricité est de loin le poste le plus onéreux des dépenses liées à l’air comprimé. Dans la répartition des coûts d’une installation d’air comprimé, la consommation d’électricité représente entre 65% et 85% des coûts globaux avec une moyenne de l’ordre de 75%, selon la taille des installations et le nombre d’heures de fonctionnement.

Par exemple sur une période de 5 ans à raison de 6000 h par an, les dépenses liées à l’énergie représentent près de 75 % du coût global de l’air comprimé avec en complément une part de 12 % à 13 % de dépenses consacrées à la maintenance et autant dédiées à l’investissement et à ses coûts financiers.

Le rendement d’une installation d’air comprimé est très souvent médiocre, Il n’est pas rare de rencontrer des installations dont le ratio entre énergie introduite dans le système et énergie utile aux fabrications n’excède pas 10 à 15%. Le « kWh pneumatique » peut alors coûter 10 fois le prix du kWh électrique direct.

 

L’air comprimé : des leviers d’économies

Heureusement cela peut être amélioré à relativement peu de frais par des actions simples avec des retours sur investissements rapides, souvent moins de 2 ans. Ainsi il est fréquent de pouvoir réaliser des économies d’énergie de 25% à 30% sur les installations d’air comprimé, voire même parfois plus, jusqu’à 50%, ce qui n’est pas si rare.

Il est donc recommandé d’effectuer des audits énergétiques internes ou externes pour connaître sa situation, passant par des campagnes de mesure, des profils de consommations d’énergie électrique et d’air comprimé utile aux procédés de fabrication (tout comme celles inutiles comprenant les incontournables fuites d’air comprimé).

Si besoin est, il ne faut pas hésiter à réétudier la conception même des installations notamment du point de vue des pressions distribuées et surtout des modes de pilotage et de régulation des compresseurs et sécheurs, avec un air comprimé souvent traité.

Avec par exemple la mise œuvre des solutions suivantes :

  • D’abord les possibilités de récupération de chaleur des compresseurs quand cela est applicable
  • Les séquenceurs de pilotage pour l’efficacité énergétique des machines
  • La variation de débit par l’électrique de puissance (variation électronique de vitesse)
  • La régénération plus économe des sécheurs d’air comprimé
  • La meilleure conception des réseaux avec leurs sections de passage suffisantes ou non
  • Le travail sur leur meilleure étanchéité permettant des taux de fuites minimum obtenus et conservés à la suite de campagnes de recherche, de réparation et de gestion au travers de plans de maintenance.

C’est ce que peuvent permettre d’atteindre des formations, des expertises et des conseils et des assistances à maître d’ouvrage dans la mise en œuvre d’amélioration de l’efficacité énergétique tout comme ensuite la mise en place de systèmes de management de l’énergie permettent de les conserver dans le temps.

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