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nergie

L es principaux avantages de laircomprim sont les suivants :- une bonne scurit dutilisation, car les

outils et accessoires peuvent treutiliss dans des ambiances explo-sives ou humides ;

- une bonne fiabilit des appareils,car ils sont gnralementrobustes, simples de concep-

tion et dentretien ;- une bonne maniabilit des

outils en poids et en dimen-

sions ainsi quune granderapidit de travail ; de plus cesquipements ne craignent pas lasurcharge.

Une forme dnergie coteuse

- Le rendement dune installation compltenest assez souvent proche que de 10 % ;

- lessentiel de la dpense est reprsentpar la consommation dnergie pour 50 90 % ;

- le cot nergtique de lair comprim7 bars peut varier de 0,25 HT 25 HT/kWh et plus ;

- le prix de lair comprim 7 bars peutvarier de 0,6 cts HT 3 cts HT lem3 et plus.

Certains prestataires ont une expriencebase sur plus de 200 tudes dj rali-ses ce jour en France et ltranger.Leur conclusion est quun trs fortpotentiel dconomie de 25 30 % en

moyenne est envisageable par site

industriel.

Plus largement, on peut constater que

faire raliser une tude permet de raliserentre 10 et 60 % dconomies annuellesdans des entreprises de toutes tailles.

Pour atteindre ces taux, les rgles sontsimples mais ne se limitent pas ltudede la centrale. Cela ncessite une connais-sance et un savoir-faire pour que les

solutions proposes soient rellementapplicables.

Une conomie de 20 30 % sur laproduction dair comprim permet dans

lexemple ci-dessus dconomiser en5 ans lquivalent de ce qui a t

dpens pour la maintenance etlachat du matriel.

Un compresseur dpense gnra-lement chaque anne lquivalentde son prix dachat en nergie.

Quelques idesreues

Un bon ratio nergtique de pro-

duction permet de rduire la facture

nergtique (Wh consomms/m3 dair

produit).Oui, mais sous certaines conditions, car

il faut avoir connaissance de ce quest unbon ratio.

Enjeux

Air comprim

Comment raliser de 10 % 60 % dconomies ?

DR

Centrale dair comprim.

ParJean-Christophe ERNOUX,

Lair comprimest une nergie potentielle trs utilise dans toutes lesentreprises : il reprsente en moyenne 10 15 % de la facture

dlectricit. Il faut retenir aussi quun arrt dair comprimquivaut

presque systmatiquement un arrt de production. Ce qui rvle le

rle important mais souvent mconnu quil tient au sein des entreprises.

DR

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Rpartition

moyenne

des dpenses lies

lair comprim

pour un

fonctionnementmoyen

de 6 000 heures

par an, pendant

5 ans.DR

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nergie

De plus, ce ratio peut tre exprimen m3 0 C, 15 C, 16 C, 20 C,35 C, en m3 ISO ou Nm3, et prendreen compte ou non les priphriquesncessaires au bon fonctionnementde la centrale, ce qui peut fausser

lapprciation.Il est plus intressant de prendreen compte le ratio li aux utilisa-tions dair comprim (cest--direWh consomms/m3 dair utiles auxfabrications) qui inclut les besoins,

les fuites ainsi que les chappementsdair comprim que lon constatedans certains types de rgulation.

Le fluide air comprim secomporte comme nimporte quel

autre fluide.

Non, cest un fluide compressible.Les rseaux dair comprim serventprincipalement transporter unenergie emmagasine sous formednergie potentielle (la pression).Dans la plupart des cas, ce nest pasla quantit de fluide qui est importantemais cest lnergie quil transporte,contrairement aux autres fluides de type

process (sauf fluides frigorignes/caloporteurs et applications particulires).La principale diffrence avec un fluidetel que leau se situe au niveau desmoyens de stockage. Un rseau daircomprim ne se conoit donc pas tout fait comme nimporte quel rseau.

Une fuite bruyante consomme syst-

matiquement plus quune fuite silen-

cieuse.

Non, le bruit est gnr par les pertur-bations que rencontre le fluide pendant

son coulement. Ainsi, niveau sonoregal, une fuite A peut consommer 50 foisplus quune fuite B.

Des prestations

sur mesure

pour les industriels

Si vous tes engag dans une dmarcheenvironnementale et/ou de progrs, dessocits de services proposent des presta-tions sur mesure.

Ces prestations ont pour but doptimiserlefficacit de vos installations daircomprim et de vous permettre ainsidamliorer votre comptitivit, parlamlioration des performances nerg-

tiques, la rduction des cots et lam-lioration de la qualit et de la fiabilitdes installations tout en respectant lenvi-ronnement.

Si vous souhaitez :

- connatre vos consommations daircomprim et dlectricit ;

- rduire vos consommations dnergie ;- dtecter les fuites dair comprim sans

perturber le fonctionnement de lusine ;- amliorer la disponibilit ou la qualit

de votre air comprim ;- redimensionner votre centrale de pro-

duction dair comprim ;- valuer une ngociation dun contrat

dexternalisation de votre fourniture

dair comprim ;- rduire les consommations de certains

procds fortement consommateursdair comprim (production dazote,utilisations particulires dair comprim haute ou basse pression, etc.)

Il faut demander les services suivants :

des conseils dorientation propos :- des technologies de production/confi-

guration de la centrale ;

- des technologies de dbitmtre ;

- des contrats dexternalisation, diagnos-tic toutes nergies ; des diagnostics et des tudes de faisa-

bilit sur :

- la production dair comprim ;

- la distribution dair comprim ;- les process/utilisations dai r

comprim ; des prestations techniques :

- des recherches et identifications de

fuites par ultrasons (voir encadrpage ci-contre) ;

- des mesures lectriques et qualitdu rseau ;

- des mesures dair comprim etqualit de lair ;

Ce modle peut tre appliqu pourdes mesures sur dautres fluides ounergies (azote, vapeur, eau, froidindustriel, lectricit, etc.)

Les campagnesde mesures

Les campagnes peuvent concerner

les centrales de production, tout ou

partie de la distribution et des utili-

sations, certaines parties du rseauou une machine, par exemple.

Ces mesures, ralises pendant unepriode reprsentative de lactivit delentreprise (1 2 semaines en gnral),permettent de connatre :- les puissances absorbes ;- les nergies spcifiques ;- les dbits dair comprim ;- les pressions dair comprim ;- les tempratures dair comprim ;- les teneurs en humidit et la qualit de

lair comprim.

Armoires lectriques des compres-

seurs et des priphriques (en basse ethaute tension) : mesures en triphas avecanalyseurs de rseau permettant denre-

gistrer le facteur de puissance, les diff-rentes puissances, la tension, lamprage,les harmoniques, etc.

Compresseurs : technologie, cots demaintenance, alimentation en air,

ambiance de la centrale, refroidissement

par air, refroidissement par tour, refou-

lement, ge du compresseur, filtres,heures de marche, heures de fonction-

nement, etc.

Canalisations : diamtre de canali-sation, longueurs, pertes de charge,dbits, pression, temprature, hygro-mtrie, poussires, fuites, tat gnral,etc.

Inventaire rseau.DR

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nergie

Lair comprim est lune

des nergies les plus chres

produire. Avec un UltraprobeTM,

loprateur peut dtecter

rapidement les fuites sur des

installations en service.

Le responsable maintenance

pourra planifier les rparations

durant les arrts. Lavantage

des ultrasons rside dansla dtection par loprateur

des fuites dans un environnement

audible trs bruyant.

La chasse aux fuit es dair comprim par ultrasons

La dtection ultrasonore de dfauts est devenue un vritable outil de la maintenance conditionnelle tout comme lanalyse vibratoire, lanalysedhuile et la thermographie infrarouge. cet gard, elle permet aux industriels damliorer leur production, de rduire les cots de maintenanceet de diminuer les consommations nergtiques.

Ces dernires annes, les responsables maintenance ont le plus souvent

utilis les dtecteurs de dfauts ultrasonores pour la chasse aux fuites

dair comprim et de gaz.

Le principe de fonctionnement de ces dtecteurs

La localisation des fuites dair

En fonctionnement, la plupart des quipements industriels gnrent un

spectre large bande couvrant aussi bien le domaine audible que celuides ultrasons. La composante ultrasonore (haute frquence) de ces bruits

possde une petite longueur donde extrmement directionnelle. Cette

caractristique permet aux dfauts ultrasonores mis dtre facilement

localisables.

Loreille humaine dtecte les sons dans une bande de frquence comprise

entre 20 Hz et 20 kHz. Habituellement, les hommes en vieillissant

nentendent les sons que jusqu 16,5 kHz.Les longueurs donde audibles

se situent entre 1,9 cm et 17 m tandis que celles dtectes par les

appareils ultrasons se situent entre 0,3 et 1,6 cm. Lamplitude du signal

dcrot exponentiellement depuis sa source. Par consquent, il est trs

facile pour un oprateur de localiser lorigine dun dfaut et danalyser

sa nature sans tre trop perturb par les diffractions.

Un vortex se cre suivant un certain diffrentiel de pression lorsquun

gaz passe, travers un orifice,dun tat de haute pression un tat de

basse pression. Cette turbulence gnre des ultrasons lis aux frictions

des molcules. Parce que lintensit du signal haute frquence diminue

trs rapidement depuis sa source, il est facile pour loprateur de localiser

une fuite avec un dtecteur dultrasons (voir photo). En revanche, il est

vivement recommand dutiliser un appareil de dtection permettant de

filtrer en partie les ultrasons parasites provenant des autres machines

en fonctionnement.

Les dtecteurs de dfauts ultrasonores

Certains instruments ultrasonores sont sensibles la dtection

dmissions sonores de trs haute frquence comprises entre 20 kHz

et 100 kHz. Cette large bande de dtection accrot la pertinence du

diagnostic. Les signaux sont alors transforms par htrodynage en

frquences audibles.

Ces appareils sont portables et dots dun afficheur permettant de lire

le niveau acoustique en dcibels. Dautres appareils low cost amplifientle signal 40 kHz uniquement sur la frquence de rsonance de leur

capteur, sans pouvoir filtrer les bruits parasites gnrs par les autres

machines. Ce principe de lhtrodynage est aussi appelmodulation

damplitude . On le retrouve dans les autoradios pour la rception des

grandes ondes ; en effet, lauditeur peut couter la voix de lanimateur

radio suivant une porteuse dondes radiolectrique dmodule de

plusieurs kilohertz.

Quelques lmentsde lAdeme

Un trou de 1 mm de diamtre sous 7 bars occasionne une perte de

5 m3/ h dair comprim, soit une dpense annuelle moyenne de 300 HT

( 0,061 du kWh).

Il est courant de trouver une entreprise sur deux comportant un taux de

fuite suprieur 40 % de sa consommation en air comprim et, bien

souvent, sans le savoir.

Le prix d1 nm3 dair comprim pour une utilisation 7 bars peut varier,

compte tenu des dperditions, de 0,6 centime deuro HT (130 Wh/nm3)

6 centimes deuro HT (1 000 Wh/nm3).

DR

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nergie

Scheur frigorifique ou de type

absorption : tat gnral, consommation,pertes de charges...

Filtres, rcupration et traitements

de condensats : dimension et caract-ristiques des filtres, pertes de charge,

purges, rcupration des condensats,traitement des rejets...

Le diagnostic nergtique

Parce que matrise de lnergie estsynonyme de performances, vous tesengag dans une dmarche environne-mentale, certification de type ISO 14001

par exemple, ou parce que vous dsirezamliorer les performances de votreproductivit. Le diagnostic nergtiquerpond vos attentes.Cette prestation vous permet :

- doptimiser au maximum vos consom-mations en vue de rduire vos dpensesnergtiques ;

- damliorer la fiabilit de vos instal-lations dair comprim ;

- damliorer la qualit de votre fabri-cation.

Lobjectif : amliorer les performancesde vos installations.

Les diffrentes interventions se tradui-sent en moyenne par une diminution de

20 25 % de la consommation nerg-tique de lair comprim de nos clients.Un prestataire indpendant de toutfournisseur dnergie ou de matriel nadonc quun seul objectif : servir etdfendre vos intrts.

Des prestations

sur mesure

Parce que vous avez des attentes et des

besoins qui vous sont propres Celles-ci comprennent gnralement :- la visite et lanalyse de vos installations

par des spcialistes ;- une campagne de mesure de vos instal-

lations air comprim ;- une campagne de recherche de fuites

par ultrasons (voir encadr p. 13) ;- lexploitation des rsultats des visites,

analyses et mesures ;- ltude des installations de production,

de distribution et dutilisation ;- les propositions damlioration de vos

installations dair comprim.

tudes et matrise duvre

Les missions de matrise duvre regrou-pent toutes les phases de la ralisation devos projets dans les domaines suivants,

de lassistance lingnierie- lavant-projet, le projet ;- le cahier des charges ;

- lexamen des soumissions et adjudi-cations ;

- la rception commune des fournis-seurs ;

- lexamen technico-financier des propo-sitions ;

- lvaluation des prix du march ;- lvaluation des possibilits de finan-

cement ;- la mise en perspective des investisse-

ments, des cots de maintenance ;- la mise en perspective des futures

dpenses dnergie ;- les conseils dorientation ;- laide la prennisation de loptimi-

sation acquise ;

- le suivi de lvolution des cots lis lusage dair comprim ;

- le suivi de lvolution des consomma-tions dair comprim et dnergie ;

- le suivi de la performance nergtiquedes installations ;

- la mise en place dune gestiontechnique centralise.

Lexternalisation :un atout si

Vous dsirez vous recentrer sur votrecur de mtier et laisser la prise encharge de vos installations air comprim un prestataire extrieur. Il faut se faireaccompagner afin que cette externali-

sation vous soit la plus favorable.

Un prestataire indpendant permettra deconnatre vos besoins rels en aircomprim. Il est toujours intressant deconnatre sa consommation avant denconfier la gestion une socit ext-rieure. Vous disposerez alors de tous les

lments ncessaires une dfinitionprcise de vos besoins.

Nous conseillons lors de la ralisation du

contrat, et notamment sur les clausesdintressement aux conomies dner-gie, de valider :

- la dfinition des indicateurs ;- lvolution de vos consommations ;

Pour en savoir pluswww.dbvib.com

jc.ernoux@gmail.comwww.ademe.fr

- lvolution des gains ;- lidentification des axes de progrs.

Formation

Il ne faut pas loublier ! Les formationssur le thme de la matrise du fluide aircomprim sadressent des industrielsou des fournisseurs dnergie souhaitantintgrer la matrise de lnergie dans leurstratgie :- responsables ou techniciens de mainte-

nance ;

- responsables ou techniciens de bureaux

dtude ou de service technique ;- chargs dtudes et ingnieurs daffaires ;

Les diffrents sujets traits dans la forma-tion sont, par exemple :

- enjeux de la matrise de lnergie etde lenvironnement ;

- mcanique des fluides et bases utiles lair comprim ;

- acoustique industrielle ;

- outillage pneumatique ;

- distribution dair comprim ;- compresseur pistons, vis, compres-

seurs centrifuges, compresseurs vitesse variable ;

- contraintes et avantages des diffrentestechnologies ;

- traitement de lair ;- exploitation de lair comprim ;- bilans nergtiques, etc.

Conclusion

Loptimisation de la gestion de laconsommation dair comprim est unenjeu stratgique pour les industriels. cet gard, le conseil dun prestataire de

services indpendant et la chasse auxfuites sont les facteurs cls de la russitede diminution de la facture nergtique.

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