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Entraînements
électriques : traquer le maillon faible

Les entraînements électriques (EE) représentent presque 50 % de la consommation totale d’électricité de notre pays et 80 % dans les industries avec un important potentiel d’économies. Le conseiller AEnEC Nicolas Macabrey livre ici sa longue expérience sur la meilleure manière de tirer profit de ce potentiel. 

Première question, évidente : que range-t-on sous la dénomination « entraînements électriques » ?

Nicolas Macabrey (NM): Il s’agit des pompes, des ventilateurs, des compresseurs d’air comprimé et de froid, et de tout autre équipement entrainé par un moteur électrique.   

Quel est le potentiel d’économie d’énergie qui stimule le grand intérêt qu’on porte aux EE aujourd’hui ?

NM: D’après notre expérience, qui porte sur plusieurs centaines d’analyses et de réalisations depuis 15 ans, l’économie d’électricité se situe généralement entre 20 et 40 %, avec des cas extrêmes où la consommation a été réduite de 75 % !

Ces résultats sont impressionnants ! Quel est votre secret, M. Macabrey ?

Avant tout, il faut comprendre l’entier du système d’équipements reliés et en mesurer le fonctionnement réel, pour découvrir où se situent les pertes principales. Contrairement à l’idée courante, remplacer le moteur par un moteur plus efficient ne réduira la consommation que de quelques pour cent. Les grandes économies sont ailleurs, notamment dans la remise en question du besoin réel pour la tâche à assurer et dans l’adaptation du système à ce besoin. Par exemple, si le débit d’un ventilateur dépasse le besoin effectif de 25 % seulement, la consommation, quant à elle, est doublée ! 

De plus, très souvent, l’élément entrainé – pompe, ventilateur ou autre – travaille à un point de fonctionnement très éloigné de son optimum, ce qui induit des pertes importantes. Quand bien même vous auriez acquis la meilleure pompe au monde, si elle fonctionne à un régime pour lequel elle n’a pas été conçue, elle aura un rendement médiocre, voire mauvais. 

Le troisième grand potentiel d’économie se situe dans les organes de régulation – clapets et vannes de réglage – qui peuvent détruire inutilement de l’énergie. Dans ce cas, on préconise le remplacement de l’élément entraîné par un élément redimensionné et, dans les cas où le besoin est variable, l’adjonction d’un variateur de vitesse. 

Vous comprendrez donc qu’il faut éviter le remplacement à l’identique des équipements, ce qui prolongerait une situation peu efficace pour les 15 à 25 ans à venir. Mon soi-disant secret n’a donc rien d’un mystère : il consiste essentiellement dans cette remise en question des besoins réels et dans le dimensionnement adéquat de chaque système en fonction des besoins.

Composants d’un entraînement électrique et pertes associées

Pratiquement, pour une entreprise intéressée à exploiter ce gisement d’économies, comment aller plus loin ?

L’Office fédéral de l’énergie (OFEN) a lancé en 2023 le nouveau programme INCITE dédié à l’optimisation des entraînements électriques, programme auquel l’AEnEC s’associe.  

L’OFEN a établi un réseau de compétences avec des spécialistes reconnus du domaine pour répondre à toutes les questions des entreprises sur le thème des EE. Ce réseau permet à une entreprise de s’appuyer sur une programmation claire : comment démarrer une démarche d’optimisation des EE, qui peut l’aider, quelles méthodes appliquer, quels outils et quels soutiens financiers spécifiques à l’optimisation des EE sont-ils disponibles.

Comment le processus doit-il s’engager ?

Les EE peuvent être très nombreux, on en compte de quelques centaines à quelques milliers selon les cas. Dès le début de la démarche, il faut donc se focaliser sur les plus prometteurs. En s’appuyant sur l’outil INCITE que l’OFEN a mis à disposition, l’entreprise, ou son conseiller/sa conseillère, établit d’abord une liste des EE potentiellement intéressants. Les critères de sélection sont simples, les économies potentielles sont estimées au moyen de quelques données de base propres à chaque équipement analysé (âge, taille, temps de fonctionnement), qui permettent de dégager les priorités pour la conduite d’analyses plus poussées. On peut ainsi retenir les équipements qui présentent un potentiel d’économies de plus de 20 %, et un retour sur investissement de moins de 5 ans.  

Les équipements sélectionnés feront alors l’objet de mesures par un spécialiste et leur fonctionnement sera analysé en détail. Cette étape est essentielle, car un fonctionnement inefficace ne saute pas aux yeux ! À ce stade, on détermine le besoin réel en étroite collaboration avec le responsable de production et le responsable des installations techniques de l’entreprise.  

Avec tous ces éléments rassemblés, on peut préciser le gain d’énergie et dimensionner le nouveau système en définissant les équipements les mieux adaptés.  

J’ajouterai que par ailleurs, la démarche d’optimisation des EE met souvent en évidence d’autres dysfonctionnements ou des vulnérabilités auxquels remédier, pour d’autres bénéfices.

Quelles étapes peuvent-elles bénéficier d’un soutien financier ?

Il est possible d’obtenir une aide d’une part pour la phase de mesures et d’analyses, destinées à déterminer quel équipement doit être remplacé et comment, et d’autre part d’être soutenu lors de la réalisation, au moment où les investissements se précisent. 

Quel est le rôle de l’AEnEC dans ce processus ?

Grâce à ses conseillers et conseillères en contact direct avec les entreprises, l’AEnEC est très bien placée pour apporter un conseil et un accompagnement efficaces. Comme il s’agit d’un enjeu majeur au vu des prix de l’énergie et du risque toujours latent de pénurie d’électricité, l’AEnEC a décidé de soutenir le programme INCITE en formant des conseillers sur ce thème. Ces conseillers bénéficient notamment d’un mentorat, grâce auquel ils sont accompagnés pour une ou plusieurs démarches d’optimisation sur le terrain par des mentors, des ingénieurs spécialisés.

L’optimisation d’une cascade de 3 pompes a fait baisser la consommation de 79 %. Redimensionnement des pompes pour un fonctionnement dans une meilleure plage de rendement. (avant).

L’optimisation d’une cascade de 3 pompes a fait baisser la consommation de 79 % Redimensionnement des pompes pour un fonctionnement dans une meilleure plage de rendement (après).

Le mot de la fin : votre message aux entreprises ?

Ne tardez pas à prendre en mains cette question ! Tout ce qui peut être fait maintenant contribuera à rendre votre facture d’électricité moins lourde et servira également de base pour votre future convention d’objectifs.

Nicolas Macabrey 

Ingénieur en électronique (HES), en électricité (EPFL) et Dr ès Science technique (EPFL), Nicolas Macabrey s’active depuis 12 ans dans le domaine des entraînements électriques au sein d’un bureau de conseil. Fort de centaines d’analyses en entreprises, il contribue étroitement à des programmes nationaux et cantonaux et, depuis 2022, conduit le centre de compétence du programme INCITE de l’OFEN. 

INFORMATIONS

Le 28 novembre 2023, le Forum INCITE sera le lieu de rencontre de tous les partenaires concernés par l’optimisation énergétique des entrainements électriques : entreprises utilisatrices, fournisseurs d’équipements, conseillers et conseillères en énergie, autorités. L’évènement aura lieu à Berne à l’Eventforum.

Les thèmes principaux du Forum INCITE 2023 sont les suivants :

  • Contexte politique, stratégie de la Confédération
  • Point de vue de l’économie, aspect stratégique de l’efficacité énergétique
  • Programme INCITE SuisseEnergie.

Le thème englobe tous les systèmes entrainés par des moteurs électriques dans un contexte industriel ou de services. Sont inclus notamment les pompes et ventilateurs mais aussi les équipements de production tels que les machines-outils avec leurs périphériques.

Plus d’informations

ProKilowatt soutient les mesures d’efficience qui réduisent la consommation d’électricité. La contribution d’encouragement, qui peut représenter jusqu’à 30 % des coûts d’investissement, doit inciter à renouveler les installations existantes et à investir dans des technologies à haut rendement.

Les coûts d’investissement pour votre mesure d’efficience s’élèvent à plus de 70 000 francs ?

Soumettez un projet sous webtool.prokw.ch et obtenez une contribution d’encouragement qui peut aller de 20 000 à 2 millions de francs.

Les coûts d’investissement de votre mesure d’efficacité s’élèvent à plus de 6,6 millions de francs ?

Soumettez un grand projet sous webtool.prokw.ch et recevez une contribution d’encouragement pouvant aller de 2 à 6 millions de francs. La date limite de dépôt des demandes est le 14 avril 2023.

Les coûts d’investissement de votre mesure d’efficacité s’élèvent à moins de 300 000 francs ?

Déposez une demande auprès d’un programme.
La date limite de dépôt des demandes est le 2 mai 2023.

Les coûts d’investissement de votre mesure d’efficacité se situent entre 70 000 et 300 000 francs ?

En fonction des avantages offerts, vous pouvez décider de soumettre un projet ou de vous inscrire à un programme.
Informations complémentaires

Aux entreprises qui ont élaboré une convention d’objectifs avec l’AEnEC, nous recommandons, pour les petits investissements en matière d’économie d’électricité : renseignez-vous auprès de votre conseiller AEnEC sur le programme d’encouragement EFFICIENCE+.

Plus d’infos

La 16e Journée de l’industrie Swissmem aura lieu le jeudi 29 juin 2023 au SwissTech Convention Center à Lausanne. Placée sous le thème « L’énergie – à la merci de la géopolitique », la Journée de l’industrie met en lumière un thème d’actualité.

Le monde est confronté à une crise énergétique qui touche pratiquement toutes les sources d’énergie et toutes les régions. Dans le cadre des exposés et des tables rondes, les scénarios géopolitiques seront analysés, la situation de la Suisse sera exposée et la contribution de l’industrie aux solutions démontrée.

Intervenants : Christian Wulff, ancien président allemand, Matthias Rebellius, membre du comité directeur de Siemens AG et CEO de Smart Infrastructure, et Martin Hirzel, président de Swissmem. Les conseillères nationales Jacqueline de Quattro et Céline Weber ainsi que les conseillers nationaux Roger Nordmann et Pierre-André Page prendront également la parole lors d’une table ronde.

Informations et inscriptions