Gestion de l'énergie industrielle : de la mesure aux IPÉ
Améliorez la transparence énergétique de la fabrication grâce à une surveillance fiable de la consommation dans les utilités, à des indicateurs de performance énergétique exploitables et à des données de mesure permettant une amélioration continue
Pourquoi la gestion de l'énergie commence avec la mesure, pas avec les objectifs
La hausse des coûts des utilités, les attentes en matière de durabilité et les objectifs d'efficacité de la production imposent une nouvelle pression aux opérateurs industriels, qui doivent comprendre où l'énergie est consommée et où elle peut être économisée. Mais un objectif énergétique sans mesure fiable reste une estimation.
La gestion de l'énergie industrielle commence par des données transparentes dès l'usine. En mesurant la consommation des utilités dans les process concernés, les installations peuvent identifier les gros consommateurs d'énergie, comparer la performance au fil du temps et agir sur les écarts avant qu'ils n'entraînent des pertes récurrentes. Une mesure fiable est la base pour la surveillance de l'efficacité énergétique, la déclaration énergétique et une stratégie structurée de gestion de l'énergie
Ce que contient réellement un plan de gestion de l'énergie industrielle
Un plan de gestion de l'énergie industrielle définit comment une installation mesure, gère et améliore la performance énergétique au fil du temps. Il doit réunir quatre éléments fondamentaux :
- Les points de mesure déterminent où a lieu la consommation d'énergie et des utilités, de l'alimentation à l'entrée aux principaux consommateurs tels que les chaudières, les compresseurs, les refroidisseurs, les systèmes de chauffage et de refroidissement.
- Les indicateurs de performance énergétique ou IPÉ traduisent les données de consommation brutes en valeurs de mesure opérationnelles exploitables, telles que la consommation d'énergie par tonne produite, l'efficacité de la chaudière ou la consommation d'air comprimé par unité
- Une référence énergétique fournit le point de référence pour les améliorations. Elle permet aux équipes de comparer les performances énergétiques actuelles à une période définie, normalisée pour le volume de production, les conditions ambiantes ou le mélange de produits.
- Un système de documentation assure que les données énergétiques ne restent pas isolées dans les instruments ou les systèmes. Avec un examen régulier, la surveillance énergétique devient la gestion de l'énergie, en associant l'écart mesuré à une action opérationnelle.
Quelles économies peuvent être réalisées avec la surveillance des utilisés ? De 5 à 15 %, et de quoi cela dépend
Des études portant sur la norme ISO 50001 et les systèmes de gestion de l'énergie des bâtiments montrent que la gestion systématique de l'énergie permet généralement des économies d'énergie de l'ordre de 5 à 15 %, des économies plus élevées étant possibles lorsqu'elles sont accompagnées de mesures techniques. Cette plage dépend du niveau actuel de transparence énergétique, du nombre d'utilités mesurées et de la capacité des équipes à agir sur les résultats.
Pour que ce potentiel d'économie soit mesurable, les installations ont besoin d'une visibilité qui va au-delà de la consommation totale du site. L'alimentation à l'entrée, la production des utilités et les principales zones de consommation devraient être surveillées afin que les inefficacités puissent être tracées dans des process ou des systèmes spécifiques.
Réglage d'indicateurs de performance énergétique qui tiennent la route
Un indicateur de performance énergétique ou IPÉ est une valeur mesurable utilisée pour suivre la performance énergétique par rapport à la production, au rendement du process ou aux conditions d'utilisation. Un IPÉ utile ne montre pas seulement la quantité d'énergie consommée. Il indique si l'énergie a été utilisée de manière efficace. Exemples d'IPÉ industriels :
- kWh par tonne produite pour les lignes de production énergivores
- m³ d'air comprimé par unité produite pour les systèmes à air comprimé
- kg de vapeur par lot pour les process thermiques
- Consommation d'énergie spécifique pour la comparaison de l'utilisation d'énergie entre les lots, les lignes ou les sites
Un bon IPÉ doit pouvoir être mesuré en continu, attribué à un process défini et rapporté au volume de production. Cela évite aux équipes de mal interpréter une hausse de la consommation comme un mauvais résultat lorsque le volume de production, le mélange de produits ou les conditions ambiantes ont changé. Des IPÉ fiables impliquent une mesure fiable. Si le compteur derrière l'indicateur n'est pas précis, le KPI énergétique ne permettra pas des décisions fiables.
Où installer les compteurs : identifier les utilités de premier et second degrés
Les utilités de premier degré sont les ressources primaires achetées par une entreprise, par exemple l'électricité, l'eau et le gaz naturel. Les utilités de second degré sont générées sur site à partir de ces ressources, telles que la vapeur, l'air comprimé, le chauffage et le refroidissement, et sont souvent les zones où d'importants potentiels d'économie d'énergie peuvent être identifiés. Le comptage divisionnaire dans une installation industrielle permet de mesurer la consommation d'énergie en aval du site, par exemple au niveau de la production des utilités, de la zone de process ou de l'équipement principal. Il aide les équipes à passer des chiffres de la consommation totale à des informations exploitables. Une hiérarchie de mesure pratique commence par :
- L'alimentation à l'entrée pour comprendre l'énergie totale du site et la consommation d'utilités
- La génération d'utilités de second degré, tels que les chaudières, compresseurs, refroidisseurs ou systèmes de chauffage
- Les grandes zones de consommation ou lignes de production, où les potentiels d'économies sont les plus importants
- Des consommateurs sélectionnés au niveau du process, où des IPÉ ou analyses comparatives détaillés sont nécessaires
Pour les installations à budget limité, une approche progressive peut aider. La première année, concentrez-vous sur la consommation totale. Pendant la deuxième année, étendez la mesure aux principales zones de consommation. Ensuite, référencez les principaux consommateurs et les lignes de production afin d'identifier les écarts récurrents et les potentiels d'amélioration.
Établir une référence énergétique défendable
Une référence énergétique est le point de référence utilisé pour savoir si la performance énergétique s'est améliorée. Elle définit la quantité d'énergie généralement utilisée par un process, une ligne ou un site dans des conditions d'exploitation comparables.
Une référence défendable nécessite suffisamment de données mesurées pour refléter les motifs de production normaux. Elle doit donc être également être rapportée aux variables qui influencent la consommation, comme le volume de production, la température ambiante, les heures de fonctionnement ou le mélange de produits. Une fois que la référence est établie, une analyse comparative de la consommation d'énergie devient possible. Les équipes peuvent comparer des lignes, des sites ou des périodes d'exploitation similaires et déterminer où les performances s'écartent de l'utilisation attendue de l'énergie.
Ce que ISO 50001 attend de vos données de mesure
ISO 50001 fournit un cadre pour une gestion systématique de l'énergie. Du point de vue des mesures, la norme impose aux organisations de comprendre leur utilisation énergétique, d'identifier les consommateurs d'énergie importants et de démontrer une amélioration par rapport à une base définie.
Instrumentation de process, mesure des utilités et diagnostics qui aident à créer des données de mesure fiables et vérifiables pour la gestion de l'énergie et l'amélioration continue.
Pour les entreprises qui se préparent à la mise en œuvre de la norme ISO 50001, des données de mesure fiables contribuent à trois exigences pratiques : identifier les consommateurs énergétiques importants, suivre les IPÉ et fournir la preuve que la performance énergétique s'améliore au fil du temps.
Un audit énergétique industriel est-il identique à ISO 50001 ?
Un audit d'énergie industrielle est une évaluation utilisée pour identifier où l'énergie est consommée et où des améliorations de l'efficacité peuvent être possibles. ISO 50001 est une norme de système de gestion qui aide les organisations à gérer et à améliorer continuellement les performances énergétiques.
Un audit peut apporter des informations utiles à un plan de gestion de l'énergie, mais une amélioration continue dépend des mesures, de la surveillance et de l'action en cours.
Surveillance de l'efficacité énergétique : transformer les valeurs du compteur en économies
La surveillance de l'efficacité énergétique devient précieuse lorsque les données mesurées entraînent une action. Le déroulement est simple : mesurez la consommation, regroupez les données, rapportez-les à la référence énergétique, détectez les écarts et décidez des modifications à apporter. La consommation mesurée d'utilités fournit également les données d'activité nécessaires aux rapports de durabilité, ce qui contribue aux calculs des émissions de scope 1 liées à l'utilisation de combustible dans les chaudières et à la déclaration de scope 2 relative à la consommation d'électricité achetée.
Par exemple, si la consommation d'air comprimé augmente tandis que la production reste stable, l'écart peut indiquer des fuites, des pertes de charge ou des paramètres inefficaces. Si la consommation de vapeur par lot augmente, la cause peut résider dans des pertes de distribution, des réglages du process ou la performance du transfert de chaleur.
La documentation sur l'énergie aide à garder ces informations visibles. Des rapports réguliers permettent aux équipes en charge de l'exploitation, de la maintenance et de la durabilité de s'aligner sur les priorités, de suivre les progrès et de documenter l'impact des mesures de conservation de l'énergie mises en œuvre.
Gestion de l'énergie dans la production agroalimentaire
La production agroalimentaire est souvent énergivore, car de nombreux process impliquent un traitement thermique, une réfrigération, un nettoyage en place, de l'air comprimé, de la vapeur, un chauffage et un refroidissement. Ces utilités peuvent s'avérer être de grands consommateurs d'énergie et sont souvent réparties sur plusieurs zones de production.
La gestion de l'énergie industrielle aide les fabricants agroalimentaires à identifier où la consommation est la plus élevée, quels process varient le plus et où des améliorations de l'efficacité peuvent être priorisées sans compromettre la sécurité, la qualité ou la disponibilité.
Maintien de la fiabilité des données : instrumentation et diagnostics
Un IPÉ n'est fiable que si la mesure correspondante l'est aussi. L'instrumentation de process fournit les données de terrain nécessaires au calcul de la performance énergétique, détecte les fonctionnements inefficaces et vérifie si les mesures d'amélioration portent leurs fruits.
La vérification in situ et les diagnostics aident à maintenir la fiabilité des données de mesure dans le temps. La Heartbeat Technology d'Endress+Hauser, par exemple, aide à la vérification et au diagnostic des appareils sans interrompre le process, ce qui permet de conserver des données énergétiques fiables tout au long du cycle de vie des instruments.
Une fois que le plan de gestion de l'énergie, les IPÉ et la référence énergétique sont définis, l'étape suivante consiste à identifier l'endroit où se trouve le plus grand potentiel d'économies dans l'installation. Les systèmes d'utilités tels que la vapeur, les chaudières, le chauffage et le refroidissement ainsi que l'air comprimé fournissent souvent des pistes d'amélioration concrètes.
