Entreprises et monde agricole

Maîtriser l'énergie sur un site industriel mécanicien

Mis à jour le 18/09/2018

Les bonnes pratiques pour un site mécanicien sont à mettre en oeuvre lors de la (re)conception des moyens de production, de la maintenance ou du choix des équipements au moment de leur renouvellement. Des pistes d'actions sont détaillées ici.

Pour optimiser la performance énergétique d'une industrie mécanique, l’ensemble des bonnes pratiques et améliorations énergétiques du secteur sont recencées dans le guide « Maîtrise de l’énergie dans l’industrie mécanique » édité par le CETIM avec le soutien de l’ADEME.

Le saviez-vous ?

Le secteur de la mécanique est transversal à plusieurs branches et concerne toutes tailles d’entreprises : de la PME à la grande entreprise. Les principales énergies utilisées sont pour 60 % l’électricité et 40 % le gaz naturel.
 

L’industrie mécanique, comme les autres secteurs industriels, est confrontée depuis quelques années à une évolution rapide de son poste de consommation énergétique. Le contexte international fluctuant, la dérégulation du marché, l’amélioration des techniques et des coûts dans les domaines des énergies renouvelables et de la récupération de la chaleur fatale font que les entreprises mécaniciennes doivent examiner leur performance énergétique avec attention et mettre en œuvre au plus vite de bonnes pratiques dans ce domaine.

Les audits menés depuis de nombreuses années par des organismes spécialisés comme le Centre technique des industries mécaniques (CETIM) avec le soutien de l’ADEME ont montré que de nombreuses possibilités d’améliorations énergétiques existent pour l’industrie de la mécanique. Ces améliorations d’ordre techniques, organisationnelles ou comportementales sont présentes au niveau des procédés spécifiques au secteur (forgeage, usinage, etc.) et au niveau des utilités (chauffage des locaux, éclairage, extraction de l’air, etc.) indispensables au bon fonctionnement des sites.

Actions sur les procédés

Des actions d’amélioration de la performance énergétique d’un site ou plus spécifiquement d’un procédé peuvent mobiliser des investissements.

Mais avant d’envisager de cela, il faut commencer par réaliser des actions d’amélioration à investissement nul ou très réduit, et générant des gains financiers immédiats. En voici quelques exemples applicables à l’industrie mécanique :

  • l'arrêt des équipements : vérifier que les équipements le permettant sont bien à l’arrêt pendant les périodes de non-production et déconnectés des réseaux qui les alimentent (électricité, froid, air comprimé, etc.). En effet, la mise en « veille » peut engendrer des surconsommations électriques allant jusqu’à 25 % de la facture annuelle. Ces veilles peuvent être très facilement gérées, soit par un renforcement des consignes d’extinction auprès du personnel, soit par la pose d’horloges de programmation. Cette bonne pratique peut être exploitée pour l’ensemble des procédés avec toutefois une technicité plus élevée sur les machines thermiques.

  • la régulation énergétique des procédés est également une bonne pratique à mettre en place. Il s’agit, grâce à des mesures le plus souvent techniques (régulateur de type Proportionnel intégral dérivé (PID), Variation électronique de vitesse (VEV), détection de présence de pièces, etc.), mais parfois organisationnelles (campagnes de production ciblées, etc.) d’adapter le fonctionnement énergétique du procédé au volume de fabrication. Il s’agit souvent de respecter « les règles de l’art » comme pour l’aspiration des vapeurs des bains de traitement ou encore, l’adaptation de la vitesse de rotation d’un moteur en fonction de sa charge réelle. D’importants gains énergétiques sont constatés dans la quasi-totalité des métiers du secteur.

  • le pilotage des fonctions accessoires des machines de production peut également engendrer des gains énergétique et financiers significatifs. La maîtrise ou la diminution de l’arrosage en usinage peut générer des économies d’énergie et d’intrants importantes. Peuvent également faire l’objet d’économies :
    • les fonctions d’homogénéisation de bains, d’extractions de polluants ou de chaleur sur les cabines de peinture et sur les fours ;
    • le refroidissement de certains équipements de production (composants, fluide de coupe, armoires d’électronique de puissance…).

Des gains de 20 à 30 % de la consommation des équipements de production sont possibles en optimisant les aspects suivants :

  • la mesure des différentes consommations des équipements est indispensable pour connaitre précisément le poids énergétique des différents équipements. Elle permet également des économies directes grâce au suivi des performances des machines et rend possible une réaction rapide en cas de dérive. Une économie d’environ 3 % de la consommation mesurée peut être réalisée, simplement en mettant en place progressivement un plan de comptage énergétique.
    Pour en savoir plus, consultez la page dédiée au comptage de l’énergie.

  • le choix de la méthode de chauffage a une grande influence sur la consommation. La prise en compte des techniques radiatives (Infra-rouge) ou l’étude du chauffage par charge plutôt qu’en continu peuvent par exemple, générer des gains importants sur l‘énergie utilisée pour cette fonction.

  • le pilotage de la mise en veille des fours ou étuves pendant les arrêts de production est une source importante d’économies qui doit être techniquement étudiée. Le pilotage fin des températures de consigne en fonction des pièces passant dans l’équipement est une autre bonne pratique très rentable qui demande elle aussi des études préalables.

  • la gestion de l’aéraulique des équipements est une bonne pratique souvent très intéressante. Le gain sur cet aspect est en effet double : thermique car la quantité d’air neuf à réchauffer est moindre, et électrique car la consommation des ventilateurs est diminuée. De mauvaises conditions aérauliques (courants d’air) peuvent perturber un équipement thermique (four à passage ou cabine de peinture par exemple) et provoquer une surconsommation importante d’énergie. Les entrées et sorties des dispositifs thermiques à passage sont des points où des gaspillages énergétiques peuvent être constatés et pour lesquels des solutions technologiques existent : rideaux d’air, silhouettes adaptatives…

  • la récupération de chaleur est pertinente à mettre en place. Cette chaleur peut être utilisée pour de nombreuses applications : préchauffage de l’air des brûleurs, préchauffage des pièces, apport de chaleur pour un autre équipement thermique ou encore pour le chauffage des locaux.
    Pour en savoir plus, consultez la page dédiée à la récupération de chaleur, ainsi que celle sur les fours.

  • pour les systèmes motorisés présents presque sur chaque machine, le choix du moteuravec le meilleur rendement (classement IE3 ou IE4), la mise en place de transmissions performantes et adaptées ou encore l’utilisation de la variation électronique de vitesse pour répondre aux besoins fluctuants, sont parmi les bonnes pratiques les plus facilement applicables.
    Pour en savoir plus, consultez les pages dédiées aux moteurs électriques.

  • Pour les systèmes hydrauliques ou pneumatiques, très utilisés dans l’industrie mécanique : la récupération d’énergie de freinage, une architecture de réseau adaptée et un choix judicieux, des pompes hydrauliques en fonction des besoins variables font partie des nombreuses bonnes pratiques pouvant être mises en œuvre.

Actions sur les utilités

  • Pour les systèmes de pompage ou les systèmes aérauliques, le réseau fluidique est un élément primordial. Limiter ainsi les pertes de charges, choisir une pompe ou un ventilateur bien dimensionné ou adapté aux besoins permettent d’importants gains. Le choix de composants, commes les pompes ou ventilateurs, énergétiquement performants est à privilégier.
    Pour en savoir plus, consultez les pages dédiées au pompage, et à la ventilation.

  • Pour le chauffage et la climatisation, le pilotage des températures de confort ou de ralenti en fonction de l’occupation des lieux est une pratique très efficace. De même que la maitrise du renouvellement d’air des locaux ou le choix des appareils de chauffage les plus adaptés (air chaud ou rayonnement).
    Pour en savoir plus, consultez les pages dédiées au conditionnement d’ambiance.

  • Dans le domaine de la production et de la distribution de l’air comprimé, la recherche et la réparation régulière des fuites, le réglage de la pression de service au besoin réel et l’optimisation de l’engagement du ou des compresseurs sont parmi les bonnes pratiques les plus énergétiquement rentables.
    Pour en savoir plus, consultez les pages dédiées à l’air comprimé.

  • Pour l’éclairage des locaux, des améliorations énergétiques existent de la simple gestion des allumages en fonction de la présence du personnel, à la substitution des anciens luminaires par des équipements plus efficaces, à LED par exemple.
    Pour en savoir plus, consultez les pages dédiées à l’éclairage.