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Réduire les coûts dans l’air comprimé

Par Bruno Turlan, directeur général de BOGE France

Publication: 13 mars

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Les systèmes d’air comprimé sont extrêmement énergivores, et coûteux, mais il existe des technologies qui permettent de réduire les coûts...
 

Pour fonctionner, la plupart des machines industrielles doivent être raccordées à une source d’énergie électrique, ainsi qu’à une source d’alimentation en air comprimé. C’est notamment le cas de nombreuses techniques de finition de surface : les systèmes à jet sec et à jet humide ont besoin d’air comprimé pour projeter l’abrasif sur la surface à polir ; le revêtement par poudre y fait appel sous forme ultra sèche (pour empêcher la poudre de s’agglomérer) et les produits galvanoplastiques sont séchés à l’air comprimé. Mais la liste ne s’arrête pas là : les systèmes d’agitation et de convoyage, les pistolets pulvérisateurs, les fours et extracteurs à air forcé, tous ces appareils intervenant dans le traitement de surface, utilisent eux aussi ce fluide essentiel.

Toutefois l’air comprimé est extrêmement énergivore : une entreprise de revêtement ou de finition peut y consacrer jusqu’à 30 % de son budget en énergie, en partie en raison de l’inefficacité notoire des compresseurs. À cause des insuffisances caractéristiques de ces systèmes, comme les fuites ou la surpression, environ 45% seulement de l’apport en énergie est utilisé pour comprimer l’air. Le reste est gaspillé.

Ce problème est entré dans le collimateur du gouvernement. Ainsi la nouvelle norme ISO 11011 est entrée en vigueur en vue de favoriser la réduction de l’utilisation de l’air comprimé, à l’origine d’une demande accrue en ressources énergétiques. La norme définit l’obligation de réaliser une évaluation de l’efficacité énergétique de l’air comprimé, pour déterminer la quantité d’air comprimé utilisée par une entreprise et les coûts engendrés par sa production.

De plus, grâce à des mesures et à des modifications simples, il est possible de réduire quasiment de moitié les besoins en énergie des compresseurs et de faire baisser ainsi sa facture d’électricité.

Réduire les coûts grâce à la récupération de chaleur

Le premier problème à résoudre est le manque d’efficacité des systèmes. Une proportion élevée d’énergie utilisée pour la compression de l’air est convertie en chaleur, mais jusqu’à 94 % peut être récupérée et utilisée autre part dans l’usine en faisant appel à un récupérateur de chaleur.

À grande échelle, la chaleur perdue dégagée par les nombreux compresseurs d’air du métro londonien est utilisée comme source de chauffage urbain. Dans une entreprise de finition de surface, la chaleur perdue pourrait facilement être utilisée dans un chauffage ou un chauffe- eau central, dans le nettoyage industriel, la galvanoplastie, les pompes à chaleur ou d’autres applications fonctionnant à l’eau chaude.

L’efficacité de la récupération de chaleur est particulièrement bonne dans les usines où le compresseur est installé à proximité de la zone à chauffer, comme un atelier abritant le compresseur. Si celui-ci est localisé plus loin, il est possible d’acheminer la chaleur par des conduites.

Lorsque les entreprises envisagent d’investir dans la récupération de chaleur, elles peuvent s’adresser à un spécialiste des compresseurs qui calcule les économies potentielles en termes d’énergie et de coûts, et les périodes d’amortissement possibles, par la réduction des dépenses de fuel, d’huile et de gaz.

Réduire les coûts grâce à la commande centralisée

Il est possible de réaliser des économies supplémentaires en faisant appel à une commande centralisée pour piloter deux compresseurs, voire même davantage. Les commandes électroniques modernes procurent des économies d’énergie nettement plus importantes car elles opèrent à deux niveaux : elles maintiennent la pression dans une plage beaucoup plus réduite (par une surveillance constante de la pression et une activation/désactivation des compresseurs en fonction des besoins) et elles prédisent la combinaison optimale de compresseurs en vue de répondre aux besoins. Cette optimisation est particulièrement utile partout où sont utilisées des machines combinant vitesse fixe et vitesse variable en minimisant le fonctionnement des compresseurs en charge partielle et à vide. Les systèmes à pression multiple peuvent procurer des économies significatives. En effet, chaque bar de pression économisé représente par exemple 7 % de coûts en moins sur la facture électrique.

Un système de gestion intelligente de l’énergie peut amener 30 à 50 % d’économies tout en fournissant un profil d’efficacité transparent et actualisé des performances du compresseur.

Réduire les coûts en éliminant les fuites

La fuite d’air est l’un des principaux sujets de préoccupation. Le Carbon Trust estime qu’un trou de 3 mm dans une conduite d’air comprimé peut coûter à une entreprise jusqu’à 700 € par an en énergie gaspillée. Pourtant, la prévention est facile à réaliser : il suffit de contrôler régulièrement la pression, mais comment localiser un trou minuscule dans une conduite d’air de plusieurs mètres ?

La réponse est technologique : l’air qui s’échappe d’un trou est inaudible pour l’oreille humaine mais facilement perceptible par un détecteur d’ultrason spécial. Les fuites peuvent être localisées à près de 15 m de distance ce qui facilite le diagnostic dans les endroits difficiles d’accès ou à visibilité réduite.

Pour se débarrasser des fuites, la première mesure à prendre est de lancer une étude de détection des fuites. La seconde est de mettre en place un planning de maintenance pour les réparer, sinon les retombées seront de courte durée.

Réduire les coûts en faisant baisser la pression

Réaliser une évaluation d’efficacité énergétique de l’air comprimé permet aussi de déterminer si une conduite d’air comprimé fonctionne à une pression trop élevée. Réduire la pression d’un bar peut amener une baisse de 7 % des dépenses de fonctionnement électriques. L’abaissement de la pression du système peut permettre de réduire le nombre de compresseurs nécessaires en diminuant non seulement les dépenses d’énergie mais également les frais de fonctionnement. Moins de compresseurs entraînent aussi moins de maintenance, une composante clé de la stratégie de réduction des coûts !

Réduire les coûts en jouant la carte de la propreté

Les systèmes de compresseur doivent fonctionner dans un environnement propre, mais les contaminants présents dans l’air, comme les particules et les poussières, sont particulièrement fréquents dans l’industrie de la finition de surface. Ces contaminants affectent la qualité de l’air et le fonctionnement des valves, vérins et appareils auxiliaires.

Dans une usine classique où les produits et sous-produits manufacturés côtoient une poussière généralement plus dense, chaque mètre cube d’air ambiant non traité peut contenir jusqu’à 180 millions de particules de saleté ainsi qu’une suspension à 50-80 % de vapeur d’eau et d’huile. Pendant la compression, la concentration de ces particules augmente. Les particules se combinent à l’humidité, à l’huile de compresseur et à d’autres lubrifiants pour former une solution abrasive ou corrosive qui adhère aux surfaces à l’intérieur des appareils pneumatiques, provoquant le grippage des valves et l’usure des joints et pièces mobiles.

Une solution consiste à monter un filtre à l’admission du compresseur afin d’éliminer les grosses particules présentes dans l’air. Toutefois, la taille de ces filtres est limitée puisqu’ils ne doivent pas entraver le flux d’air vers le compresseur. En conséquence, il faut faire appel en aval à des préparateurs d’air destinés à éliminer les plus petites particules ainsi que l’huile et l’humidité.

De nombreux appareils de filtration utilisent un élément coalescent mécanique qui élimine les aérosols d’eau et d’huile ainsi que les particules solides. Idéalement, ils sont installés par deux et en série : le premier fait fonction de filtre polyvalent et protège le second filtre à haute performance des contaminations de masse.

Le système de traitement d’air doit impérativement correspondre aux besoins spécifiques de l’application, en tenant compte notamment des facteurs comme le débit d’air volumique et la qualité de l’air. Généralement, un compresseur utilisé dans une installation de sablage nécessitera davantage de protection qu’un compresseur utilisé en galvanoplastie, par exemple.

Toute entreprise qui doit faire appel à un système d’air comprimé sait que l’énergie constitue un facteur de coût important. Cependant, une série de nouvelles technologies et de méthodes de travail innovantes peuvent l’aider à alléger sa facture.

http://fr.boge.com

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