Contrôle de processus/Gestion de l'énergie

Application domestique :

L’utilisation des données énergétiques à des fins de baisse de consommation a commencé par le grand public. L’électricité et l’eau, ont vu leurs compteurs se connecter afin que les fournisseurs d’énergie puissent effectuer des relevés à distance.

Dans les habitations, les particuliers s’équipent de thermostat afin d’optimiser leurs consommations :

Les :thermostats d’ambiance Tout ou Rien

Ils surveillent la température de la pièce et grâce à une intelligence électronique, ils envoient une information tout ou rien à la chaudière afin de la mettre en route ou de la couper.

Les thermostats d’ambiance électronique

Ils surveillent la température de la pièce et grâce à une intelligence électronique, ils envoient une valeur à la chaudière (via un signal analogique ou numérique) afin de commander le niveau de puissance de la chaudière. Cette technologie est la plus fine pour gérer l’inertie du système en ne commandant que la puissance nécessaire sans dépasser la valeur de consigne.

Dans les deux technologies, ils permettent également de régler des plages d’utilisation liées à un calendrier.

Les dernières évolutions dans le domaine permettent d’intégrer également des sondes de température extérieures afin d’anticiper des fortes variations. Les connexions au réseau WIFI domestique permettent également d’externaliser la commande. Les applications associées permettent ainsi d’avoir une visualisation en temps quasi-réel de la consommation et donc des facteurs de surconsommation.

Application industrielle :

Dans l’industrie, les économies d’énergie n’ont pas toujours été une priorité. Parce que bon marché et noyée dans une masse de frais fixes, les surconsommations ne sont pas souvent mises en évidence. Avec l’augmentation de l’énergie, les nouvelles normes en vigueur (ISO 50001) et la Responsabilité Sociétale des Entreprise, tout cela est en train d’évoluer. L’industrie reste un consommateur important notamment pour le gaz naturel et l’électricité où elle représente près d’un tiers de la consommation totale.

Comme dans le monde domestique, l’évolution de la technologie est un levier important à la baisse de la consommation énergétique. Pour autant cela se traduit par des investissements importants. Il faut donc cibler très clairement les points énergivores afin de les traiter.

Les fluides :

Un débitmètre doit être installé en série de l’installation que l’on souhaite mettre sous surveillance. Différentes technologies existent pour ces débitmètres : ex: Débitmètre massif à effet Coriolis, Débitmètre à ultrasons etc.

L’appareillage de mesure envoie un signal électrique via un réseau de communication (Ethernet, Bus…) ou la communication se fait sans fil suivant différentes technologies :

GPRS : cette passerelle utilise le réseau de communication mobile et permet des portées importantes lorsque la couverture mobile est présente mais demande un abonnement spécifique auprès des opérateurs.
Bluetooth : La communication est locale avec une portée d’environ 200 m.
Radio: idéal lorsqu’il n’y a pas de couverture GPRS, elle a une portée de l’ordre de 20 km entre deux stations.

La réception de ces données peut se faire localement (dans l’usine par exemple) via un logiciel spécifique. Il peut également être envoyé sur un serveur extérieur via internet pour n’avoir en local que la visualisation des données ou il peut être également totalement externalisé pour avoir une gestion à distance de l’installation. S’il ne s’agit que d’un appareillage de mesure, alors les informations ne font que remonter à la supervision mais on peut également retrouver sur les installations des actionneurs connectées afin d’avoir également la possibilité de renvoyer une commande sur l’installation depuis la plateforme de visualisation. Les combinaisons sont très variées, dépendent du fluide concerné, de la marque de matériel choisi ainsi que des technologies utilisées. Ci-dessous un exemple des possibilités d’un installation proposé par la marque Krohne.

L’électricité :

La consommation électrique peut être mesurée directement ou indirectement. En effet, plusieurs sources d’énergies ont une source d’alimentation électrique (ex : air comprimé, fluide caloporteurs…) la mesure peut être donc réalisée sur le fluide directement ou sur l’armoire électrique. La mesure sur le fluide ayant été traitée plus haut, voyons comment relever la consommation électrique au niveau industriel.

Comme pour les fluides, on peut distinguer plusieurs organes de commandes ou de surveillances :

Les organes de contrôles : ils ont pour but de remonter une information d’un organe électrique (ex : thermique déclenché)
Les organes de commandes : ils agissent sur le circuit électrique (ex : contacteur piloté)
Les organes de mesures : Ils mesurent des données du réseau électrique (ex : intensité, tension, puissance, harmonique…)

Comme pour la mesure des fluides, plusieurs technologies existent sur la mesure de consommation électrique en milieu industriel. Chaque marque propose sa solution. La visualisation de la mesure peut se faire localement (souvent directement sur l’armoire électrique via un afficheur tactile) ou à distance via une interface web propriétaire du fabricant de matériel.

La surveillance de consommation d ‘électricité peut également être couplé à la surveillance d’autres fonctions (ex : Systèmes de Sécurité Incendie, contrôles des ouvrants etc…)

Ci-dessous un panel des possibilités de supervision, vue par la marque Legrand:

Sur ces différents exemples de surveillance de la consommation d’énergie, on voit que l’offre technique est très variée de matériels qu’il convient de choisir en fonction de son besoin. Étant donné les coûts importants de ces installations et les ressources humaines techniques nécessaires pour interpréter les données et mettre en face des actions correctives, il faut réaliser une pré-études des gains potentiels à réaliser face à l’investissement engagé. Des entreprises sont spécialisées dans ces domaines d’économie d’énergie en milieu industriel et peuvent être une solution pour les entreprises n’ayant pas l’expertise requise dans ce domaine.