Bien mesurer en industrie pour accroître son efficacité énergétique

Une vision optimale des données, l’élément central pour accroître son efficacité énergétique

D’un point de vue pragmatique, la mesure permet de suivre les consommations d’une usine à des pas de temps différents. En apportant de la visibilité aux opérationnels sur le terrain, cette mesure leur permet de :

• Identifier les postes les plus énergivores
• Détecter rapidement les dérives de consommations 
• Piloter plus efficacement la production et les actions d’amélioration
• Valider la performance d’une action d’efficacité énergétique réalisée

En complément, la mesure joue également un rôle à une échelle stratégique. Elle permet de comparer les résultats dans le temps à plusieurs niveaux : 

• Entre usines
• Entre installations
• Entre une technologie et une autre 
• Entre recettes
• Entre une mesure cible, une trajectoire définie et le résultat 
• Entre théorie et pratique 

Offrant la possibilité de s’assurer de l’atteinte des objectifs énergétiques et environnementaux fixés, la mesure est finalement l’élément central pour accroître ses performances. 

Mesurer est primordial mais il faut mesurer juste et efficacement. 

Bien que  la mesure apporte de nombreux avantages aux industriels qui la mettent en place, un point de vigilance est néanmoins à prendre en compte. De par leurs activités, les usines génèrent un nombre infini de données. S’il est important de mesurer pour agir efficacement dans sa démarche d’efficacité énergétique, il n’est pas opportun de vouloir tout mesurer.

Kristen Quémeneur
Chef de projet implémentation

“Les industriels doivent avoir une visibilité sur les données qui leur permettent de mener une analyse bien construite. ll faut choisir des informations fiables, cohérentes avec les objectifs fixés et les installations à optimiser. Il ne suffit pas ici de vouloir faire remonter une quantité astronomique de données. Cela aurait pour conséquences de brouiller les informations et de ne plus savoir quelles actions mettre en place pour accroître ses performances. ” 

Je souhaite optimiser mes mesures

Comment remonter efficacement ses données ?

Aujourd’hui, de nombreuses technologies permettent de collecter les données en industrie. Afin d’assurer une transmission efficace et pertinente des informations, il est essentiel de concevoir une architecture cohérente, adaptée au fonctionnement et aux besoins du site industriel. 

Dans un premier temps, il faut définir les capteurs à utiliser pour faire remonter la donnée. Les critères pour effectuer ce choix sont nombreux mais il faut d’abord se demander :
De quelles données ai-je besoin pour répondre à mes objectifs et améliorer mes performances ? 

Choisir la bonne technologie pour mesurer.

Lorsqu’on ajoute une mesure au sein d’une usine, l’enjeu est avant tout de trouver le meilleur compromis en prenant en compte l’ensemble des critères de sélection (coûts, fréquence, plage de mesure, environnement, etc.) 

La technologie de mesure est un critère déterminant dans la fiabilité et la précision de mesure. 

Prenons l’exemple de la débitmétrie, les technologies sont nombreuses : ultrason, déprimogène, effet vortex, électromagnétique, Coriolis, etc. Chacune possède ses avantages et ses limites, c’est pourquoi il est primordial de mettre en place une réflexion adaptée afin de choisir la bonne technologie, celle qui permettra de répondre au besoin spécifique de l’industriel. Deux exemples peuvent être donnés pour illustrer ce propos : 

• Pour une mesure de fluide liquide, destinée à réguler les installations de production avec un pas de temps fin (à la seconde), nous préconisons l’utilisation d’un débitmètre électromagnétique. En revanche, pour cette même mesure, lorsqu’il s’agit de suivre une consommation quotidienne, l’installation d’un compteur volumétrique serait suffisante. Le choix de cette technologie a un impact fort sur d’autres critères, comme le coût et les contraintes d’installation.
  
• Pour une chaudière vapeur ayant un débit important la semaine et faible le week-end, la pose d’une mesure peut être complexe. Voici différentes solutions possibles : 
  • Installer un seul débitmètre à effet vortex permettrait de mesurer uniquement la partie haute de la plage de mesure, aucune valeur liée à la plage basse ne serait remontée. 
    
  • Installer un débitmètre déprimogène de type diaphragme (avec mesure de différentiel de pression) permettra quant à lui de mesurer la plage de mesure en très grande partie mais avec un pourcentage d’incertitude assez important sur les valeurs les plus faibles. 
    
  • L’idéal est donc ici d’avoir une double prise de différentiel de pression sur un diaphragme pouvant ainsi mesurer toute la plage de mesure, pour autant, cela représente un coût important. 

Pour chaque type d’équipement, plusieurs technologies sont généralement disponibles. Le choix de l’industriel dépend de plusieurs critères, notamment de son budget et de ses besoins spécifiques (précision requise, usage de l’équipement, etc.). 

Zoom sur les différentes fréquences d’acquisition de données.

Pour les industriels munis d’installations complexes, des mesures avec une fréquence d’acquisition élevée (à la seconde ou en temps réel) permettra une analyse plus fine des mesures et une meilleure compréhension des dérives. 

En revanche, si l’industriel souhaite une analyse plus macro et moins onéreuse, la remontée de données peut être moins fréquente (toutes les minutes, toutes les heures). Dans ce cas, on opte pour une technologie sans fil telle que LoRa.

Le plan de mesurage, une étape à ne pas négliger pour une mesure optimale

Le plan de mesurage est une étape indispensable pour définir une stratégie de collecte de données cohérente, pérenne et adaptée aux objectifs de performance énergétique. 

Réalisé par un expert en énergie, ce plan de mesurage guide les équipes techniques dans la compréhension des mesures existantes, et conseille la mise en place de nouveaux capteurs en tenant compte des critères et contraintes environnantes. In fine, il permet de garantir que les données relevées pourront à terme être centralisées, analysées et exploitées efficacement par un logiciel dédié pour un management de l’énergie robuste.

David Millot
Chef de projet

Les limites d’installation d’un logiciel EMS sans plan de mesurage, zoom sur un cas concret

“On a eu l’exemple d’une fromagerie qui avait installé de la mesure avant la réalisation d’un plan de mesurage. Durant la réalisation de ce dernier, on a réalisé plusieurs points problématiques. 

Dans un premier temps les mesures qui avaient été installées par un prestataire étaient fermées à la communication, c’est-à-dire que la fromagerie ne pouvait pas exploiter ses propres données sans travailler avec le logiciel de ce prestataire. L’usine était donc bloquée dans le choix de ses outils. Pour nous, il est pourtant essentiel que le client conserve la maîtrise de ses données et reste autonome dans ses choix. C’est ce qui lui permet de s’approprier et de faire évoluer sa démarche d’efficacité énergétique.”

Comment se déroule un plan de mesurage ?

Un expert technique fait le déplacement sur le site industriel. 

Objectifs ? Comprendre au mieux le fonctionnement du site, les usages énergétiques significatifs (UES), les enjeux et les besoins. 

A l’issue du plan de mesurage, sont rapidement identifiés : 

• Les prochains équipements/capteurs à installer pour faire remonter de nouvelles données ou optimiser la qualité des mesures déjà remontées.
  
• Les indicateurs clés à faire remonter pour un suivi d’énergie efficace.
  
• Les axes d’amélioration : Le manque de mesure sur des installations déjà équipées et les inexactitudes de mesures sont mis en lumière pour être palliés.  
  
• Le potentiel de valorisation des CEE (Certificats d’Economies d’Energie), afin d’aider au financement du projet de mise en place d’un logiciel EMS (uniquement valable dans le cas où le logiciel est installé).

Une fois ce plan de mesurage réalisé, un cahier des charges est construit. Les outils de mesure peuvent alors être mis en place pour optimiser le suivi énergétique. 

David Millot
Chef de projet

Je fais appel à des experts

Retour sur le plan de mesurage réalisé chez Saint-Gobain

“On a commencé par faire la visite des installations, comprendre les besoins du site pour après proposer une instrumentation logique. 

Saint-Gobain fabrique des réfractaires de four donc ils ont peu d’utilités mais de très grosses installations, et parmi elles, des process très consommateurs (fours à électrodes avec des auxiliaires : refroidissement d’huile, dépoussiéreur, etc.).

La finalité a donc été de prioriser la mesure de ces équipements là, principalement électriques. On a ensuite mis une deuxième priorité sur tous les usages liés au gaz à savoir les chaudières et le chauffage, car c’est un sujet important pour le client. 

Enfin, on a pu connaître la prime CEE possible sur ce site puis on a lancé le projet d’instrumentation qui a précédé l’implémentation de notre logiciel MyDametis. Désormais  toutes les données sont centralisées sur un même logiciel, le client peut les comparer pour optimiser le fonctionnement de sa production.” 

Comme le précise David, après le plan de mesurage, vient la phase d’instrumentation. Il faut installer les bons capteurs, les paramétrer et surveiller que les données, les indicateurs qu’ils remontent soient cohérents avec le fonctionnement de l’usine. 

Rémi Pelletier
Expert mesure

L’info en plus de notre expert !

“Pour s’assurer de conserver une donnée fiable au fil du temps, il est recommandé de réaliser des contrôles capteurs. Ils ne sont pas obligatoires mais sont fortement conseillés pour maintenir une démarche d’optimisation pérenne.” 

Une fois qu’on s’est assuré que l’ensemble fonctionne correctement, un logiciel prend le relais pour exploiter les données et accompagner le client dans sa démarche d’efficacité énergétique.

Cependant, il existe aujourd’hui une multitude de logiciels exploitant de la donnée sur le marché et faire un choix peut s’avérer complexe…

Exploiter les données remontées via un logiciel dans cadre d’une démarche d’efficacité énergétique

Une fois les données remontées, il faut les stocker et les analyser pour en tirer profit. 
Entre simple reporting ou implémentation d’un logiciel EMS ou EMOS, que faut-il choisir ? 

Le reporting 

Cette méthode se concentre uniquement sur la collecte des données historiques (via les factures, index de compteurs), le plus souvent centralisées sur Excel. 

Si cette méthode est simple à mettre en œuvre et peu coûteuse, elle est très chronophage et peu fiable sur le long terme.

Pour cause, les données énergétiques en industrie évoluent pour la majorité à la minute (voire à la seconde). Pour réaliser une analyse à peu près fiable, il faudrait une présence humaine constante dédiée à la saisie. En plus de cela, l’historisation de telles données via un unique fichier pose des problèmes de lourdeurs et l’industriel encourt un risque important de perte de données. 

Comment pallier cela ?

Le logiciel EMS (Energy Management Software)

Cet outil permet d’aller plus loin qu’un simple Excel. 

Relié à des capteurs dans l’usine, ce logiciel collecte et valide les données en temps réel pour ensuite les rendre visible via une interface unique.

Les industriels peuvent alors visualiser leurs données de consommation sous forme de tableaux de bords dynamiques. En suivant les bons indicateurs selon des pas de temps différents, il devient alors plus simple d’identifier des actions d’amélioration pour accroître ses performances. 

Comment aller encore plus loin ?

Le logiciel EMOS (Energy Management ans Optimization Software)

En termes d’optimisation des performances énergétiques et environnementales, l’EMOS est l’outil le plus puissant. S’il reprend les bases d’un EMS, cet outil va plus loin grâce à l’intelligence artificielle dont il est composé.  Il surveille, contrôle, optimise la production, les consommations et le stockage de l’énergie et de l’eau. En transformant les données en plan d’actions concret, il devient un allié redoutable dans l’amélioration des performances énergétiques et environnementales. Il peut être implémenté en complément des équipes sur place ou devenir un véritable relais pour les entreprises n’ayant pas désigné d’Energy Manager.