Efficacité énergétique dans le secteur de l’industrie

Efficacité énergétique dans le secteur de l’industrie
Efficacité énergétique dans le secteur de l’industrie

Le Maroc a lancé depuis plusieurs années plusieurs programmes de développement durable qui tendent à optimiser davantage ses ressources énergétiques locales et durables avec le développement d’une stratégie d’efficacité énergétique ambitieuse et volontaire dans les différents secteurs productifs et énergivores dont le Transport, le Bâtiment, l’Industrie, l’Eclairage public et l’Agriculture.

L’industrie représente en effet plus de 22% de la consommation énergétique totale et la réduction de la consommation énergétique nationale serait de 17% dans l’industrie à l’horizon 2030. Les combustibles produits pétroliers représentent près de 70% de la consommation finale du secteur industriel. Le secteur de l’Agro-alimentaire est le deuxième consommateur d’énergie après le secteur des matériaux de construction. Les autres principaux secteurs consommateurs d’énergie et dont le potentiel d’économie d’énergie reste important pour la compétitivité industrielle nationale sont principalement le secteur Textile (principalement de l’électricité), le secteur minier et la transformation des métaux.

L’AMEE a d’abord lancé au début de l’année 2013 les Etats Généraux de l’Efficacité Energétique, un débat national participatif, inclusif et transparent à grande échelle et qui a abouti à l’élaboration d’une vision nationale d’efficacité énergétique à l’horizon 2030, et les plans d’actions associés à court, moyen et long terme. Cette consultation a associé l’ensemble des acteurs concernés au niveau national : l’Etat, les collectivités locales, le secteur privé, la société civile et les syndicats des secteurs concernés (bâtiment, éclairage public, industrie, transport, agriculture), des juristes, des scientifiques et des experts nationaux et internationaux.

L’industrie au Maroc est répartie entre deux grandes catégories d’industries:

  • Industrie Grande Consommatrice d’Énergie (IGCE): dans cette catégorie sont classées l’industrie sucrière, le ciment, le papier, la pâte à papier, les matériaux de construction, les sidérurgies le phosphate, les acides et les engrais. Pour ces industries, le paramètre énergie est déterminent dans le coût de production.
  • Industrie Légère Consommatrice d’Énergie (ILCE) : cette catégorie regroupe les industries agro-alimentaires, textile et cuir, autres & bâtiment et travaux publics, chimie parachimie, industrie mécanique, métallurgique et électrique, et divers. Pour ce type d’industries légères ou diffuses le paramètre énergie est souvent moins déterminant dans la fonction de coût de production.

Le pourcentage d’économie d’énergie potentiel dans la grande majorité des entreprises industrielles peut aller de 10 à 48%. Ce qui justifie l’adoption des mesures, non seulement en raison de leur impact économique, mais également en raison de la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

AUDIT ENERGETIQUE OBLIGATOIRE

L’audit énergétique obligatoire, publié au B.O le 2 mai 2019, s’applique aux consommateurs dont la consommation finale totale d’énergie exprimée en tonne équivalent pétrole (tep) est supérieure à :

  • 1500 tep/an pour les entreprises et les établissements relevant du secteur de l’industrie y compris les entreprises et les établissements de production d’énergie,
  • 500 tep/an pour le secteur tertiaire (les secteurs du tourisme, de la santé, de l’éducation, de l’enseignement, du commerce et des services), les entreprises et les établissements de transport et de distribution d’énergie et pour les personnes physiques.

Considérant les articles de ce décret, les entreprises industrielles dont la consommation énergétique finale totale dépasse les 1500 tep sont tenues de déclarer leur consommation à l’Agence Marocaine pour l’Efficacité Energétique et d’établir donc un audit énergétique

Exemple de Mesures d’efficacité énergetique :

Les principaux résultats des différents audits réalisés ont permis de mettre en exergue plusieurs mesures d’économie d’énergie comprenant des recommandations et de mesures ne nécessitants pas d’investissements, des actions ne nécessitant que de faibles investissements et quelques actions de plus grande envergure. Les résultats de ces audits ont mis en relief également, l’importance de l’utilisation des énergies renouvelables, elles concernent l’installation des chauffe-eau solaires pour le préchauffage ou le chauffage de l’eau, des toitures solaires photovoltaïques pour la production de l’électricité et l’installation des lampadaires économes en énergie pour l’éclairage extérieure.

Exemple des actions d’économie d’énergie recommandées aux industrielles :

Poste consommateur d’énergie Recommandations de mesures d’efficacité énergétique

Le Compresseur

Le compresseur utilisé pour générer et traiter l’air comprimé représente une part importante mais nécessaire de la charge électrique dans la plupart des installations industrielles. Les fuites d’air comprimé constituent la principale et la plus courante cause des coûts excessifs, représentant généralement environ 70% du gaspillage total. Les pertes d’énergie dans un système d’air mal entretenu découlent du besoin de fournir une énergie supplémentaire pour pallier à l’inefficacité du circuit.

compresseur

Système de production d’air comprimé

– Colmater les fuites d’air comprimé ; – Mettre fin aux utilisations inutiles – Contrôler le taux de charge des compresseurs – Bien dimensionner le ballon de stockage d’air comprimé – Installer le système variation de vitesse en cas de régime variable – Réduire au maximum la pression de la conduite principale. – Éviter de réduire la pression au point d’utilisation finale, séparer les grandes utilisations de faible pression et fournir séparément de l’air à basse pression. – Veiller à ce que les compresseurs fonctionnant à vide soient arrêtés rapidement. – Optimiser l’installation de compresseurs en utilisant des réservoirs de la bonne taille, des régulateurs de puissance appelée et un dispositif de contrôle général du système. – S’assurer que l’air aspiré est aussi froid et sec que possible – utiliser de l’air provenant de l’extérieur pendant les saisons froides. – Opter pour la forme de récupération de chaleur la plus simple possible au niveau du système de refroidissement de l’air sortant des compresseurs par eau ou par air. – Envisager de remplacer le compresseur par un appareil plus adéquat, plus récent et plus efficace.

La Ventilation et le Pompage

Le système de ventilation et celui du pompage présentent de nombreuses caractéristiques semblables et peuvent donc être analysés, d’un point de vue énergétique, de façon similaire. Tous deux sont actionnés par un moteur, directement ou au moyen d’une courroie ou d’une boîte à engrenages.

la ventilation

– Contrôler les heures de fonctionnement des ventilateurs et des pompes au moyen d’une commande automatique. – Éliminer l’étranglement comme moyen de contrôle du débit. – Pour les systèmes de ventilateurs ayant besoin d’un débit fixe, réduire le débit en fonction du besoin – Pour les systèmes de ventilateurs ou de pompes dont le débit requis varie, modifier le débit – Assurer un entretien adéquat des ventilateurs et des pompes : Lubrification, Courroie et poulies, Nettoyage et remise en état des pompes et des ventilateurs

Les systèmes de réfrigération

Les systèmes de réfrigération sont relativement complexes, et leur rendement dépend des conditions de fonctionnement. Bien que la cote d’un système soit établie pour une charge de refroidissement nominale ou maximale donnée, le système fonctionne généralement pendant la majeure partie de sa durée de vie utile à une fraction de

Les systèmes de réfrigération

cette puissance, ou à charge partielle. L’efficacité d’un système de refroidissement peut varier considérablement en fonction de la charge, selon la méthode de réglage de la puissance frigorifique employée. Par conséquent, il est important d’évaluer le rendement et l’efficacité d’un système pour toute la plage de charges réelles.

– Adopter des pratiques d’économie au point d’utilisation finale pour réduire au maximum la charge de refroidissement. – Calibrer les commandes et régler les températures aux plus hauts degrés acceptables. – Éviter si possible un chauffage et un refroidissement simultanés. – Éviter le recours à la dérivation des gaz chauds pour régler la puissance – Veiller à ce que les commandes de dégivrage soient bien réglées et revoir régulièrement le réglage. – S’assurer que les surfaces d’échange thermique sont nettoyées et entretenues régulièrement. – Réduire les températures de condensation en assurant une libre circulation de l’air autour des unités de condensation et des tours de refroidissement. – Veiller à ce que les tours de refroidissement soient bien entretenues afin d’obtenir la température de l’eau la plus basse possible. – Remplacer les compresseurs par des unités à haut rendement – Utiliser le stockage frigorifique pour optimiser le fonctionnement des systèmes de refroidissement par l’achat d’électricité pendant les heures creuses. – Utiliser des désurchauffeurs pour récupérer la chaleur rejetée par les condenseurs. – Envisager d’exploiter la capacité de refroidissement naturel directement de l’air froid ambiant (ex., en hiver)

Les systèmes CVC

Les systèmes CVC sont conçus pour offrir aux occupants un environnement confortable, sûr et productif sous la forme d’une

Les systèmes CVC

température confortable et d’une ventilation et d’un taux d’humidité adéquats.

– Programmer les systèmes ou la température en fonction de l’occupation et de l’air extérieur. – S’assurer que la température et l’humidité fournies ne sont pas beaucoup plus élevées que celles qui sont requises. – Envisager des commandes numériques directes qui offrent un contrôle plus souple des charges – Utiliser des variateurs de vitesse – Installer des unités locales de traitement d’air (ex., assainisseurs d’air électroniques, filtres à charbon actif à absorption d’odeur, filtres à haut rendement) pour réduire le besoin d’évacuation générale. – Vérifier régulièrement les points d’entretien mécanique (ventilateurs, paliers, alignements, etc.) – S’assurer que les filtres à air et les conduits sont propres. – Isoler le système de distribution – conduits, système de gaines. – Récupérer la chaleur et l’air frais rejetés.

Les chaudières

Les chaudières sont utilisées pour produire de la vapeur et de l’eau chaude en vue de satisfaire les besoins des procédés. Le rendement de ces chaudières varie grandement selon la charge. Par conséquent, il est important d’évaluer et d’optimiser le rendement de l’installation de chaudières pour toute la plage de charges réelles imposées.

Chaudière

– S’assurer que la température de la chaudière et la pression de fonctionnement ne sont pas bien plus élevées que le besoin le plus grand. Fonctionner à la température ou à la pression la moins élevée possible. – Réduire au maximum le besoin de demeurer en position d’attente pour les chaudières. – Réduire au maximum les variations de charge et prévoir la demande dans la mesure du possible. – Adapter les calendriers et la fréquence des purges de la chaudière en fonction des exigences de la charge et de la composition chimique de l’eau. – Vérifier régulièrement le rendement de combustion et celui de la chaudière. – Vérifier et adapter régulièrement les niveaux d’air excédentaire. – Vérifier et adapter régulièrement les procédures de traitement de l’eau. – Veiller à ce que les assemblages et les commandes du brûleur soient ajustés et calibrés. – Maintenir en bon état les joints, les conduits d’air, le collecteur de fumée et les portes d’accès pour assurer l’étanchéité à l’air. – S’assurer que l’isolation de la chaudière et des conduits répond aux normes. – Déplacer la prise d’air comburant pour tirer parti de la chaleur perdue afin de préchauffer l’air comburant. – Récupérer la chaleur provenant de la purge de la chaudière.

Le Circuit Vapeur

La vapeur dans l’industrie est souvent utilisée comme agent de transfert de chaleur de la chaudière à son point d’utilisation finale. Ces caractéristiques avantageuses comme caloporteur (capacité élevée de transfert de chaleur) rendent aussi son système de distribution vulnérable aux pertes et aux gaspillages d’énergie. Les

Le circuit vapeur

systèmes d’approvisionnement en vapeur et de retour des condensats requièrent une inspection et un entretien réguliers (et parfois, un travail de détection) afin de minimiser ou éliminer ces pertes.

– S’assurer que la température de la chaudière et la pression de fonctionnement ne sont pas beaucoup plus élevées que le besoin maximal. – Assurer une taille adéquate des tuyaux pour éviter des pressions d’alimentation excessives visant à surmonter les chutes de pression. – En cas d’utilisation indirecte de la vapeur, s’assurer que l’échangeur de chaleur est ajusté en fonction de la charge – Vérifier régulièrement la tuyauterie des réseaux de vapeur et de condensats afin de déceler les fuites et de les réparer. – Déceler et réparer les purgeurs de vapeur défectueux. – Fermer l’alimentation en vapeur de l’équipement non utilisé. – Réviser les postes de détente. – Vérifier et ajuster régulièrement les procédures de traitement de l’eau. – Isoler les tuyaux, les brides, les raccords et les équipements non isolés. – Renvoyer le maximum de condensats à la bâche alimentaire de la chaufferie. – Nettoyer régulièrement les surfaces d’échange thermique.

Les fours, sécheurs et fours de cuisson

Les fours, sécheurs et fours de cuisson sont utilisés dans des applications diverses comme la fonte de métal, le séchage du bois, l’évaporation de l’eau et la fabrication de chaux, de briques et de céramiques. Certaines installations sont construites et exploitées uniquement pour les besoins d’un procédé de fabrication utilisant la chaleur. Par conséquent, le four peut être le plus gros consommateur d’énergie. Les entreprises industrielles ne sont pas équipées que d’un seul compteur général installé au niveau des postes de transformation ou de production de l’énergie.

Les fours de cuisson

Ce compteur mesure sa consommation globale. Avec un seul compteur il est impossible de réaliser la cartographie énergétique détaillée et suivre la consommation énergétique à temps réel des différents niveaux ou spécifiquement la consommation des équipements énergétivores (trois niveaux : 1, 2 et 3).

– S’assurer que la température de traitement n’est pas beaucoup plus élevée que la valeur requise. – Fonctionner à la température et au débit d’air les plus bas possible. – Dans un système étagé, placer les brûleurs en ordre séquentiel en ligne pour suivre la demande de chaleur. – Réduire au maximum la nécessité pour les fours de demeurer en position d’attente. – Réduire les variations de charge et planifier la production afin d’optimiser, dans la mesure du possible, l’utilisation de la capacité du four, du sécheur ou du four de cuisson. – Examiner les procédures de l’opérateur pour s’assurer que ses pratiques occasionnent une consommation minimale d’énergie. – Vérifier régulièrement le rendement de combustion. – Vérifier et adapter régulièrement les niveaux d’air excédentaire. – Garder les assemblages et les commandes du brûleur ajustés et calibrés. – Maintenir en bon état les joints, les conduits d’air, le collecteur de fumée et les portes d’accès pour assurer l’étanchéité à l’air. – Déplacer les prises d’air pour s’assurer que les fours de cuisson utilisent l’air le plus sec possible. – S’assurer que l’isolation de la surface est conforme à la norme. – Installer des commandes électroniques pour contrôler la combustion et la température. – Déplacer la prise d’air comburant pour tirer parti de la chaleur résiduelle afin de préchauffer l’air comburant. – Installer un économiseur sans condensation pour recueillir la chaleur dans les gaz de combustion. – Installer un condenseur de gaz de combustion pour récupérer de la chaleur additionnelle dans les gaz de combustion. – Récupérer la chaleur résiduelle issue du refroidissement du produit.

L’optimisation de la facture énergétique ne peut pas être réalisée sans la mesure de la consommation énergétique réelle d’une installation. La mesure constitue donc la base pour optimiser la consommation énergétique des installations, superviser les réseaux de distribution et répartir les coûts de manière équitable. En conséquence, la mesure doit être considérée comme le garant d’une efficacité énergétique pérenne et efficace (gérer pour réduire la facture). La mise en place d’un système de mesure global fournira les données nécessaires pour enregistrer et analyser la situation en temps réel et agir au besoin.

Le système de gestion globale et automatisée de l’énergie permettra une gestion analytique des consommations (refacturation, répartition par centre de coût) en vue d’atteindre un certain nombre d’objectifs :

  • Réduction de la facture énergétique,
  • Maîtrise des coûts de non qualité,
  • Maintenance préventive,
  • Sensibilisation aux dépenses énergétiques..

Les audits énergétiques nous fournissent l’état énergétique des entreprises industrielles ainsi que les solutions pour réaliser des économies d’énergie. Les actions d’économies d’énergies dégagées par ces audits constituent la matière première et utile pour la mise en place du Système de Management de l’énergie ISO 50001 qui peut permettre d’arriver à des économies d’énergies de 15% à 25%, complété par les mesures spécifiques qui ont permis des économies de 5 à 10%.

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