De nos jours, l’électricité est une source d’énergie essentielle à toutes les activités de nos sociétés telles que la transformation industrielle, les transports, les télécommunications ou les activités des ménages. Face à cette dépendance, la hausse des prix de l’énergie due à la crise russo-ukrainienne représente un véritable risque pour les entreprises et les particuliers. Les grands producteurs d’électricité suisses manquent actuellement de liquidité (rts.ch, 2022) et il est donc évident que les prix augmenteront. Cela devrait conduire à des difficultés pour tous les industriels et artisans dépendants de cette source d’énergie. Il est plus que jamais essentiel de comprendre les enjeux de la production d’énergie et d’adopter des comportements permettant de réduire la consommation et ainsi, notre dépendance.
Dans cet article, nous allons vous expliquer comment l’électricité est produite et utilisée dans le secteur industriel et de quelle manière les entreprises industrielles et artisanales peuvent gérer efficacement leur consommation.
1. Comprendre le fonctionnement de l’électricité
Cette source d’énergie est créée au niveau atomique grâce à l’attraction entre les protons et les électrons. En effet, l’électricité fonctionne en rassemblant des éléments conducteurs et en créant un flux de motifs de vol d’électrons (courant) à travers ces éléments. Les conducteurs doivent être entourés d’isolants afin que les électrons ne puissent aller que dans une seule direction. Une fois que la direction dans laquelle vont les électrons est contrôlée, l’énergie produite peut être utilisée pour alimenter ou charger n’importe quelles installations (moteurs électriques, pompes, chauffage, ordinateurs, smartphones, ampoules, etc.).
Pour mieux comprendre cette source d’énergie dite importante, il est essentiel de connaître le langage utilisé pour la décrire. On retrouve ainsi certains termes tels que :
- La résistance
Elle correspond à la vitesse à laquelle le conducteur déplace l’électricité dans le flux de courant. Parmi les conducteurs courants, on retrouve notamment le cuivre, le fer, l’or et d’autres métaux. Certains éléments sont de meilleurs conducteurs que d’autres. Plus un conducteur est lent à déplacer les électrons, plus il a de résistance. Plus un conducteur est rapide, moins il a de résistance. Le concept de résistance est utile lorsqu’on veut alimenter une installation qui ne peut gérer qu’une quantité limitée d’électricité. Lorsque la résistance n’est pas maîtrisée, cela peut conduire à la détérioration du récepteur. Une ampoule qui reçoit un flux d’électricité trop important peut ainsi éclater.
On parle aussi de résistances qui sont des objets fabriqués à partir d’un conducteur, qui a une résistance plus élevée que les fils du circuit et qui peuvent protéger les récepteurs (tels que les ampoules) en ralentissant l’électricité (donc le flux d’électrons).
- Le Courant continu et le courant alternatif
Il existe deux types de courant, le courant continu et le courant alternatif. Dans le courant continu (CC), la charge électrique (le courant) ne circule que dans un sens. En revanche, dans le courant alternatif (CA), la charge électrique change périodiquement de direction. C’est comme si les électrons avançaient puis reculaient dans le conducteur à une fréquence très élevée. Le courant alternatif, comme le courant continu, sont tous deux utilisés dans l’industrie. Le premier, est produit par un alternateur et il est généralement utilisé dans des systèmes de chauffage, de ventilation, etc. Le courant continu, quant à lui, est produit par des générateurs électroniques ou électrochimiques. L’alimentation en courant continu est beaucoup plus régulière en termes de tension, ce qui signifie que la plupart des appareils électroniques en dépendent et utilisent des sources d’alimentation en courant continu telles que des piles. Les appareils électroniques peuvent également convertir le courant alternatif des prises en courant continu à l’aide d’un redresseur, souvent intégré à l’alimentation de l’appareil. Un transformateur sera également utilisé pour élever ou abaisser la tension à un niveau approprié pour l’appareil en question.
- Les transformateurs
Les transformateurs sont utilisés pour augmenter ou diminuer la tension dans le courant alternatif. Ils peuvent fonctionner comme des résistances, mais ils peuvent aussi augmenter la tension si nécessaire.
2. Utilisation de l’électricité dans les industries suisses
Le secteur industriel Suisse utilise de grandes quantités d’électricité pour assurer la production de toute sorte de biens. Environ 30% de l’électricité consommée dans notre pays est le fait de l’industrie et des entreprises d’artisanat et la tendance à l’automatisation pousse naturellement à une hausse de la consommation (strom.ch, 2020). L’électricité est généralement utilisée dans ces secteurs pour faire fonctionner les entraînements de machines (moteurs électriques), les systèmes pneumatiques et hydrauliques, les équipements de chauffage, de refroidissement et de ventilation, les outils informatiques et d’automatisation, les lumières et l’équipement de bureau. Certaines industries, telles que la fabrication d’aluminium et d’acier, utilisent l’électricité pour la chaleur de traitement, et d’autres industries, telles que l’agroalimentaire l’utilisent pour refroidir, congeler et réfrigérer les aliments.
3. Gestion efficace de la consommation d’électricité dans le secteur industriel
Après les ménages, l’industrie et l’artisanat représentent les plus grands consommateurs d’électricité avec une part de 30% (strom.ch, 2020). Ils ont donc le plus à gagner avec la mise en œuvre de mesures d’amélioration en matière d’économie d’énergie.
Alors que certaines entreprises réduisent leurs coûts énergétiques en installant une production d’énergie renouvelable sur site, il existe des mesures d’économie d’énergie plus élémentaires. Celles-ci peuvent réduire considérablement vos dépenses d’électricité et améliorer l’efficacité énergétique globale de vos installations.
- Mettre en place une équipe de gestion de l’énergie
L’une des principales raisons pour lesquelles les initiatives d’économie d’énergie échouent est qu’il n’est pas clair à qui incombe la responsabilité de les gérer dans l’entreprise. La mise en place d’une équipe de gestion de l’énergie avec un représentant de chaque département peut fortement impacter la consommation finale. Il est également possible de motiver les équipes en offrant des bonus liés à la quantité d’énergie économisée.
- Effectuer un audit énergétique
Les audits énergétiques peuvent être effectués en interne à l’aide d’un guide d’audit énergétique et d’experts. Il est recommandé de faire appel à un spécialiste de ce type d’audits et d’impliquer les spécialistes techniques internes à l’entreprise pour identifier les potentiels d’économie les plus importants. Un audit énergétique quantifiera la quantité d’énergie consommée par chaque service, puis il aidera à identifier les heures de pointe de consommation et les principales sources de consommation évitable. Cela permet de formuler des recommandations d’améliorations de l’efficacité énergétique qui vous permettront de réduire vos dépenses énergétiques.
- Mettre en place une planification de l’utilisation des machines
Les renseignements recueillis lors de l’audit énergétique de vos installations vous permettent de déterminer quelles machines nécessitent le plus d’énergie pour fonctionner. Si possible, programmez le fonctionnement de ces machines en dehors des heures pleines (les heures les plus chères).
On retrouve habituellement parmi les machines qui consomment le plus d’électricité, les moteurs électriques et variateurs qui représentent généralement le quart de la consommation électrique d’une usine de fabrication. Consultez notre article sur la consommation énergétique des moteurs électriques pour en savoir plus.
- Planification des arrêts et des démarrages
Les arrêts programmés de l’atelier de production où toutes les machines sont éteintes pendant un certain temps (durant le week-end ou les périodes de repos) peuvent considérablement réduire la consommation. Pour savoir quand planifier ces arrêts, vous aurez besoin d’une visibilité sur les heures pleines et les heures creuses. De même, la mise sous tension de toutes les machines en même temps peut créer une forte augmentation de la demande énergétique de vos installations. Les plateaux de production doivent donc échelonner le démarrage des équipements pour réduire les pics.
- Optimiser les compresseurs d’air
Les compresseurs d’air industriels sont responsables de la consommation d’énormes quantités d’énergie. D’une part, certains sont mal conçus, tandis que d’autres sont mal entretenus, cela conduisant à des déperditions d’énergie due à un faible rendement énergétique. Une étude de Suisse Énergie montrait que 80% des coûts imputables aux installations de production d’air comprimé découlent de la consommation d’électricité durant l’exploitation alors que l’acquisition ne représente que 20%. L’optimisation d’une installation de taille moyenne représenterait un potentiel d’économie de 15 000 francs chaque année.
- Effectuer un audit du système CVC
Les systèmes CVC garantissent la qualité de l’air dans les locaux de production. Ils représentent une grande partie de la consommation totale d’énergie d’un bâtiment. De nombreuses variables déterminent l’efficacité d’un système CVC, y compris la conception du système, la méthode de fonctionnement et la maintenance.
Pour une meilleure efficacité du système CVC, plusieurs solutions s’offrent aux entreprises :
– Installer des thermostats programmables qui peuvent réduire la consommation énergétique jusqu’à 15%.
– Investir dans un système de ventilation à la demande qui régule l’admission d’air extérieur en fonction de la concentration de dioxyde de carbone d’une installation en raison du nombre d’employés à l’intérieur.
– Réparer et isoler les conduites et les bâtiments.
- Nettoyer et entretenir l’équipement
Le nettoyage régulier et l’entretien planifié de vos équipements électriques et mécaniques contribuent grandement à optimiser leurs performances et leur durée de vie, ce qui peut se traduire par une hausse de l’efficacité énergétique (pour plus d’informations, consultez notre article sur les 6 bonnes raisons de faire de la maintenance préventive sur vos équipements industriels). En effet, une installation propre et qui fonctionne bien, a généralement un meilleur rendement et conduit donc à une baisse de la consommation d’énergie.
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