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Audit énergétique Objectifs de l’enseignement : Présenter les outils pour réali

Audit énergétique Objectifs de l’enseignement : Présenter les outils pour réaliser un audit énergétique et permettre aux étudiants d’acquérir lesconnaissances nécessaires pour réaliser des audits énergétiques dans différents secteurs d'activité. Connaissances préalables recommandées : Thermodynamique, transfert thermique, Machines thermiques Contenu de la matière : Chapitre 1. Généralité sur l’énergie (2 semaine) Types et sources d’énergie Transport de l’énergie Système Algérien de Tarification de l’énergie (électrique et thermique) Législation Algérienne et obligation d’audit énergétique Chapitre 2 : Audit énergétique (4 semaines) Secteur industriel Secteur tertiaire Secteur du bâtiment Chapitre 3 : Méthodologie de l’audit énergétique (4 semaines) • Audit préliminaire • Audit détaillé • Préconisation des solutions d’économie d’énergie • Chiffrage des solutions et temps de retour • Rédaction du rapport d’audit Chapitre 4 : Implantation d’un système de management de l’énergie (2 semaines) La norme ISO 50001 Chapitre 5 : Etude de cas (3 semaines) Mode d’évaluation : Contrôle Continu : 100% Références : L'audit énergétique, P-A Bernard, 1995 Guide technique d’audit énergétique, K. Moncef et M. Dominique, 2016 Bilans matières et énergétiques, G. Henda, 2012 www.aprue.org.dz • Définitions de l’énergie : • En science physique, l'énergie, mesurée en joules, est une mesure de la capacité d'un système à modifier un état, à produire un travail entraînant un mouvement, un rayonnement électromagnétique ou de la chaleur. L’énergie se manifeste de multiples façons, on distingue plusieurs formes d’énergies dans la nature, • Les énergies sont classées en fonction de leur source. On peut parler des énergies fossiles ( charbon , pétrole, gaz…) , de l'énergie nucléaire qui provient de réactions nucléaires ; encore les énergies renouvelables, qui sont naturellement régénérées comme l'énergie solaire ou l'énergie éolienne, géothermique, hydraulique. • Les énergies sont également parfois classées en fonction de leur source. • On peut parler des énergies fossiles - tirées du charbon ou du pétrole, par exemple. • L'énergie nucléaire - qui provient de réactions nucléaires -, • ou encore des énergies renouvelables, qui sont naturellement régénérées comme l'énergie solaire ou l'énergie éolienne • Lorsque l’on veut utiliser de l’énergie, dans les plus part des cas on ne peut pas le faire sous sa forme primaire, il faut la transformer ; La transformation nécessite l’utilisation de procédés et technologies plus ou moins sophistiqués. Les énergies de transformation de base sont : l’énergie mécanique, thermique et électrique. • L’énergie mécanique : c’est en fait la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle ; on la retrouve dans l’industrie, dans l’usage domestique et les transports. • L’énergie thermique : c’est la manifestation de l’énergie sous forme de chaleur, on l’utilise dans l’industrie, dans l’usage domestique, le chauffage, la cuisson et les services. • L’énergie électrique : est une énergie utilisée sous forme de courant électrique, dans le domaine industriel, l’usage domestique, les services, l’éclairage et la climatisation. Unités de mesure : L’unité de base de mesure de l’énergie est le joule J. Le Joule est l’unité de travail, d’énergie et de quantité de chaleur. Le Joule est le travail produit par une force de 1 newton dont le point d’application se déplace de 1 mètre dans la direction de la force. Ses multiples sont largement utilisés : le kilojoule (KJ), le mégajoule (MJ), le gigajoule (GJ). Le Wattheure (Wh) qui est l’unité de mesure d’énergie électrique. Énergie = Puissance x Temps Unités de mesure • La Puissance : Rapport de l’énergie transmise, dans un intervalle de temps. L’unité de puissance dans le système SI est le watt. 1Watt =1J/1s. • Cheval-vapeur (Ch) : Unité de mesure de puissance égale à 75 kilogrammes par seconde, soit environ 736 watts. Unités de mesure • Tep (Tonne équivalent pétrole) : Unité commerciale adoptée couramment dans les bilans énergétiques, la tep a concurrencé la tec avec le développement de l’emploi des produits pétroliers. La tonne équivalente (tep) qui est a plus adaptée pour effectuer des comparaisons entre différentes formes d’énergie, est l’énergie contenue dans 1tonne de pétrole (1tep =10000 th = 7,5 bari1 , 1baril =159 litres ). Unités de mesure Pour mesurer la quantité de chaleur : On a : la Calorie (Cal ), la thermie (Th) , la British Thermal Unit (BTU) La calorie : quantité de chaleur nécessaire pour augmenter de 1°la température de 1g d’eau à la pression atmosphérique. 1cal = 4,185 J 1Th = 1000 Kcal = 1000 000 cal =10-4 tep 1BTU = 1055 J 1.2.1 Equivalences énergétiques: 1 joule (J) 1Ws 4,1868 cal 1 kilowattheure (kWh) 3600000 joule 1tonne d’équivalent pétrole (tep) 42 GJ 1,433 tec 1tonne d’équivalent charbon (tec) 29,3GJ 0,697 tep 1000 m3 de Gaz Naturel 36 GJ 0,857 tep 1000 kWh(équivalent calorifique) 3,6GJ 860 thermie; 0,086 tep 1baril 159 litres 0,14 tep 1tonne de pétrole brut 7,4 baril de pétrole brute en énergie primaire 7,8 baril de pétrole raffinée KJ kWh Cal Th Tep Btu 1kJ 1 0,27778.10-3 238,92 0,23892.10-3 23,892.10-9 0,94786 1kWh 3,6 1 860,11.103 0,86011 86,011.10-6 34113 1cal 4,1855.10-3 1,1626.10-6 1 10-6 10-10 0,00396 1th 4,1855 1,1626 106 1 10-4 3968 1tep 4,1855.107 11626 1010 10000 1 3968.104 1Btu 1,055 2,930.10-4 252,4 2,52.10-4 2,52.10-8 1 1.2.2 Les unités principales d'énergie : 1.2.3. Pouvoir Calorifique: Quantité de chaleur dégagée par la combustion complète de l'unité du combustible considéré, la notion de pouvoir calorifique ne s'applique donc qu'aux combustibles. le Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS) : qui donne le dégagement maximal théorique de la chaleur lors de la combustion , y compris la chaleur de condensation de la vapeur d'eau produite lors de la combustion , le Pouvoir Calorifique Inferieur (PCI) : qui exclut de la chaleur dégagée de la chaleur de condensation de l'eau supposée restée à l'état de vapeur à l'issue de la combustion, Le calcul de chaleurs dégagées par la combustion des différents combustibles, sera fait à partir des pouvoir calorifique inférieur tirés du tableau ci-dessous, de même pour les facteurs d’émission pour déterminer l’impact sur l’environnement. Transport de l’énergie • Lorsque la production d'énergie est fluctuante, la nécessité d'un stockage de l'énergie s'impose : il faut en effet garantir à tout moment un équilibre entre la consommation et l'énergie disponible. • Pour les combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) et l'uranium, les zones de consommation sont le plus souvent très éloignées des zones de production. Cela impose des transports sur des distances souvent très importantes. Le mode de transport utilisé (bateaux, pipelines...) dépend de la ressource énergétique transportée mais aussi de la distance à parcourir. L'avantage de ces ressources, c'est qu'elles sont facilement stockables dans les zones d'utilisation. Transport de l’énergie • Pour l'électricité le problème est différent car il s'agit d'une énergie difficilement stockable à grande échelle mais est très facilement transportable. Sa distribution nécessite un réseau des lignes qui sont constituées de câbles conducteurs imparfaits ces câbles transportant l’énergie électrique sur une longue distance, de la centrale de production jusqu’aux étages de transformation, on élève la tension pour faire baisser l’intensité et donc l’énergie perdue. • L’électricité produite n’est pas stockable : elle est consommée instantanément ou est perdue. Formes de stockage de l’énergie Le stockage de l’énergie électrique est possible si on la transforme en une autre énergie stockable. 1.4.1 Stockage mécanique Un exemple de stockage mécanique pour contourner la difficulté de stocker directement l’énergie électrique on passe par une étape intermédiaire qui consiste à la convertir en une énergie mécanique potentielle que l’on donne à un fluide stockable (eau, gaz, vapeur d’eau, air comprimé, etc.), pendant une durée déterminée, et ensuite de reconvertir cette énergie mécanique en énergie électrique dans une turbine dédiée au fluide entraînant un alternateur. Formes de stockage de l’énergie • 1.4.2 Stockage chimique Les piles et les accumulateurs permettent la conversion de l’énergie chimique en énergie électrique. Les piles au lithium de petite taille sont très utilisées dans notre vie quotidienne pour alimenter en énergie électrique nos appareils électroniques : téléphones, ordinateurs, outillage portatif. La pile à hydrogène est une pile à combustible utilisant le dihydrogène et le dioxygène. Il s’agit d’une combustion de dihydrogène et de dioxygène, avec production simultanée d’électricité, d’eau et de chaleur, on dispose de deux électrodes l’anode et la cathode séparées par un électrolyte (milieu bloquant le passage des électrons mais laissant circuler les ions). Système de tarification en Algérie Une facture HT Un client alimenté en Haute Tension doté du tarif 31. Les taxes : Redevance fixe étant de 421 177,73 selon le tarif 31 Taxe sur consommation d’énergie est fixé de 0,02 DA/kWh Taxe sur la valeur ajoutée (TVA) égale à 7% Contribution aux coûts permanents du système est de 0,75c DA,kWh (valeur déjà incluse dans le montant global PU ) Chapitre 2 : Audit énergétique • 2.1. Définition On entend par audit énergétique, toute opération de diagnostic de la consommation d’énergie au sein de l’établissement à travers la réalisation de recherches, d’études et de contrôles visant à évaluer le niveau de performance énergétique de l’établissement, à analyser les insuffisances, les causes et à proposer les actions correctives. Dans les législations Algérienne l’audit énergétique est défini dans le décret exécutif 05-495 26 décembre 2005 comme : • Art. 2. - uploads/Finance/ auditccc.pdf