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Efficacité Énergétique dans l’Industrie Efficacité et management énergétique: m

Efficacité Énergétique dans l’Industrie Efficacité et management énergétique: méthodologie et impacts socio- économiques En coopération avec: Soutenu par: www.renac.de 24-27 novembre 2014, Tunis, Tunisie À propos du tuteur Franck Daganaud est un ingénieur spécialisé en gestion de l’énergie dans l’industrie et les grands bâtiments. Il a réalisé des études dans le but de réduire la consommation et les coûts énergétiques de plus de 120 grands sites en France et à travers le monde. Son expérience couvre tous les principaux systèmes consommateurs d’énergie thermique et électrique. Ses conseils incluent non seulement la réduction de la consommation énergétique, mais aussi la gestion de la pointe www.renac.de consommation énergétique, mais aussi la gestion de la pointe ainsi que les systèmes de production efficaces tels que cogénération et biomasse. Travaillant directement pour ou en collaboration avec les fournisseurs d’énergie, il a amassé des connaissances spécifiques dans les programmes de maîtrise de la demande d’énergie, incluant les économies d’électricité, l’écrêtage des pics de charge, le stockage de froid, l’autoproduction d’énergie, etc. 2 Ordre du jours 1. Énergie: quelques définitions et notions de bases 2. Potentiel d’Efficacité Énergétique 3. Bénéfices et impacts de l’Efficacité Énergétique 4. Barrières, politiques d’Efficacité Énergétique et management de l’énergie 5. Réflexions/ Foire aux Questions ORDRE DU JOURS www.renac.de 5. Réflexions/ Foire aux Questions 3 ORDRE DU JOURS Définitions Plusieurs expressions: Efficacité Énergétique Utilisation Rationnelle de l’Énergie Maîtrise de l’Énergie (ANME en Tunisie, Ademe en France) Economies d’énergie En Anglais: www.renac.de En Anglais: « Energy efficiency »: le terme « efficiency » signifie aussi « rendement »: Rapport entre la production et la consommation énergétique: Moins d’apport énergétique à un processus ou un système pour le même travail / production signifie une efficacité énergétique plus importante (p.ex. amélioration du système de chauffage) [nombre sans dimension] Energy conservation: Réduction de la quantité d’énergie consommée pendant un processus ou par un système (p.ex. moins de consommation d’énergie grâce à l’amélioration de l’isolation d’un bâtiment) tout en réduisant la production. entrée sortie P P = η Efficacité Énergétique Définition: “L’efficacité énergétique est la capacité de fournir le même niveau de service énergétique (ou plus important), tel que le confort thermique, l’éclairage de haute-qualité, etc. tout en réduisant la consommation d’énergie et les coûts.” (PNUE) Cette définition, adaptée à l’industrie, signifie que l’efficacité énergétique n’est pas associée à une réduction de production ou baisse de la qualité des produits. Au contraire, l’efficacité énergétique peut aussi être un moyen de www.renac.de Source:RENAC produits. Au contraire, l’efficacité énergétique peut aussi être un moyen de mieux maîtriser les procédés. Consommation Niveau de services ECONOMIE (EFFICACITÉ) SACRIFICE (CONSERVATION) Les économies d’énergie ne sont pas des sacrifices Définitions Attention cependant à la confusion autour de MDE: Maîtrise de l’Énergie = efficacité énergétique Mais aussi Maîtrise de la Demande Électrique (en Anglais: Demand Side management): ensemble d’actions sur la demande électrique au profit du système électrique: réduction de la demande de pointe, déplacement de la consommation en heures creuses, autoproduction d’électricité, etc. Les actions de Maîtrise de la Demande Électrique ne sont pas toujours les plus efficaces en énergie et www.renac.de peuvent mener à une augmentation de la consommation L’efficacité énergétique peut souvent être atteinte de façon rentable ou bien avec un temps de retour sur investissement très court d’une à deux années en réduisant les besoins en énergies fossiles. L’Efficacité Énergétique peut être financée par la réduction de la facture Intensité énergétique: Le rapport entre l’apport en énergie à un processus et la production [dimensionnel] Exemples: consommation énergétique primaire par GDP, par unité produite, par kg, par m2, etc Définitions Outre la maîtrise des consommations d’énergie (combustibles fossiles, électricité), on peut inclure dans le concept d’Efficacité Énergétique: Le développement d’énergies renouvelables pour autoconsommation: Production électrique: solaire, hydro, éolien, etc. Production thermique: biomasse, solaire La cogénération, même si elle mène à une augmentation de la consommation www.renac.de La cogénération, même si elle mène à une augmentation de la consommation d’énergie dans l’entreprise, dès lors qu’elle présente un rendement suffisamment élevé Formes d‘énergie L’énergie peut exister sous formes diverses: Énergie de rayonnement: ex., rayonnement solaire; Énergie chimique: ex., le bois et le pétrole contiennent de l’énergie sous forme chimique. Plus le pouvoir de chauffe est important (pouvoir calorifique), plus la quantité d’énergie chimique contenue dans le matériau est importante; Énergie potentielle: ex., l’énergie d’un réservoir d’eau à une certaine hauteur; www.renac.de Énergie cinétique: c’est l’énergie contenue dans les forces en mouvement tels que le vent ou les cours d’eau; Énergie thermique ou chaleur: plus la température augmente, plus la quantité d’énergie présente sous forme de chaleur sera importante; Énergie mécanique, ou bien énergie de rotation, aussi appelée puissance à l’arbre: ceci est l’énergie d’un arbre d’entrainement en rotation; Énergie électrique: une dynamo, une génératrice ainsi qu’une batterie peuvent approvisionner en énergie électrique. Source:http://www.fao.org/docrep/u2246e/u2246e02.htm Deux principales formes d’énergie dans l’entreprise Énergie thermique Combustibles fossiles en chaudières : vapeur, eau chaude, fluide thermique Combustibles fossiles en usage direct: fours, séchoirs, chauffage radiant, etc. Parfois électricité (thermo-électricité) www.renac.de Énergie électrique Principalement pour alimenter des moteurs: pompes, ventilateurs, compresseurs, broyeurs, convoyeurs, etc. Éclairage Chauffage Autres (techniques de l’information, automatismes, etc.) Conversion énergétique « Utiliser » de l’énergie signifie toujours convertir une forme d’énergie en une autre. Ex. pompage d’eau en irrigation: « Générer » de l’énergie signifie aussi convertir de l’énergie d’une forme à une autre. Dire qu’un moteur diesel génère de l’énergie signifie que le moteur converti l’énergie chimique du pétrole en énergie mécanique. De plus, une éolienne génère de l’énergie puisqu’elle convertie l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique. Les cellules solaires photovoltaïques génèrent de l’énergie en convertissant l’énergie de Moteur diesel Pompe Combustible Énergie électrique Puissance potentielle de l’eau www.renac.de cellules solaires photovoltaïques génèrent de l’énergie en convertissant l’énergie de rayonnement en électricité. Les conversions d’énergie peuvent se produire d’une forme d’énergie vers pratiquement n’importe qu’elle autre. La conversion nécessaire dépend de notre objectif. Ex.: pour la production d’énergie, nous convertissons l’énergie potentielle de ressources hydrauliques en énergie mécanique, alors que, pour l’irrigation, nous faisons l’inverse. Dans le cas de cellules photovoltaïques, nous convertissons l’énergie de rayonnement en électricité, tandis que les ampoules font l’inverse. 10 Source:http://www.fao.org/docrep/u2246e/u2246e02.htm Énergie et puissance Énergie et puissance sont liés mais sont des concepts totalement différents. Un réservoir de pétrole contient une certaine quantité d’énergie. La combustion de ce pétrole dure un certain temps, et ainsi, nous convertissons cette énergie contenu dans le pétrole en énergie mécanique, pour éventuellement alimenter une voiture. www.renac.de La puissance est l’énergie générée par unité de temps. Le processus de combustion peut être plus ou moins rapide. Dans le cas d’une combustion rapide, plus de puissance est générée. Évidemment, le réservoir sera plus rapidement vide dans le cas d’une production de puissance élevée comparé au cas où une faible puissance est générée. Si la puissance équivaut à l’énergie par unité de temps, alors l’énergie est égale à la puissance multipliée par l’unité de temps. Ex. Ampoule 18 W, utilisée 8 h par jours, 300 jours par année 11 Énergie et puissance Exemple d’application pour une chaudière : Puissance moyenne d’une chaudière qui a fonctionné 5000 h sur l’année et a consommé 1 million de kWh? Quel est le taux de charge moyen de cette chaudière si sa puissance nominale est 1 000 kW? www.renac.de Unités de mesure Force 1 N = 1 kgm/s² Énergie, travail 1 J = 1 kgm²/s² = 1 Nm Puissance 1 W = 1 J/s = 1 Nm/s NB. Énergie est souvent exprimée en kWh! Le kilowattheure (symbolisé kWh) est une unité d’énergie équivalent à un kilowatt (1 kW) de puissance dépensé www.renac.de équivalent à un kilowatt (1 kW) de puissance dépensé pendant une heure. L’énergie peut aussi être exprimée en Calorie! 1 cal = 4.1868 J Capacité calorifique spécifique J/(kgK) or J/(m³K) Pouvoir calorifique Kcal/kg or MJ/kg Poids spécifique N/m³ Densité kg/m³ Coefficient de conductivité thermique W/(mK) Coefficient de transfert thermique W/(m²K) Facteurs de conversion Énergie, travail kJ kWh kcal kJ 1 0.2778 238.8 kWh 3600 1 860 kcal 4.1868 0.001163 1 Puissance kW Kcal/h HP 1 kW 1 860 1.34 1 kcal/h 0.0011628 1 0.00158 www.renac.de 1 kcal/h 0.0011628 1 0.00158 1 HP 0.745 632 1 Joule: unité internationale 1 calorie: quantité d’énergie pour chauffer 1 g d’eau de 1°C = 4,18 J 1 thermie : 1 Mcal 1 tep (tonne équivalent pétrole) = 10 000 Mcal Pouvoir calorifique des combustibles Pouvoir calorifique: Quantité de chaleur produite par la combustion de l'unité de masse ou de volume, selon que le combustible soit solide, liquide ou gazeux Distinguer entre: PCS: pouvoir calorifique supérieur, incluant chaleur latente de la vapeur d’eau PCI: pouvoir calorifique inférieur www.renac.de PCI: pouvoir calorifique inférieur Énergie primaire La consommation uploads/Industriel/ efficacite-et-management-energetique-methodologie-et-impacts-socioeconomiques.pdf