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Efficacité Energétique dans le secteur industriel Manuel de l’élève Edition FR

Efficacité Energétique dans le secteur industriel Manuel de l’élève Edition FR 1.0 - Octobre 2010 Vérifier le site internet du projet IUSES : www.iuses.eu pour les mises à jour des versions. Responsabilité Ce projet a été co-financé par la Commission Européenne. Cette publication ne reflète que l’opinion des auteurs. La Commission ne peut pas être tenue pour responsable de toute utilisation pouvant être fait des informations qui y figurent. La version française de ce manuel a été développée avec le soutien de: Auteurs: Tadhg Coakley (Clean Technology Centre - Cork Institute of Technology ), Noel Duffy (Clean Technology Centre - Cork Institute of Technology ), Sebastian Freiberger (Stenum), Johannes Fresner (Stenum), Jos Houben (University of Leoben), Hannes Kern (University of Leoben), Christina Krenn (Stenum), Colman McCarthy (Clean Technology Centre - Cork Institute of Technology ), Harald Raupenstrauch (University of Leoben) Traduction et adaptation: Anne-Sophie Masure, Emmanuelle Geffriaud, Vincent Macris, Vivien Fauvel (Prioriterre) Layout Fabio Tomasi (AREA Science Park) A propos de ce manuel IUSES Ce manuel a été élaboré dans le cadre de IUSES- Utilisation intelligente de l'énergie à l'école, projet financé par la Commission européenne avec le programme «Énergie intelligente pour l'Europe. Les partenaires du projet sont: AREA Science Park (Italie) CERTH (Grèce), CIRCE (Espagne), Clean Technology Centre - Institut de technologie de Cork (Irlande), Enviros sro (République tchèque), IVAM UvA (Pays-Bas), Centre d'éducation des adultes Jelgava (Lettonie), Prioriterre (France), Centre des sciences de Immaginario Scientifico (Italie), Slo- venski E-forum (Slovénie), Stenum GmbH (Autriche), de l'Université "Politehnica" de Buca- rest (Roumanie), Université de Leoben (Autriche), Université de Rousse (Bulgarie) Droits d’auteur Ce livre peut être copié et distribué librement, à condition de toujours inclure la présente note également le droit d'auteur, même en cas d'utilisation partielle. Les enseignants, formateurs et tout autre utilisateur ou le distributeur doit toujours citer les auteurs, le projet IUSES et le pro- gramme Énergie intelligente pour l'Europe. Le livre peut aussi être traduit librement dans d'autres langues. Les traducteurs doivent inclure la présente note de droit d'auteur et envoyer le texte traduit aux coordinateurs du projet (iuses@area.trieste.it), qui les publiera sur le site Web du projet IUSES pour une distribution par téléchargement libre. . I 1 IUSES—Efficacité Energétique dans le secteur industriel Table des matières …………………………………………………… PRÉFACE.......................................................................................................................... 3 CHAPITRE 1 : INTRODUCTION AU CONCEPT D’ENERGIE .............................. 5 Qu’est-ce que l’énergie ? ........................................................................................... 5 Les problèmes concernant l’énergie......................................................................... 5 Les sources d’énergies................................................................................................ 5 La consommation d’énergie ...................................................................................... 6 Énergie et puissance................................................................................................... 8 Puissance humaine ..................................................................................................... 8 CHAPITRE 2 : LES SOURCES D’ENERGIE ............................................................ 11 Inconvénients des sources d’énergie non renouvelables (fossiles et nucléaires). 14 Énergies renouvelables ............................................................................................ 15 Utilisation des énergies renouvelables dans l’industrie ........................................ 16 CHAPITRE 3 : LA TRANSFORMATION DE L’ENERGIE ET SON UTILISATION DANS L’INDUSTRIE.................................................................................................... 19 3.1 Conversion de l’énergie (vecteurs d’énergie).......................................................... 19 Types d’énergies et caloporteurs ............................................................................ 19 Production de combustible...................................................................................... 20 Production d’électricité ........................................................................................... 20 Centrales à cycle combiné ....................................................................................... 21 Centrales à production combinée ........................................................................... 21 Bilans énergétiques nationaux et intensité énergétique........................................ 23 3.2 Utilisations finales de l’énergie dans l’industrie..................................................... 26 Fonctionnement des chaudières.............................................................................. 26 Ventilateurs et insufflateurs.................................................................................... 29 Air comprimé............................................................................................................ 32 Fluides frigorigènes................................................................................................. 34 2 IUSES—Efficacité Energétique dans le secteur industriel Sources :....................................................................................................................48 CHAPITRE 4 : GESTION DE L’ÉNERGIE................................................................49 Buts d’un système de gestion de l’énergie ..............................................................50 Éléments d’un système de gestion de l’énergie ......................................................51 Politique énergétique................................................................................................53 Planification...............................................................................................................55 Analyse entrées-sorties .............................................................................................56 Objectifs.....................................................................................................................61 Mesures......................................................................................................................62 Introduction et application ......................................................................................63 Audit...........................................................................................................................66 Contrôle de gestion ...................................................................................................67 Références : ...............................................................................................................68 CHAPITRE 5 : L’EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE DANS L’INDUSTRIE DU PAPIER...............................................................................69 Introduction...............................................................................................................69 Le cycle de vie du papier..........................................................................................71 Matières premières utilisées pour la production de papier ..................................72 Processus de production du papier .........................................................................75 Recyclage du papier / utilisation de fibres vierges.................................................82 Formation de la feuille dans la machine à papier..................................................89 Sources.....................................................................................................................103 Tableaux ..................................................................................................................104 Illustrations graphiques .........................................................................................104 3 IUSES—Efficacité Energétique dans le secteur industriel Préface L’énergie est partout ! C’est par elle que les choses se font ou se produisent, elle les anime. Elle nous donne la chaleur et la lumière. Nous l’utilisons pour voyager, cuisiner, conserver nos ali- ments frais, fabriquer notre nourriture. À propos de ce manuel Ce manuel « Efficacité énergétique dans le secteur industriel » fait partie du cours « Utilisation intelligente de l’énergie à l’école ». Ce cours permet aux étudiants d’apprendre les principes de base de l’efficacité énergétique. Il existe par ailleurs deux autres manuels : le manuel sur l’effica- cité énergétique dans les transports et le manuel sur l’efficacité énergétique des bâtiments. Ce manuel introduit la notion d’énergie, comment elle fonctionne, plus particulièrement dans le secteur industriel. Il donne des informations concernant de nombreux termes utilisés dans le do- maine de l’énergie, sur les différentes sources énergétiques, sur la façon dont l’électricité est pro- duite et dont elle est utilisée dans le secteur industriel. L’un des principaux objectifs de ce cours et de ce manuel est de montrer comment nous pouvons mieux utiliser l’énergie, la rendre plus propre, la produire à partir de sources renouvelables et comment nous pouvons mieux la gérer pour notamment réduire les déchets qui en résultent. Organisation du manuel Ce manuel a été conçu pour présenter des informations de façon intéressante et interactive. Il comporte de nombreux types d’informations différents, tels que du texte, des photos, des graphi- ques, des définitions, des astuces, des points importants, etc. Il inclut également de nombreux exercices, activités et différentes questions. Voici un bref aperçu de ce que contient chaque sec- tion de ce manuel. Chapitre 1 : Introduction au concept d’énergie Cette section s’organise autour des chapitres 1 et 2 et présente ce qu’est l’énergie et ce qu’elle représente. Elle donne également des explications sur la façon dont l’énergie est mesurée (quelles unités sont utilisées et ce qu’elles représentent). La signification du terme « puissance » va également être donnée. Il sera également démontré que le secteur industriel et la société dé- pendent de l’utilisation de l’énergie à grande échelle pour laquelle l’énergie de l’homme seule n’est pas suffisante. La production d’énergie à grande échelle entraîne également des problèmes environnementaux : les principales sources utilisées jusqu’à présent sont en train de disparaître. Chapitre 2 : Les sources d’énergie Cette section donne des détails sur la provenance de l’énergie. Les principaux types d’énergies que nous utilisons sont des combustibles fossiles comme le pétrole, le charbon et le gaz qui ne se renouvellent pas et que l’on utilise donc qu’une seule fois. Les émissions qu’ils produisent contribuent au réchauffement climatique de façon significative. D’autres types d’énergie, de sources renouvelables comme le soleil, le vent ou la mer existent, ne cessent d’exister, et ne contribuent aucunement au réchauffement climatique. Nous pouvons également produire de l’é- nergie à partir de ressources qui peuvent être considérées aujourd’hui comme des « déchets ». Nous pouvons donc obtenir de l’énergie de nombreuses sources différentes, dont certaines sont plus efficaces et plus propres que d’autres. Cette section exposera les tendances concernant l’uti- lisation de l’énergie et l’importance du secteur industriel. 4 IUSES—Efficacité Energétique dans le secteur industriel Chapitre 3 : La transformation de l’énergie (vecteurs d’énergie et utilisation industrielle) Cette section explique que l’énergie est souvent convertie en combustibles qui peuvent être transportés (via le raffinage du pétrole) ou en électricité (avec les centrales électriques). De l’é- lectricité et de la chaleur utile peuvent parfois être produites en même temps. Nous étudierons la demande globale d’énergie d’un pays, en démontrant que le secteur industriel est l’un des princi- paux acteurs par rapport aux transports et aux particuliers. Nous introduirons finalement la no- tion d’intensité énergétique. Chapitre 4 : La gestion de l’énergie Ce chapitre décrit comment un système de gestion de l’énergie peut être appliqué au secteur in- dustriel. Une approche similaire peut être adoptée par une école, en la dotant d’une structure de gestion de l’énergie, et ce, de la même manière pour une petite ou une grosse structure ! Chapitre 5 : Étude de cas sur l’industrie papetière Le chapitre 5 présente le processus utilisé dans la fabrication du papier. Une fabrique de papier a été choisie en tant qu’exemple pour illustrer les processus consommateurs d’énergie dans le sec- teur industriel. Nous donnerons également des instructions sur la façon de fabriquer son propre papier, en offrant ainsi l’opportunité aux professeurs de se concentrer sur des aspects spécifiques à ce domaine. Icônes et conseils présents dans le manuel Dans ce manuel, nous avons essayé de diviser les informations importantes en sections adaptées et intéressantes. Il ne s’agit pas de pages les unes après les autres (quel ennui !). Des icônes re- présenteront donc les définitions, les activités, les objectifs d’apprentissage, les remarques ou références importantes. Fais attention à ces icônes : 5 IUSES—Efficacité Energétique dans le secteur industriel Définition : indique la définition d’un terme important, avec explication de sa significa- tion. Remarque : montre que l’information est importante, qu’il s’agit d’un conseil ou d’une information essentielle. Cela devrait Objectif d’apprentissage : présent au dé- but de chaque chapitre, il explique ce que tu apprendras dans ce dernier. Expérience, exercice ou activité : indique que tu dois réaliser quelque chose d’après ce que tu as uploads/Litterature/ efficacite-energetique-dans-le-secteur-industriel.pdf