Economies d'énergie

• Le rendement global thermodynamique d’une installation d’air comprimé est très faible, même dans un cas optimisé. C’est pourquoi ce vecteur d’énergie coûte si cher.

  Rendement de la production (moteur, transmission, compression) : environ 0,55
  Rendement du transport réseau (pertes de charges ponctuelles et réseau, fuites) : environ 0,6
  Rendement de l’utilisation finale (moteur, fuites…) : environ 0,3

Rendement global : 0,55x0,6x0,3 = 0,1   
soit environ 10 %

La dispersion de l'énergie liée à l'air comprimé :

Le coût énergétique de l’air comprimé est exprimé en consommation spécifique (Cs) en Wh/Nm³.
Pour une installation bien dimensionnée et bien gérée, fonctionnant à débit nominal et à pression 7 bar, on peut prendre comme références l’encadrement suivant (il prend en compte les technologies différentes de compresseurs) :

85Wh/Nm³<Cs<130Wh/Nm³

Ce ratio est représentatif de la qualité de la conception et de la gestion de l’installation d’air comprimé. Il est donc important de le connaître et de le contrôler. Il peut vite se dégrader indiquant une forte augmentation du prix de l’air.

En effet l’air comprimé est une énergie qui coûte très cher. On peut en estimer le prix entre 0,6 à 3 centimes d’euros le Nm³.

L’installation d’autres systèmes peut-être envisagé comme :
- un système électro-mécanique,
- une installation hydraulique,
- l’utilisation de moteurs thermiques…

La quantité d’air nécessaire (Nm³/h)permet d’envisager la capacité nominale du compresseur (Voir "En savoir plus"). 

A capacité équivalente, un compresseur poly-étagé (Voir Focus "Compresseur poly-étagé") est plus performant énergétiquement qu’un mono-étagé (de 10 à 15 % de gain en performance pour les compresseurs à vis bi-étagés par rapport aux compresseurs mono-étagés).

Le niveau de pression adéquate : le plus bas possible

- Abaisser la pression de 1 bar, en passant de 7 bar à 6 bar, permet d’envisager un gain énergétique proche de 8 % à la compression (et supérieur en considérant les effets sur le réseau, les fuites et les outils finaux).
- Utiliser des surpresseurs pour les besoins ponctuels en pression plus élevée.

La variabilité des besoins permet d’envisager différentes possibilités de régulation (Voir "En savoir plus").

- La gestion Marche/Arrêt.
- La gestion TOR (Tout ou Rien).
- La régulation par modulation.
- La VEV (Variation Electronique de Vitesse).
- La gestion d’un parc de compresseurs par divers types d’automates (GTC. : Gestion Technique Centralisée par exemple), avec une programmation en cascade ou autre.
- Evitez le fonctionnement à vide : l’énergie consommée reste comprise entre 20 % à près de 75 % de la consommation à pleine charge, en fonction de la technologie de compresseur utilisée et du mode de régulation.

La qualité de l'air à adapter en fonction de la nécessité du process

- Prévoir, si possible, un ajustement dynamique du degré de séchage en fonction des conditions extérieures.
- Utiliser des filtres basses pertes de charge : la perte de charge en fonctionnement est toujours au moins 3 fois plus élevée que celle annoncée (elle est déterminée sur air sec par les constructeurs).
- Augmenter la capacité de filtrage : placer des filtres en parallèle diminue les pertes de charges des filtres.
- Prévoir une fréquence de remplacement adéquate des filtres.

Le réseau permet de minimiser les pertes de charges

- Evaluer la possibilité de production décentralisée.
- Augmenter le diamètre des canalisations permet de réduire la vitesse de l’air et ainsi les pertes de charge.
- Prévoir un bon dimensionnement et un bon placement des réservoirs tampons (par exemple, placer des réservoirs au devant des utilisations impose des variations de débit très importantes).
- Prévoir un réseau bouclé ou en antenne.
- Aspirer l’air où il est le plus frais : à l’extérieur côté nord à l’ombre par exemple.

Le comptage : c’est valider la performance d’une nouvelle installation et la surveiller dans le temps.

Les paramètres importants à suivre sont :
- La consommation électrique de l’air comprimé par un compteur électrique en amont des compresseurs.
- La production et la consommation d’air comprimé par la mise en place d’un comptage du débit sur le réseau. Divers technologies de compteurs existent suivant les besoins. Dans tout les cas, il s’agit de contrôler suffisamment régulièrement l’étalonnage de ces derniers.

Ces 2 mesures permettent, entre autre, de contrôler le coût énergétique de l’air comprimé exprimé en consommation spécifique (Cs) en Wh/Nm³.

La possibilité de chauffage d’eau ou de locaux est à étudier.
L’utilisation de l’air chaud dans les process peut également être envisagée (en préchauffage des produits par exemple).
L’air chaud comme comburant de chaudière permet également de valoriser l’énergie.

Pour améliorer le fonctionnement d’une installation existante, retrouvez les bons conseils dans l'onglet n°3 "Optimiser l'existant".