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Auteur(s)
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Nacer NASRI : Enseignant ENSIATE, référent filière énergétique CNAM GE, docteur ès sciences (université de Nancy)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’entraînement électrique est une fonction essentielle dans l’industrie. Les moteurs électriques sont omniprésents (pompage, convoyage, ventilation, etc.).
L’Agence internationale de l’énergie (AIE) chiffre à 70 % la consommation électrique industrielle dédiée au mouvement des équipements. La réduction des coûts de fonctionnement passe donc impérativement par des systèmes d’entraînement à haute efficacité énergétique.
Dans leur majorité, les applications font appel à des moteurs à vitesse fixe. L’emploi d’un variateur de fréquence (VDF) pour commander un ventilateur ou une pompe est un moyen du contrôle du débit plus efficace que de simples vannes de régulation ou registres d’aspiration ou de refoulement.
Pour un moteur fonctionnant à charge variable, la variation de vitesse est un levier majeur d’économie, sachant que 95 % des dépenses de fonctionnement relèvent de coûts énergétiques.
La variation de fréquence ajuste la fréquence de l’alimentation électrique, ce qui affecte à la fois la vitesse et le couple (ou la puissance absorbée) du moteur, permettant d’adapter la puissance délivrée au besoin réel et non au besoin maximal.
Cette fiche doit permettre d’identifier l’intérêt de cette solution technique, d’évaluer les gains énergétiques attendus et d’appliquer les contraintes réglementaires et normatives.
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1. Justifier le choix d’un VDF (variateurs de fréquence)
1.1 Identifier les bénéfices de l’utilisation des variateurs de fréquence (VDF)
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Économie d’énergie : en ajustant la vitesse des moteurs en fonction de la demande, les VDF permettent de réduire la consommation énergétique.
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Contrôle précis : les VDF permettent un contrôle précis de la vitesse et du couple moteur, crucial pour de nombreuses applications industrielles.
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Réduction de l’usure : en évitant les démarrages brutaux, les VDF réduisent les chocs mécaniques et électriques, prolongeant ainsi la durée de vie des équipements.
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Réduction de l’appel de puissance électrique au démarrage des moteurs permettant ainsi de réduire les puissances nominales des compteurs électriques.
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Flexibilité : ils permettent de faire fonctionner les moteurs à des vitesses variées selon les besoins sans nécessiter de complexes mécanismes additionnels.
1.2 En préalable d’une décision de choix d’un VDF
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Recueillir les données relatives à l’installation pendant quelques semaines en vue de mesurer le rendement du système d’entraînement existant.
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Enregistrer électroniquement la puissance des moteurs, relever manuellement les positions des registres par une inspection visuelle de leurs entraînements, et mesurer à intervalles de dix minutes la puissance absorbée par chaque ventilateur.
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Analyser ces données pour établir un cycle de charge permettant de calculer la demande en énergie, les heures de fonctionnement (périodes d’heures de pointe et d’heures creuses) et la consommation d’énergie annuelle pendant cette période, tant pour les ventilateurs d’extraction que pour les ventilateurs de soufflage.
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ANNEXES
CEE IND-UT-136/ CEE BAT-TH-112 : cette fiche définit les conditions d’éligibilité et les bénéfices liés à l’installation de systèmes de motorisation avancés. Les entreprises industrielles ou gestionnaires de bâtiment peuvent bénéficier d’aides financières dans le cadre des certificats d’économies d’énergie. Le contenu des fiches CEE est accessible sur https://atee.fr/efficacite-energetique/club-c2e
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