Dans des systèmes mal gérés, le coût véritable de l’électricité utilisée pour produire de l’air comprimé peut avoisiner 1 $/kWh !
			Habituellement, un peu plus de 20 p. 100 seulement de l’énergie électrique utilisée pour extraire et comprimer l’air est convertie en énergie mécanique de l’air comprimé.
			La demande artificielle correspond à la consommation excédentaire d’air comprimé qui survient lorsqu’on fait fonctionner le système à des pressions supérieures à ce qui est nécessaire.

L’air comprimé est la source d’énergie la plus dispendieuse dans une fonderie. L’industrie des fonderies utilise énormément d’air comprimé à des fins de production. Il s’agit d’une forme d’énergie sécuritaire et commode, que l’on tient souvent pour acquise et que l’on néglige comme option possible d’économies.

L’air comprimé est, à tort, souvent considéré comme « gratuit » par ceux qui l’utilisent du fait que l’air libre utilisé vient de l’atmosphère. Le coût électrique de l’air comprimé peut s’élever jusqu’à 70 p. 100 et plus des coûts d’exploitation annuels de tout un système, tandis que l’entretien et l’amortissement peuvent engouffrer de 15 à 20 p. 100 chacun. Donc, il est clair que l’air comprimé est une technologie où les améliorations du rendement énergétique sont directement liées aux économies financières. En moyenne, les économies proviennent des solutions apportées aux :

• Fuites – 25 p. 100;
• Mauvaises applications – 20 p. 100;
• L’air perdu dans les réseaux d’évacuation – 5 p. 100;
• La demande artificielle – 15 p. 100.

Le reste est constitué de l’utilisation d’air comprimé utile nette, soit seulement 35 p. 100. La répartition des pertes ci-dessus varie selon l’entreprise. Dans certains systèmes, les fuites à elles seules peuvent compter pour 60 p. 100.

On peut calculer les pertes d’air comprimé par les fuites durant une période autre que celle de consommation à l’aide de la formule V_L = [V_C X t] / T, où V_L = le volume de la perte par fuite, V_C = la capacité du compresseur à pleine charge en m³/min, t = le temps en secondes de fonctionnement du compresseur à pleine charge (c.-à-d., le total du temps de mesure à pleine charge) et T = le total mesuré, le temps écoulé.

De façon générale, les fuites ne devraient pas dépasser 5 p. 100.

Votre enquête devrait porter sur les points ci-dessus. Elle doit commencer par un examen rapide et simple du système dont le but est d’optimiser le système actuel, ce qui engendrera des économies d’énergie et d’argent. Il faut à cet égard examiner les améliorations possibles et les options d’économies. Toutefois, pour obtenir de meilleurs résultats, il ne faut pas envisager le système comme étant la somme des composants individuels tels les compresseurs, les séchoirs, les filtres, les refroidisseurs et les dispositifs auxiliaires.

Adoptez une vue d’ensemble et pensez de façon dynamique en termes de pressions par rapport aux volumes, aux taux de changement de la pression, etc., pour optimiser le système. Cette approche débouchera sur une vérification avisée du système d’air comprimé, qui inclura :

• l’analyse de la demande et l’appariement de la capacité à celle-ci;
• le contrôle des pointes de demande;
• la correction des mauvaises applications et du gaspillage dans l’utilisation de l’air comprimé;
• le repérage et la correction des fuites;
• le contrôle et la gestion de tout le système;
• l’optimisation du programme d’entretien;
• la sensibilisation des utilisateurs afin qu’ils corrigent des pratiques et fassent des économies;
• le contrôle des résultats, du rendement et des coûts du système d’air comprimé.

			Des mesures simples et rentables peuvent faire économiser de 30 à 50 p. 100 des coûts de production de l’électricité.

Voici une brève description des divers problèmes accompagnée d’une liste de PGE, et une indication du fait que vous vous retrouverez probablement dans la catégorie des points périodiques faisant intervenir aucun ou peu de coûts ($), un faible coût ($$) ou des points à capitaux élevés ou de réfection ($$$).

Analysez la demande

• Identifiez les utilisateurs importants et analysez leurs besoins concernant la pression de l’air comprimé, le débit volumétrique, la fréquence d’utilisation et la durée. Cela aidera à concevoir des solutions adaptées et à réduire les effets indésirables sur les autres utilisateurs du système ($).

Contrôlez la demande de pointe

• Fournissez une capacité d’entreposage appropriée de l’air comprimé afin de réduire la fluctuation.
• Envisagez d’installer des réservoirs supplémentaires d’air comprimé ($).
• Songez à remplacer une partie du réseau de distribution d’air par des conduites à grand diamètre afin de stabiliser l’approvisionnement d’air et de permettre la réduction de la pression d’air ($$-$$$).

Corrigez les mauvaises applications

• Remplacez les générateurs de vide utilisant l’air comprimé, les moteurs pneumatiques, le refroidissement par le soufflage d’air comprimé, et le soufflage ouvert par d’autres appareils qui donnent les mêmes résultats mais à des coûts moindres ($-$$).
• Ne refroidissez pas les pièces coulées chaudes avec de l’air comprimé. Au besoin, installez un souffleur à basse pression pour ce faire.

Éliminez le gaspillage

• Produisez de l’air comprimé à la pression la plus basse possible en fonction de l’activité en cause ($).
• Ne produisez jamais d’air comprimé à une pression trop élevée pour la réduire ensuite à une pression inférieure ($).
• N’augmentez pas la pression pour alimenter des outils pneumatiques mal entretenus ou pour compenser des conduites de distribution d’air sousdimensionnées ($).
• Songez à utiliser des buses de soufflage à haut rendement qui réduisent la consommation d’air d’au moins 50 p. 100 ($).
• Songez à utiliser un type de buse et une configuration différents lorsque vous éliminez l’eau après le recuit ($-$$).
• Réduisez les pertes d’air comprimé dans les appareils de mesure et de contrôle qui y font appel : posez des vannes de section ($$).
• Songez à un pressostat combiné haute pression-basse pression pour le fonctionnement en dehors des quarts de travail ($$).
• Éteignez les compresseurs lorsqu’ils ne sont pas utilisés ($).

Éliminez les fuites

• Considérez l’air comprimé comme étant de l’eau et stoppez les fuites immédiatement ($).
• Utilisez la méthode d’écoute des fuites après les heures normales de travail ($).
• Investissez dans un appareil d’écoute à ultrasons pour repérer les fuites (Ultraprobe 2000™) ($).
• Songez à acquérir un testeur de fuites d’air comprimé pour déceler les chutes de pression et pour mesurer la capacité du compresseur ($$).
• Envisagez de mettre en œuvre un processus automatique de mesure des fuites, effectué la fin de semaine, au moyen d’un système informatisé de contrôle, de réglementation et de surveillance, et l’installation de suffisamment de vannes de section ($$-$$$).

Gérez le système

• Exigez des utilisateurs qu’ils justifient l’utilisation de l’air comprimé ($).
• Instituez la mesure de sa consommation par les utilisateurs au point terminal ($).
• Rendez les utilisateurs responsables au plan budgétaire de leur consommation d’air comprimé $).
• Envisagez d’installer la « configuration des charges » – un système de gestion de la demande spécialisé pour s’occuper des pointes sans nuire aux niveaux de pression. Il permet d’éviter le démarrage des compresseurs additionnels inutilement, ou de laisser les compresseurs excédentaires fonctionner « juste au cas » ($$$).
• Utilisez le système central de contrôle, de réglementation et de surveillance pour démarrer ou stopper les compresseurs à des heures préétablies durant la semaine. L’un de ces programmes s’appelle XCEED™ Compressed Air Management System de Honeywell ($$$).

Entretenez le système

• La qualité non contrôlée de l’air comprimé peut entraîner des pannes. Mettez en œuvre un programme régulier d’entretien, d’inspection et d’entretien préventif des composants du système. Incluez également les appareils de contrôle et de surveillance dans le programme ($).

Formez les opérateurs

• Pour réaliser des économies opérationnelles et des améliorations de la qualité, les utilisateurs et les opérateurs doivent comprendre le système et être conscients de ses coûts d’exploitation ($).
• Déléguez la responsabilité pour vous assurer que le système d’air comprimé n’ait aucune fuite ($).
• Exigez des opérateurs qu’ils marquent les fuites aussitôt qu’elles sont découvertes pour que l’entretien s’en charge ($).

Surveillez le rendement

• Installez à la fois des compteurs d’électricité et de débit d’air (vortex) pour surveiller la consommation d’énergie ($$).
• Chaque mois, surveillez :
  • la consommation d’électricité (en kWh) et le nombre total d’heures de main-d’œuvre en production;
  • le rendement des compresseurs (en kWh/m³);
  • la consommation d’air comprimé (en m³) et le nombre total d’heures de main-d’œuvre en production.
• De plus, effectuez l’analyse des coûts financiers des mêmes opérations.

Autres PGE
Périodique

• Entretenez les filtres à air.
• Éliminez les raccords et les conduites redondants comme sources possibles de fuites.
• Enlevez les conduites désuètes de distribution d’air comprimé pour réduire les pertes de pression, les fuites et les coûts d’entretien.
• Lorsque des compresseurs volumétriques à pistons et à vis sont utilisés en parallèle, maintenez toujours les compresseurs à vis à pleine charge. Dès que les charges partielles sont nécessaires, fermez le compresseur à vis et utilisez plutôt le compresseur volumétrique à pistons.
• Évitez d’utiliser l’air comprimé lorsque de l’air soufflé à basse pression fait aussi bien le travail.
• Vérifiez que le système est sec – veillez à ce que les pentes d’écoulement, les points de drainage et les points de branchement (toujours au-dessus) empêchent la corrosion interne des conduites.
• Passez en revue toutes les opérations utilisant de l’air comprimé et élaborez une liste d’autres méthodes.
• Examinez le système d’air comprimé et les utilisations de l’air à tous les ans – élaborez une liste de contrôle pour simplifier la tâche.
• Tenez tous les outils, les raccords et les conduites d’air en bon état.

À faible coût

• Tirez l’air d’admission à la fois pour la compression et le refroidissement du compresseur (s’il est refroidi à l’air) de l’endroit le plus frais à l’extérieur.
• Remplacez les vieux appareils à entraînement pneumatique qui exigent beaucoup d’entretien par des moteurs neufs à haut rendement.
• Quand beaucoup d’utilisateurs demandent de l’air à basse pression, il vaut peut-être la peine d’installer un réseau de distribution distinct.
• Installez un prérefroidisseur pour refroidir l’air d’entrée et retirer la plus grande partie de l’humidité.
• Songez à installer un coupe-air de vidange de la condensation électronique pour vous débarrasser de l’eau dans le récepteur et les conduites. Il ne gaspille pas d’air lorsque l’eau est éjectée, par opposition à la pratique standard qui consiste à ouvrir la soupape d’écoulement du récepteur pour le purger continuellement. Ces appareils sont très fiables. La période de récupération de l’investissement va de 8 à 24 mois.
• Installez un grand réservoir accumulateur d’air comprimé pour réduire le recyclage du compresseur.

Par réfection; à coût élevé

• Installez un régulateur de pression du système pour éliminer la demande artificielle en stabilisant la pression au niveau minimal requis pour la production. Note : d’habitude, on atteint des économies d’énergie de 10 p. 100 (XCEEDTM Demand Expander).
• Songez à installer des séchoirs à tambour, où la chaleur produite par le compresseur d’air sert à régénérer continuellement le desséchant du séchoir d’air, et aucun air comprimé n’est consommé.
• Envisagez d’installer un réseau de distribution de conduites en plastique étanche à l’air pour remplacer les vieux tuyaux d’acier, de même que les circuits corrodés et fuyants.
• En ce qui concerne l’utilisation réduite ou occasionnelle d’air comprimé, songez à utiliser un compresseur à moteur à combustion, qui offre un intrant d’énergie moins dispendieux et a un meilleur rendement de charge partielle que les moteurs électriques. Il permet également de récupérer la chaleur de l’évacuation et de l’enveloppe du moteur.
• Vérifiez les dimensions du réseau de distribution d’air pour voir s’il bénéficie d’un ajustement « serré », ce qui évite des pertes excessives de pression.
• Envisagez de remplacer vos séchoirs d’air comprimé par un type de séchoir plus efficace, par exemple un lyophilisateur ou un séchoir à tambour rotatif.
• Songez à doter votre compresseur à vitesse fixe d’un variateur de vitesse. En général, la période de récupération de l’investissement est inférieure à deux ans.
• Réduisez les pertes de ralenti et veillez à produire le moins de pression possible en surveillant constamment la pression au point terminal et en l’alliant au fonctionnement du compresseur.
• Examinez la charge du compresseur et essayez de voir si l’installation de compresseurs à dimensions variables n’équilibrerait pas la charge en lui adjoignant des compresseurs de dimensions convenables face à la demande momentanée.

Complément d’information
Un manuel technique réalisé il y a plusieurs années et qui s’intitule « Réseaux de distribution d’eau et d’air comprimé » (M191-6/12F), est disponible auprès de RNCan (tél. : 613 996-6220) et demeure un bon outil de référence. Pour obtenir la liste complète des autres manuels de gestion de l’énergie, voir l’appendice 5.7. Le site Web www.knowpressure.org peut également servir de complément d’information.

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