Gestion des fuites d'air comprimé
L'air comprimé est utilisé dans les usines du monde entier pour commander des machines, des processus et des équipements pneumatiques. C'est un fluide sûr et facilement accessible, qui peut être acheminé partout grâce à des tuyaux et des conduites. Cependant, ces avantages s'accompagnent d'un inconvénient majeur, car l'air comprimé est l'un des vecteurs énergétiques les plus coûteux. De nombreuses entreprises tentent déjà de réduire leurs coûts grâce à la gestion et à la surveillance des fuites d'air comprimé, mais il existe encore de nombreuses entreprises où des économies significatives peuvent être réalisées sur les coûts liés à l'air comprimé. Il suffit pour commencer de détecter et de réparer simplement les fuites. Cela se traduit immédiatement par un gain énergétique de 10 à 20 % et, une fois complété par la surveillance et l'optimisation de l'air comprimé, les économies peuvent même atteindre 50 % !
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Le VPFlowScope M est compatible avec l'Industrie 4.0 et mesure simultanément (dans les deux sens) le débit massique thermique, la pression, la température et le débit total.
Pourquoi l'air comprimé est-il l'un des vecteurs énergétiques les plus coûteux ? Pascal van Putten, PDG de VPInstruments : « Lors de la compression de l'air atmosphérique à une pression de 90 à 100 psi, 75 % de l'énergie électrique absorbée par le compresseur est perdue sous forme de chaleur. Les pertes de pression et les fuites, entre autres, font que le rendement électrique de l'ensemble de l'installation d'air comprimé n'est que de 7,5 à 15 %. Ce rendement peut être amélioré, et on pourrait s'attendre à ce que les entreprises fassent tout leur possible pour y parvenir. Or, ce n'est pas le cas et, chaque année, des milliards de dollars d'énergie sont gaspillés dans le monde entier, simplement parce que de nombreuses entreprises négligent de réparer les fuites et d'optimiser le rendement de leur installation d'air comprimé. »
Ce n'est pas vraiment durable
Environ 5 % de l'énergie électrique consommée dans le monde est transformée en air comprimé ; dans le secteur industriel, ce chiffre atteint même 10 %. La production de cette quantité considérable d'énergie contribue aux émissions de CO₂ et au changement climatique. Ne serait-ce que pour cette raison, il est judicieux, voire nécessaire, de réduire la consommation d'air comprimé. De plus, les entreprises augmentent tout simplement leurs bénéfices lorsqu'elles améliorent l'efficacité de leur installation d'air comprimé.
Gestion des fuites : des mesures faciles à mettre en œuvre
La lutte contre les fuites d’air comprimé est un aspect essentiel, mais souvent négligé, de l’optimisation de l’efficacité énergétique dans les environnements industriels. Malgré sa simplicité et les investissements relativement modestes qu’elle requiert, la détection et la réparation des fuites peuvent générer des économies substantielles. Pascal van Putten, PDG de VPInstruments, souligne la simplicité de la détection et de la réparation des fuites : « Ce n’est absolument pas compliqué et cela ne nécessite pas d’investissements élevés pour commencer à détecter et à réparer les fuites. Permettez-moi de vous donner quelques exemples des coûts liés aux fuites sur une installation fonctionnant 8 760 heures par an. La pression du système est de 100 PSI et le coût de l’électricité est de 0,10 USD par kWh. Dix trous de seulement 1/16” coûtent à l’entreprise 10 500 USD par an. Alors que pour 10 trous de 1/8 pouce, les coûts s’élèvent à 41 900 USD. Et dans la pratique, nous rencontrons souvent des centaines de fuites de toutes tailles, y compris supérieures à 1/8 pouce ! Vous pouvez imaginer quelles seront les pertes financières totales dans ce cas.
Pour détecter et réparer les fuites, il vous faudra dépenser quelques milliers de dollars en un simple système de mesure et en pièces détachées telles que des joints, des tuyaux et des raccords rapides. C'est pourquoi nous qualifions les fuites de « cibles faciles » dans les installations d'air comprimé. Elles sont faciles à détecter, faciles à réparer et génèrent un bénéfice financier immédiat. Les entreprises font souvent appel à un organisme externe pour réaliser un audit des fuites, au cours duquel toutes les fuites détectées dans l'usine sont marquées à l'aide d'étiquettes. Il n'est pas rare que, lorsque l'auditeur revient à l'usine un an plus tard, les étiquettes qu'il a apposées soient toujours là. Ainsi, rien n'a été fait pour y remédier, tandis que les coûts continuent de s'accumuler comme si de rien n'était !
Si les fuites d'air comprimé ne sont pas réparées, des sommes considérables s'envoleront chaque seconde
Éviter les temps d'arrêt de production
Au-delà des avantages financiers, il existe une autre raison, peut-être encore plus importante, de veiller à ce que le système d'air comprimé fonctionne de manière optimale et efficace. Dans de nombreuses usines, un approvisionnement fiable en air comprimé est essentiel à la continuité de nombreux processus de production. Un débit et une pression adéquats sont déterminants pour le bon fonctionnement des machines de production. Or, les fuites entraînent une perte de pression. Une pression insuffisante peut non seulement entraîner des temps d'arrêt des machines, mais aussi affecter la qualité des produits. Des erreurs d'emballage ou une texture/un goût irrégulier des aliments peuvent inévitablement conduire à des rappels coûteux. Sans parler de l'atteinte à votre image. De plus, si une chute de pression est incorrectement diagnostiquée comme un défaut de l'équipement, il est possible qu'un investissement dans du nouvel équipement soit nécessaire. Cela implique des investissements supplémentaires (inutiles) qui auraient pu être mieux utilisés ailleurs. L'optimisation des systèmes d'air comprimé permet non seulement d'améliorer l'efficacité énergétique, mais aussi de jeter les bases d'un processus de production fiable et performant.
Méthodes de détection des fuites
Lorsqu’une conduite hydraulique fuit quelque part dans l’usine et que la flaque de fluide hydraulique sur le sol ne cesse de s’étendre, il est évident qu’il faut résoudre le problème au plus vite. Il n’en va pas de même pour les fuites d’air comprimé. Après tout, ce n’est « que de l’air », il n’y a pas d’urgence, on s’en occupera un jour ou l’autre. Le report mène à l’annulation, et les conséquences financières et (éventuellement) opérationnelles d’une telle attitude désinvolte apparaissent désormais clairement.
Il existe diverses techniques et méthodes de détection permettant de repérer rapidement et facilement les fuites dans les systèmes d’air comprimé, garantissant ainsi une perturbation minimale des opérations et des économies maximales. En voici quelques-unes :
- Détection de fuites par ultrasons. Il s'agit d'une méthode couramment utilisée pour localiser les fuites d'air comprimé. Les détecteurs à ultrasons peuvent capter les sons à haute fréquence émis par les fuites d'air et les rendre « audibles » pour l'oreille humaine, ce qui permet aux équipes de maintenance de localiser, de marquer et de réparer la source avec précision.
- Surveillance des compresseurs. Une méthode supplémentaire couramment utilisée pour détecter (le risque de) fuites consiste à contrôler/surveiller attentivement le compresseur. Cette méthode compare les performances actuelles du compresseur aux performances réalisables/attendues selon les spécifications. Des écarts structurels négatifs peuvent indiquer directement la présence de fuites.
- Essai de purge. Cette méthode mesure le temps nécessaire à un système d'air comprimé pour atteindre une chute de pression spécifiée. Si ce test est effectué périodiquement, il permet d'obtenir une analyse basée sur les tendances concernant l'efficacité globale du système.
Le détecteur de fuites VP permet de localiser très précisément l'emplacement des fuites. Celles-ci sont ensuite marquées en attendant d'être réparées.
- Analyse des tendances. L'utilisation de débitmètres et de systèmes de surveillance fournit des données précieuses sur d'éventuelles fuites. En analysant les données mesurées et les tendances, il devient possible d'identifier les zones de l'usine où des changements significatifs se sont produits au fil du temps ou de manière soudaine. Cela peut être dû à des fuites (soudaines). Cette « zone suspecte » peut alors être examinée de manière ciblée à l'aide de mesures par ultrasons.
- Consommation pendant les temps d'arrêt. De nombreuses usines ne produisent toujours pas pendant le week-end. Pourtant, leurs compresseurs continuent de fonctionner pendant cette période. La mesure de la consommation électrique des compresseurs pendant les temps d'arrêt est un très bon indicateur de l'ampleur des fuites dans une usine.
Les fuites dans les systèmes d'air comprimé peuvent se produire n'importe où. Elles surviennent souvent au niveau des raccords et des tuyaux (anciens). Mais elles peuvent également se produire au niveau des tuyaux, des raccords, des filtres, des régulateurs et des lubrificateurs (FRL) (mal montés ou corrodés). Sur les lignes de production, des fuites peuvent également se produire au niveau des vannes de régulation et d'arrêt, des brides, des joints de tige de vérin et des joints filetés.
Responsabilité budgétaire
« Il est essentiel que l’équipe de maintenance puisse effectuer de manière autonome les réparations de fuites sans devoir chaque fois obtenir l’accord de la hiérarchie », souligne Van Putten. « Après tout, cela a un effet très ralentisseur et démotivant. Il serait utile d’introduire une directive stipulant que toute réparation dont le coût est inférieur à celui du gaspillage d’énergie sur trois à six mois peut être effectuée immédiatement et sans autorisation formelle. De plus, les économies réalisées après les réparations au cours de la période suivante peuvent être ajoutées au budget d’économies d’énergie. Cela crée un fonds autonome et cyclique au sein de l’organisation, de sorte que la résolution des fuites et l’optimisation du réseau d’air comprimé contribueront de manière essentielle à l’augmentation des bénéfices. »
Réduction de la pression
Une fois les fuites éliminées, il est important d'analyser et d'optimiser l'installation d'air comprimé de manière ciblée. Grâce à une surveillance permanente, par exemple, la consommation actuelle d'air comprimé est mesurée et contrôlée, et les changements sont signalés en temps utile. VPInstruments développé le systèmeVPVision en temps réel VPVision qui, associé aux débitmètres, manomètres et thermomètres VPFlowScope, fournit les informations permettant d'obtenir un système d'air comprimé offrant un rapport coût-efficacité optimal. Pour des raisons de sécurité, une pression de service (trop) élevée est souvent réglée, par exemple 7 bars. Mais est-ce nécessaire ? Parfois, les machines nécessitant une pression élevée ont été remplacées depuis longtemps. En réduisant la pression par petites étapes et en surveillant en permanence le système et les performances des machines pour garantir un fonctionnement correct, il est souvent possible de réduire la pression de 14,5 à 21 PSI. N'oubliez pas que chaque réduction de pression de 14,5 PSI entraîne une réduction de 7 % des coûts énergétiques, alors qu'il n'y a aucun coût à essayer cela !
Avec VPVision (ici avec 6 débitmètres), l'ensemble du réseau d'air comprimé peut être surveillé et optimisé, en couvrant la puissance, le débit, la pression, la température, le point de rosée et bien plus encore.
Les possibilités offertes par la surveillance de l'air comprimé pour votre entreprise
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