Wiki Industri.e : la bonne pratique énergétique en industrie

Dans un objectif d’amélioration, les groupes industriels redoublent d’efforts pour standardiser, partager et réutiliser leurs « Bonnes Pratiques » de manière répétée, à l’échelle de tous leurs sites. Si elle peut être décrite comme le réglage optimisé d’un équipement dans un atelier d’usine ou par l’acte d’éteindre la lumière en sortant d’une pièce…, la bonne pratique (technologique ou opérationnelle) reste un concept encore mal défini. Pour y voir plus clair, quelques définitions.

 

1. Bonne pratique technologique

2. Bonne pratique opérationnelle

3. Quelques conseils

 

 

1. Bonne pratique technologique

La bonne pratique technologique est appelée Meilleure Technique Disponible (MTD) dans le cadre de la Directive relative aux émissions industrielles (IED). Afin de prévenir les pollutions émises par les installations industrielles et agricoles, l’IED impose aux États membres européens de recourir aux MTD. Celles-ci sont sélectionnées à partir d’échanges entre États membres, industries, organisations non gouvernementales de protection de l’environnement et Commission Européenne. Ce travail aboutit à la création de fiches de référence MTD appelés « BREF » (pour Best available techniques REFerence document).

 

2. Bonne pratique opérationnelle

Une bonne pratique opérationnelle peut désigner une règle métier ayant permis d’atteindre les meilleurs résultats en matière de performance énergétique. L’entreprise a tout intérêt à ce qu’elle soit identifiée à l’échelle de l’usine et répliquée sur les autres sites. Alors, comment gérer son déploiement ?

La recette se compose de quatre ingrédients :

1. Le processus industriel : quel réglage, procédure ou mode opératoire délivre le meilleur résultat dans chaque scénario de fabrication ?

2. Les outils : quels outils sont les mieux adaptés pour que mon processus soit performant ? Par exemple, ai-je besoin d’une automatisation de mon processus ou d’un outil d’aide à la conduite de l’opérateur ?

3. Les compétences / Ressources Humaines : de quelles compétences et de combien de personnes ai-je besoin pour animer ma démarche d’amélioration continue ? Ai-je besoin d’un Energy Manager ou d’un automaticien ? Doit-il être bilingue ? Est-il dédié à plein temps à sa tâche ?

4. L’organisation des ressources : quelle organisation mettre en place au niveau de mes différents sites ? Centralisée ou décentralisée ? Quels acteurs et quels rôles ?

Ces quatre ingrédients servent de base à la rédaction d’un document décrivant la pratique opérationnelle, afin de pouvoir l’appliquer sur d’autres sites. Ainsi répliquée, elle devient une « Meilleure » pratique.

 

Économies d’énergie : n’ajoutez pas de compteurs dans vos usines !

Pourquoi équiper toutes vos machines de compteurs d’énergie dans le but d’optimiser les consommations énergétiques de votre site industriel ? Vos usines possèdent déjà un grand nombre de données pour faire des premières économies. Reste à savoir quelles sont ces données, où les trouver et comment les exploiter… Quelques éléments d’explication par Vertuoz Industri.e.

 

« Contrairement à ce que l’on croit souvent, la mesure de la consommation énergétique de chaque machine ne permet pas à elle seule de réaliser des économies dans une usine », affirme Zoheir Hadid, Responsable du pôle Efficacité énergétique chez Vertuoz Industri.e. Il est en général nécessaire de relier les consommations d’énergie à la productivité de l’usine, pour prendre en compte les paramètres qui influencent l’activité industrielle, comme la cadence de production, l’état de marche des machines ou la météo.

« Au final, les informations énergétiques représentent moins de 10 % des données que nous exploitons ». Ce qui est intéressant, c’est de savoir que ces données sont accessibles sans avoir besoin d’investir dans de nouveaux compteurs. Chaque machine fournit nativement de nombreuses informations, dont les industriels ne soupçonnent généralement pas tout l’intérêt pour économiser l’énergie.

 

Les données de production et de maintenance, pour mieux agir

Les lignes de fabrication industrielles par exemple donnent accès à une infinité de données de production : volume et variété des produits fabriqués, paramètres de température, de pression et de débit des machines… Celles-ci vont permettre de calculer un indicateur clé de performance, la « consommation d’énergie spécifique », dont l’unité est le nombre de kWh utilisé par unité de produit fini.

Autres paramètres qu’il faut savoir maîtriser dans un objectif d’optimisation : les données de maintenance délivrées par les machines dotées d’alertes, qui traduisent l’usure de la machine.

 

Les données extérieures, pour mieux piloter

Et ce n’est pas tout : les conditions météorologiques, le prix des matières premières et des produits finis ou encore le calendrier des congés du personnel peuvent eux aussi affecter le rythme d’activité de l’usine et donc jouer un rôle sur la « consommation d’énergie spécifique ». « Ces données extérieures à la machine sont de bons indicateurs pour savoir si l’usine fonctionne au mieux de ses possibilités, poursuit Zoheir Hadid. Elles permettent en plus d’adapter les réglages en temps réel selon la météo ou l’effectif de l’usine. Un exemple : la durée de chauffage d’un four, donc la consommation d’énergie, ne sera pas la même selon si le temps est clément ou glacial. L’industriel réglera ses machines en fonction de la situation ».

 

Le croisement des données énergétiques pour booster la performance

Ces trois typologies de données – de production, de maintenance et extérieures – sont agrégées, croisées avec la mesure des consommations d’énergie, et visualisées sur un même tableau de bord. L’analyse des résultats obtenus permet alors d’optimiser les performances énergétiques de l’usine : « si le nombre de kWh consommé par unité de produit fini varie en fonction du débit de production, de l’ouverture d’une vanne ou encore de l’état d’un automate par exemple, explique Zoheir Hadid, nous saurons que ces paramètres sont de bons leviers sur lesquels agir ».

Mieux, l’étude et l’analyse des données offrent bien d’autres bénéfices aux industriels pour améliorer leur performance globale. Elles permettent :

  • de justifier l’acquisition d’une machine en s’appuyant sur des données réelles et d’évaluer concrètement un retour sur investissement,
  • de visualiser la dérive d’un paramètre et ainsi mieux anticiper les opérations de maintenance,
  • de prédire l’activité de l’usine en fonction de facteurs extérieurs, comme la météo, pour adapter en permanence les stratégies de production,
  • à un site de progresser en comparant ses résultats aux différentes usines de son groupe.

« Une excellente manière de booster l’émulation et d’améliorer les performances à l’échelle de l’entreprise ! », conclut Zoheir Hadid.

Storengy : quand les data boostent le potentiel d’économies

L’objectif de Storengy, leader européen de stockage souterrain de gaz naturel ? Réduire les coûts énergétiques de tous ses sites industriels en France. Un projet d’envergure que Storengy a confié à Vertuoz Industri.e. Déjà, l’étude d’opportunités menée par l’équipe projet a mis à jour un potentiel d’économies de 250 000 euros. Et ce n’est que le début !

 

Chémery et Saint-Illiers

D’un côté, un site de stockage souterrain de gaz naturel immense, d’une capacité de 7 milliards de m3 à Chémery dans le Loir-et-Cher, soit l’équivalent de 25 ans de consommation de la ville d’Orléans. L’énergie nécessaire aux process d’injection et de traitement du gaz naturel y représente la première ligne de coût.

De l’autre, Saint-Illiers-la-Ville dans les Yvelines, un site 4 fois plus petit que celui de Chémery. Il est exemplaire en matière d’environnement grâce à l’utilisation de nouvelles technologies de compression sans émission de gaz à effet de serre, de chaudière à régénération et d’économiseurs installés sur les tours de déshydratation(1).

« Nous avons sélectionné ces deux sites pilotes parce qu’ils sont représentatifs de l’ensemble de nos sites de stockage avec des enjeux et des fonctionnements complémentaires », confie Pierre Dudit, data manager à la Direction Métiers de Storengy. Dans le cadre d’une étude d’opportunités au premier semestre 2017, Eva Roussel, la directrice de l’Opérateur Industriel de Storengy, suggère de mettre en place une plateforme logicielle d’aide à la maîtrise énergétique. Une idée qui intéresse autant qu’elle questionne les industriels…

 

IT et OT se rapprochent jusqu’à se compléter

« Nous avions déjà rencontré des data scientists, qui ont en général assez peu d’expérience des systèmes industriels, constate Pierre Dudit. C’est normal : les métiers de l’IT et de l’OT(2) sont à la croisée de deux mondes encore trop cloisonnésAvec Vertuoz Industri.e, nous avons eu affaire à une équipe mêlant Big Data et process. Un atout décisif dans notre choix de solution. »

Vertuoz Industri.e réunit en effet des compétences pluridisciplinaires, complémentaires de celles des clients. Sur les sites de Storengy, on compte déjà des automaticiens, ingénieurs procédés, maintenanciers et energy managers. De son côté, Vertuoz Industri.e a constitué une équipe composée d’un ingénieur solutions, d’un ingénieur énergéticien et d’un chef de projet. Cette organisation permet aux personnels d’exploitation de Storengy d’être au cœur de la démarche et de définir les points de fonctionnement à surveiller en accord avec Vertuoz Industri.e.

Les résultats ainsi obtenus sont éloquents : un potentiel d’économies de 250 000 euros, estimé à partir de l’étude d’opportunités. « Les conclusions de l’analyse sur les premiers sites ont non seulement permis d’identifier les économies à venir, souligne Pierre Dudit, mais en plus d’optimiser nos pratiques d’opération actuelles. » Convaincue, Storengy a décidé de poursuivre le projet sur les sites de Chémery et Saint-Illiers-la-Ville, et d’équiper tous les autres sites de Storengy en 2018, en France, en Allemagne et au Royaume-Uni.

 

Deux procédés saisonniers = deux tableaux de bord

La plateforme logicielle pour Chémery et Saint-Illiers-la-Ville est en cours de conception. Concrètement, comment les sites fonctionnent-ils ? « En été, nous injectons le gaz naturel dans le sol en le comprimant, décrit Pierre Dudit. En hiver, nous délivrons le gaz à nos clients, après avoir retiré le soufre, l’eau et ajouté l’odeur caractéristique du gaz, gage de sécurité. » La saisonnalité de l’activité conduit Vertuoz Industri.e à créer deux tableaux de bord, qui basculeront automatiquement d’une période à l’autre. Le premier pour les phases d’injection de gaz ; le second pour la chaîne de traitements du gaz lors de son soutirage. Deux interfaces étaient indispensables pour une vision rapide du process et des prises de décisions en un coup d’œil.

« Nous sommes confiants sur la possibilité d’obtenir un retour sur investissement en moins d’un an, conclut Pierre Dudit. Convaincus par la maîtrise technique de l’équipe, les exploitants sur site vont éprouver les solutions d’optimisation préconisées dès l’hiver 2017-2018. Nous avons toutes les raisons de croire qu’elles apporteront déjà leur lot d’économies. »

 

 

(1) La tour de déshydratation permet de supprimer les déchets liquides
(2) IT concerne les technologies de l’information et OT, les technologies d’exploitation ou automatismes