D E P A R T E M E N T T E C H N I Q U E
GUIDE D’ACCOMPAGNEMENT A L’EFFICACITE
ENERGETIQUE
DT 112
Décembre 2014
Septembre 2007
DT 112
Guide d’accompagnement à l’efficacité énergétique
A
VERTISSEMENT
Ce document technique ne doit pas être considéré comme exhaustif. Établi de bonne foi, il doit être utilisé comme un guide qui devra dans chaque cas particulier être complété ou adapté et vérifié.
L'Union des Industries Chimiques n'accepte pas de responsabilité dans l'usage qui sera fait de ce document.
Il reflète l'état des connaissances scientifiques et techniques au moment où il a été écrit.
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DT 112
Guide d’accompagnement à l’efficacité énergétique
Contenu
L’énergie, vecteur de progrès ................................................................................................................... 11
Contexte énergétique dans la chimie .......................................................................................... 11
Chiffres de consommation et de production d’énergie .............................................. 11
Impact du coût de l’énergie sur la compétitivité......................................................... 12
Contexte règlementaire relatif à l’énergie .................................................................................... 14
La directive efficacité énergétique ............................................................................. 14
La Directive « EU ETS » ............................................................................................ 15
Directive IED .............................................................................................................. 16
Gestion de l’énergie .................................................................................................................................. 19
Principes ...................................................................................................................................... 19
Diagnostic énergétique ................................................................................................................ 21
Objectifs d’un diagnostic énergétique ........................................................................ 21
Mise en place d’un diagnostic énergétique ............................................................... 22
Suivi de la performance énergétique en interne ........................................................ 24
Présentation de l’outil CEFIC pour l’audit interne, CARE +....................................... 27
Système de Management de l’Energie (SME) ............................................................................ 29
Indicateurs de performance énergétique ................................................................... 30
Suivi des indicateurs .................................................................................................. 31
Mise en œuvre du management de l’énergie ............................................................ 33
Norme ISO 50 001 ....................................................................................................................... 38
Caractéristiques de la norme ..................................................................................... 38
Processus de certification .......................................................................................... 39
Moyens de mesure ...................................................................................................................... 42
Electricité ................................................................................................................... 43
Gaz naturel ................................................................................................................ 44
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Guide d’accompagnement à l’efficacité énergétique
Vapeur ....................................................................................................................... 45
Eau et condensats ..................................................................................................... 46
Air comprimé .............................................................................................................. 47
Optimisation des procédés .......................................................................................................... 49
Pilotage des systèmes à partir de la mesure ............................................................. 49
Technologies disponibles pour une meilleure performance énergétique des procédés .......................... 54
Machines tournantes et autres opérations transverses ............................................................... 54
Moteurs et agitateurs ................................................................................................. 54
Pompes ...................................................................................................................... 56
Régulation automatique des équipements ................................................................ 61
Comportemental ........................................................................................................ 62
Gestion des bâtiments - GTB - (éclairage, chauffage, ventilation) ............................ 63
Equipements spécifiques ............................................................................................................. 68
Séchage ..................................................................................................................... 68
Distillation................................................................................................................... 72
Réacteurs................................................................................................................... 79
Production et gestion de la chaleur .......................................................................................................... 82
Installations de combustion ......................................................................................................... 82
Typologie ................................................................................................................... 83
Efficacité énergétique ................................................................................................ 83
Gestion de la vapeur .................................................................................................................... 85
Production de la vapeur ............................................................................................. 85
Remarques générales concernant l’exploitation d’un réseau de vapeur .................. 87
Echangeurs et réseaux de chaleur .............................................................................................. 89
Les bonnes questions à se poser .............................................................................. 89
Fonctionnement général des échangeurs thermiques .............................................. 89
Méthodes de dimensionnement des échangeurs de chaleur .................................... 90
Critères de performance d’un échangeur .................................................................. 90
Diagnostic de performances et détection de l’encrassement .................................... 91
Isolation des points singuliers .................................................................................... 92
Récupération et valorisation de la chaleur .................................................................................. 94
Autres utilités ............................................................................................................................................ 97
Electricité ..................................................................................................................................... 97
Air comprimé ................................................................................................................................ 99
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Guide d’accompagnement à l’efficacité énergétique
Froid ........................................................................................................................................... 101
Comment réaliser son « Business Plan Efficacité Energétique » .......................................................... 103
Scénarii et variables .................................................................................................................. 103
Rentabilité et risques ............................................................................................... 103
Exemples de projets ................................................................................................ 103
Certificats d’Economies d’Energie ............................................................................................. 105
Présentation du dispositif ......................................................................................... 105
Loi POPE ................................................................................................................. 105
Loi ENE .................................................................................................................... 105
Autres programmes de soutien.................................................................................................. 108
Programmes d’aide aux diagnostics énergétiques .................................................. 108
Prêt Vert Bonifié ....................................................................................................... 109
Fonds chaleur .......................................................................................................... 109
BPI (OSEO), FEDER et programme européen ....................................................... 110
ANNEXES ............................................................................................................................................... 112
Annexe 1 : Prestation de diagnostic énergétique par auditeur externe .................................... 112
Annexe 2
: Déroulement détaillé par phase d’un diagnostic énergétique ................................. 115
Annexe 3 : Tab leur de collecte de données en vue d’un audit interne à l’aide de Care+ ......... 121
Annexe 4 : Tableau des documents nécessaires pour la certification ISO 50 001 ................... 122
Annexe 5
: Etapes de mise en œuvre d’une démarche de mesure .......................................... 123
Annexe 6
: Comparaison des différentes architectures d’échangeurs de chaleur .................... 124
Annexe 7
: Critères de choix techniques d’un échangeur de chaleur ....................................... 125
Annexe 8 : Remerciements et sources ...................................................................................... 128
Remerciements ........................................................................................................ 128
Sources .................................................................................................................... 128
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Glossaire
ADEME :
Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’énergie
IED : Directive relative aux Emissions Industrielles
ETS : Emission Trading Scheme, politique énergétique européenne relative aux émissions de Gaz à effet de serre
GES : Gaz à Effet de Serre
BREF :
Document de référence, relatifs à la directive IED
MTD :
Meilleures Techniques Disponibles, décrites dans les documents de référence
IPPC :
Directive relative à la prévention et à la réduction des pollutions
AFNOR : Agence Française de NORmalisation
ISO :
Organisation Internationale de Standardisation (normalisation)
PDCA :
Outil de management pour l’accompagnement à l’amélioration continue
DMAIC :
Méthode de management permettant l’identification des problèmes autour de la gestion de projets
IPE :
Indicateurs de Performance Energétique, outil permettant le suivi du management de l’énergie
SME :
Système de Management de l’Energie, cadre de la gestion de l’énergie
KgeqC :
Kilogrammes équivalents carbone, permettant la comparaison des émissions de polluants
KPI :
Key Performance Indicator, indicateurs d’aide au suivi de la performance d’une stratégie de management
IE :
Indicateur d’efficacité d’un équipement, contraignant pour la directive
ATEX :
Conditions d’Atmosphère Explosive, courantes dans la chimie
MEI :
Minimum Efficiency Index, indice de rendement minimum contraignant par la directive Efficacité
énergétique
TRI :
Temps de retour sur Investissement
GTB ou TGTB :
Gestion Technique d’un Bâtiment (éclairage, ventilation, …)
DGEC :
Direction Générale de l’Energie et du Climat
CEE :
Certificats d’Economie d’Energie
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Guide d’accompagnement à l’efficacité énergétique
Définitions
Quelques définitions selon le rapport technique européen de terminologie sur la Maîtrise de l’énergie
FD CEN CENELEC TR 16103 (Publication 2010)
Management de l’énergie
:
activités coordonnées régissant et contrôlant l’utilisation d’énergies d’une entité
Programme de management de l’énergie :
plan d’action visant spécifiquement à atteindre des objectifs et des cibles en matière d’énergie
Système de management de l’énergie (Définition ISO 50001) :
ensemble d’éléments corrélés ou interactifs permettant d’élaborer une politique et des objectifs énergétiques ainsi que des processus et procédures pour atteindre ces objectifs
Responsable Energie :
personne responsable et comptable de la gestion de l’énergie et de l’efficacité énergétique d’une entité
Note : il convient que le responsable Energie soit une personne disposant de compétences adéquates en rapport avec la taille et la complexité de ce qui doit être géré
. Selon la taille et l’organisation de l’entreprise, les responsabilités peuvent être éclatées sur plusieurs personnes.
Performance énergétique (Définition ISO 50001) :
Résultats mesurables liés à l’efficacité
énergéti que, à l’usage énergétique et à la consommation énergétique
Note 1
: dans le contexte des systèmes de management de l’énergie, les résultats peuvent être
évalués au regard de la politique, des objectifs et des cibles énergétiques de l’organisme ainsi que des autres exigences de performance énergétique.
Note 2
: la performance énergétique est un composant de la performance d’un système de management de l’énergie
Indicateur de performance énergétique (Définition ISO 50001) ou IPE :
valeur quantitative ou mesu re de la performance énergétique définie par l’organisme
Note
: Les IPE pourraient être exprimés sous la forme d’une mesure simple, d’un ratio ou d’un modèle plus complexe
Revue énergétique :
détermination de la performance énergétique de l’organisme à partir des données et d’autres informations conduisant à l’identification d’opportunités d’amélioration
Diagnostic énergétique :
Photographie ponctuelle des consommations énergétiques, sans rentrer dans le détail
Audit énergétique :
Détermin ation de l’ensemble des paramètres énergétiques pertinents du périmètre, en vue de la proposition d’actions d’amélioration de la performance énergétique.
A noter que la norme ISO/CEI 13273, relative à la terminologie en efficacité énergétique et
énergies renouvelables est toujours en projet en cette fin 2014.
Source : Cahier des charges ADEME
– Etude de projet accompagnement SME
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Guide d’accompagnement à l’efficacité énergétique
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Avant-propos
Objectifs et contexte du guide
Dans un contexte énergétique où les grands consommateurs voient une opportunité de travailler sur leur facture énergétique
, gage de compétitivité dans leur secteur, ce guide de l’efficacité
énergétique dans les industries chimiques se veut moteur.
Moteur pour mettre les problématiques énergétiques au cœur de la stratégie des industries chimiques, premières consommatrices d’énergie en France. Parmi celles-ci, l’efficacité énergétique est aujourd’hui l’un des principaux outils pour répondre à la hausse des prix de la fourniture énergétique.
Moteur également pour fournir aux entreprises les solutions que les bureaux d’étude et autres professionnels de la gestion énergétique mettent à leur disposition, ainsi que les règlementations qui régissent l’optimisation, le renouvellement ou la construction de nouvelles installations industrielles.
Moteur enfin pour accéder plus facilement aux aides que les autorités, associations et fonds publics ont mis en place dans le but de les soutenir dans cette démarche d’efficacité énergétique.
C’est dans cet esprit que l’Union des Industries Chimiques a décidé la rédaction de ce guide, l’intégrant comme un axe prioritaire dans son accord cadre avec l’ADEME, signé au début de l’année
2013. Le guide bénéficie de l’expérience et des ressources de l’ADEME en matière de rédaction de guides sectoriels.
Le tissu de petites et moyennes entreprises dans les industries chimiques est très important.
Ces acteurs n’ont pas nécessairement les moyens de dédier des ingénieurs ou de consulter des spécialistes en énergie afin de gérer au mieux leurs consommations et éventuelles pertes
énergétiques. Ces entreprises sont les principales destinataires de ce guide, afin que ce manque de moyens ne soit pas un frein au développement de projets dans le domaine de l’efficacité énergétique.
Grâce à un panel de solutions
, d’aides et de retours d’expérience, le présent guide est un recueil d’informations pour aiguiller les industriels vers les possibilités qui s’offrent à eux.
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Guide d’accompagnement à l’efficacité énergétique
Présentation des industries chimiques
Découpage sectoriel des industries chimiques
La diversité des activités des industries chimiques françaises leur permet de regrouper de nombreux produits et services.
Les stratégies de gestion de l’énergie sont différentes en fonction des procédés et des énergies utilisées dans chacun de ces secteurs.
L’industrie chimique est définie par les grands secteurs suivants regroupant les activités de la
Nomenclatur e d’Activités Française (NAF). C’est ce découpage qui a été utilisé dans le cadre de la rédaction du guide.
Chimie minérale
La chimie minérale utilise essentiellement l'eau, l'air, le sel, le soufre et les phosphates pour produire de l'acide sulfurique et ses dérivés, des produits obtenus par électrolyse comme le chlore ou la soude, des gaz comprimés, et des produits plus élaborés comme les engrais.
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Guide d’accompagnement à l’efficacité énergétique
Chimie organique
La chimie organique couvre la pétrochimie et son aval, les matières plastiques, le caoutchouc synthétique et les élastomères. Les produits de la chimie organique sont notamment l'éthylène, le propylène, le butadiène, le benzène, l'éthanol, l'acétone...
Chimie fine
A partir des intermédiaires de la chimie organique ou d’origine végétale, le secteur de la chimie fine élabore des molécules complexes (principes actifs) issues de nombreuses réactions chimiques en série formulées ensuite en produits spécifiques (médicaments).
Savons, produits d’entretien et parfums
Les savons, produits d’entretien et parfums couvrent l’ensemble des produits de la détergence, de la beauté et des soins de la personne destinés à une utilisation industrielle ou à la consommation des ménages.
Source : Site internet UIC
Chiffres clés dans ces industries
L’industrie chimique est un acteur majeur de l’économie française, elle est placée au 6e rang des pays producteurs dans le monde, et au 2e rang en Europe, après l’Allemagne.
Elle a généré 88,9 milliards d’euros de chiffre d’affaires et 18,7 milliards d’euros de valeur ajoutée en 2012, ce qui représente 8,5
% de la valeur ajoutée de l’industrie manufacturière en 2010 et
0,9 % du PIB en 2011
, d’après les estimations de l’Insee. Elle possède également un poids important
à l’international puisque la balance commerciale est de 4,4 milliards d’euros.
Sur les 3
350 entreprises que regroupe l’industrie chimique en France, 94% sont issues du tissu des TPE-PME. De plus, les établissements de moins de 250 salariés emploient 50% des
155 740 salariés du secteur, et la chimie a financé 19 705 droits individuels à la formation (DIF) et 2
015 contrats de professionnalisation.
Au-delà de la valeur économique et sociale des industries chimiques, l’utilisation finale des produits chimiques est variée. Parmi celles-ci, les autres secteurs industriels sont destinataires de
44% des produits de la chimie dont une majorité pour la transformation des plastiques et l’agriculture, la sylviculture et la pêche, toujours d’après l’Insee, en 2009.
(Source : Site internet UIC)
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Guide d’accompagnement à l’efficacité énergétique
M ode d’emploi du guide
Ce guide a pour objet le référencement de bonnes pratiques en matière d’efficacité
énergétique dans les industries chimiques. Il a vocation à explorer les différentes composantes de la gestion de l’énergie, et à fournir un accès à de plus amples informations par le biais de nombreux documents.
Les actions d’économies d’énergies sont présentées par équipement ou procédé.
Il est structuré en 3 grandes parties :
1. L
’importance de l’énergie dans le secteur de la chimie, les enjeux qui y sont liés et les réglementations associées.
2. Les a ctions d’économies d’énergie, qu’elles soient d’ordre managériales, avec le management de l’énergie, ou techniques, avec une liste non exhaustive des actions possibles sur les équipements industriels, transverses ou spécifiques à la chimie.
3. Les solutions pouvant aider au financement et la réalisation des projets.
Afin de faciliter la recherche de données, les informations disponibles ont été ordonnées sous la forme de fiches descriptives dont le modèle est le suivant :
Un chapeau « en-tête » permettant de cibler rapidement les informations et enjeux présentés dans le chapitre
Et pour chaque partie :
« Introduction » permettant de comprendre rapidement l’angle d’approche de chaque action ou groupe d’actions
« Description »
, cœur des recommandations, permettant de développer les actions
Des notes importantes à retenir peuvent être mises en valeur par des panneaux de ce type.
«
Retour d’expérience », permettant de découvrir les résultats de la mise en place des actions préconisées chez des acteurs possédant des problématiques similaires
« Pour aller plus loin », où la source des informat ions est donnée, ainsi qu’un lien pour pousser le raisonnement plus loin sur les sujets souhaités.
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