Dimensionnement d’un système de monitoring énergétique
Dimensionner correctement son système de monitoring énergétique est essentiel pour optimiser l’investissement tout en obtenant des données pertinentes et exploitables.
Méthodologie de dimensionnement
Étape 1 : Analyse des besoins
Questions clés à se poser :
- Quelles énergies souhaitez-vous suivre ? (électricité, gaz, vapeur, eau, air comprimé)
- Quels équipements sont les plus consommateurs ?
- Quel niveau de détail souhaitez-vous ? (atelier, ligne, machine)
- Quelles actions souhaitez-vous réaliser ? (suivi, alertes, pilotage)
- Quel est votre budget ?
- Avez-vous des contraintes réglementaires ? (ISO 50001, CEE)
Collecte des informations :
- Factures énergétiques des 3 dernières années
- Schémas électriques et fluides
- Plans des installations
- Liste des équipements principaux
- Contrats de fourniture d’énergie
Étape 2 : Identification des points de mesure
Priorisation des points de mesure :
| Priorité | Type d’équipement | Justification | % investissement |
|---|---|---|---|
| 1 | Compresseurs air | 20-30% consommation élec. | 5% |
| 1 | Chaudières | 40-60% consommation gaz | 5% |
| 2 | Fours | Consommation élevée | 10% |
| 2 | Réfrigération | 15-25% consommation élec. | 10% |
| 3 | Moteurs > 37 kW | Gisement économies | 15% |
| 3 | Lignes production | Répartition coûts | 25% |
| 4 | Éclairage | Suivi général | 10% |
| 4 | Auxiliaires | Complétude | 20% |
Recommandations pratiques :
- Commencer par les priorités 1 et 2
- Viser 20-30% du budget pour ces équipements
- Étendre progressivement aux priorités 3 et 4
Dimensionnement par type d’énergie
Électricité
Niveaux de mesure :
| Niveau | Emplacement | Nombre points | Fréquence | Usage |
|---|---|---|---|---|
| Global | TGBT principal | 1 | 10 s | Facturation, pointes |
| Secondaire | TGBT divisionnaire | 5-20 | 30 s | Répartition ateliers |
| Tertiaire | Armoires | 10-50 | 1 min | Machines, lignes |
| Machine | Équipements | 20-200 | 10 s | Optimisation process |
Recommandations dimensionnement :
- PME (< 5 MWh/an) : 5-10 points (global + secondaire)
- Petite industrie (5-50 MWh/an) : 15-30 points (+ tertiaire)
- Moyenne industrie (50-500 MWh/an) : 50-150 points (+ machine sélectif)
- Grande industrie (> 500 MWh/an) : 200+ points (+ machine exhaustif)
Exemple concret : Atelier d’usinage (180 MWh/an)
| Emplacement | Nombre | Type | Justification |
|---|---|---|---|
| TGBT principal | 1 | Modbus | Suivi global, facturation |
| TGBT atelier | 1 | Modbus | Répartition atelier |
| Armoires lignes (4) | 4 | Modbus | Suivi lignes |
| Machines critiques (8) | 8 | Pinces | Optimisation |
| Éclairage | 1 | Basique | Suivi |
| Total | 15 |
Gaz naturel
Niveaux de mesure :
| Niveau | Emplacement | Type compteur | Justification |
|---|---|---|---|
| Global | Livraison | Diaphragme | Facturation |
| Principal | Chaudières | Ultrasons | Optimisation |
| Secondaire | Process | Diaphragme | Répartition |
Recommandations dimensionnement :
- 1 chaudière : 2-3 points (global + chaudière)
- 2-4 chaudières : 4-7 points (global + chaudières)
- + process gaz : +2-5 points
Exemple concret : Chaufferie industrielle (12 000 MWh/an)
| Emplacement | Nombre | Type | Justification |
|---|---|---|---|
| Livraison | 1 | Diaphragme | Facturation |
| Chaudière 1 | 1 | Ultrasons | Optimisation |
| Chaudière 2 | 1 | Ultrasons | Optimisation |
| Surchauffeur | 1 | Diaphragme | Répartition |
| Process 4 fours | 2 | Diaphragme | Répartition |
| Total | 6 |
Vapeur
Niveaux de mesure :
| Niveau | Emplacement | Type compteur | Justification |
|---|---|---|---|
| Production | Sortie chaudière | Vortex | Production |
| Distribution | Réseau principal | Vortex | Pertes réseau |
| Utilisation | Équipements | Orifice | Répartition |
Recommandations dimensionnement :
- Sans vapeur : 0 point
- Réseau simple : 3-5 points (production + 2-3 utilisations)
- Réseau complexe : 8-15 points (production + distribution + utilisations)
Exemple concret : Réseau vapeur agroalimentaire (5 000 t/an)
| Emplacement | Nombre | Type | Justification |
|---|---|---|---|
| Sortie chaudière | 1 | Vortex | Production |
| Réseau principal | 1 | Vortex | Pertes |
| Pasteurisateur 1 | 1 | Orifice | Répartition |
| Pasteurisateur 2 | 1 | Orifice | Répartition |
| Cuit 1 | 1 | Orifice | Répartition |
| Cuit 2 | 1 | Orifice | Répartition |
| Total | 6 |
Eau
Niveaux de mesure :
| Niveau | Emplacement | Type compteur | Justification |
|---|---|---|---|
| Global | Arrivée | Électromagnétique | Facturation |
| Process | Équipements | Électromagnétique | Consommation |
| Récupération | Recyclage | Électromagnétique | Performance |
Recommandations dimensionnement :
- Sans eau process : 2-3 points (global + sanitaires)
- Avec eau process : 5-10 points (global + process + récupération)
Air comprimé
Niveaux de mesure :
| Niveau | Emplacement | Type compteur | Justification |
|---|---|---|---|
| Production | Sortie compresseur | Vortex | Production |
| Distribution | Réseau | Massique thermique | Pertes |
| Utilisation | Équipements | Massique thermique | Fuites |
Recommandations dimensionnement :
- 1 compresseur : 2-3 points (production + 1-2 utilisations)
- 2-4 compresseurs : 4-7 points (production + 2-4 utilisations)
- Réseau étendu : +2-5 points
Exemple concret : Réseau air comprimé (8 compresseurs)
| Emplacement | Nombre | Type | Justification |
|---|---|---|---|
| Sortie compresseurs | 4 | Vortex | Production |
| Réseau principal | 1 | Massique | Pertes |
| Ligne A | 1 | Massique | Fuites |
| Ligne B | 1 | Massique | Fuites |
| Ligne C | 1 | Massique | Fuites |
| Total | 8 |
Dimensionnement par taille d’entreprise
TPE/PME (< 50 salariés)
Configuration recommandée :
- Électricité : 5-10 points (global + tertiaire)
- Gaz : 2-3 points (si présent)
- Eau/Air : 1-2 points (si pertinent)
- Total : 8-15 points
Budget indicatif : 8 000 - 25 000 € HT
PMI (50-250 salariés)
Configuration recommandée :
- Électricité : 15-40 points (global + secondaire + tertiaire)
- Gaz : 4-8 points
- Vapeur : 3-6 points (si présent)
- Eau : 3-5 points
- Air : 3-6 points
- Total : 30-65 points
Budget indicatif : 25 000 - 80 000 € HT
ETI (250-1000 salariés)
Configuration recommandée :
- Électricité : 50-150 points (global + secondaire + tertiaire + machine)
- Gaz : 8-20 points
- Vapeur : 8-15 points
- Eau : 8-15 points
- Air : 8-15 points
- Total : 80-200 points
Budget indicatif : 80 000 - 200 000 € HT
Grand compte (> 1000 salariés)
Configuration recommandée :
- Électricité : 200+ points (exhaustif)
- Gaz : 20+ points
- Vapeur : 15+ points
- Eau : 15+ points
- Air : 15+ points
- Total : 250+ points
Budget indicatif : 200 000 - 500 000 € HT
Dimensionnement de l’architecture
Fréquence d’acquisition
| Application | Fréquence | Justification |
|---|---|---|
| Facturation | 10-30 s | Suffisant |
| Pointes | 10 s | Nécessaire |
| Alertes | 10-30 s | Réactivité |
| Analyse | 1-5 min | Suffisant |
| Optimisation | 10-30 s | Précision |
| Contrôle | 1-5 s | Temps réel |
Recommandation : 10-30 s pour la plupart des applications industrielles
Stockage de données
| Application | Rétention | Volume estimé/an |
|---|---|---|
| Suivi facturation | 3 ans | 1-5 Go |
| Analyse tendance | 5 ans | 5-20 Go |
| Optimisation process | 2 ans | 10-50 Go |
| Réglementation | 10 ans | 20-100 Go |
Recommandation : Prévoir 50 Go + 20% de marge pour 5 ans
Architecture réseau
| Taille | Architecture | Protocole | Justification |
|---|---|---|---|
| Petite (< 20 points) | Filaire | Modbus RS485 | Simple, économique |
| Wifi | TCP/IP | Flexibilité | |
| Moyenne (20-100 points) | Filaire | Modbus TCP | Robustesse |
| Wifi | TCP/IP | Flexibilité | |
| Grande (> 100 points) | Filaire | Modbus TCP, Ethernet | Performance |
| Fibre | TCP/IP | Distance |
Prime CEE IND-UT-134 : 2 500 € (125 €)
Étude de cas détaillée
Cas : Scierie industrielle (PMI, 120 salariés)
Données :
- Surface : 6 500 m²
- Électricité : 850 MWh/an
- Gaz : 1 200 MWh/an (séchage)
- Air comprimé : 4 compresseurs
Dimensionnement proposé :
| Énergie | Points | Détail |
|---|---|---|
| Électricité | 25 | Global + 5 TGBT + 15 lignes + 4 compresseurs |
| Gaz | 7 | Global + 2 chaudières + 4 séchoirs |
| Air comprimé | 6 | 4 sorties + 2 réseaux |
| Total | 38 |
Budget estimé :
| Poste | Montant HT |
|---|---|
| Compteurs électriques (25) | 25 000 € |
| Compteurs gaz (7) | 12 000 € |
| Compteurs air (6) | 6 000 € |
| Câblage | 15 000 € |
| Licence logicielle | 8 000 € |
| Total | 66 000 € |
| Prime CEE IND-UT-134 | -125 € |
| Coût net | 65 875 € |
Économies estimées :
- Identification gisements : 25 000 €/an
- Optimisation séchage : 15 000 €/an
- Lissage pointes : 8 000 €/an
- Total : 48 000 €/an
ROI : 1.4 an
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