Nous allons dans cette partie nous intéresser à l'évaluation des consommations d'énergie des équipements industriels, proposer quelques bonnes pratiques pour s'attaquer à la sobriété énergétique, et aborder quelques "tips" sur les prix.
Comme d'habitude, cet article s'adresse aux professionnels...
Définition
Le watt tire son nom de James Watt (1736-1819), inventaire écossais notamment d'une source d'énergie fiable et économique retenu sous le concept de machine à vapeur. Cette découverte est à l'origine de la révolution industrielle, dont la berceau fut l'Angleterre, véritable tremplin vers l'âge moderne auquel nous pouvons encore nous reconnaitre. Né alors l'unité de mesure, permettant de se comparer au déplacement à cheval, le plus usité à cette époque : le cheval-vapeur. Cette unité est toujours utilisée aujourd'hui pour mesurer la puissance des moteurs de véhicules.
Du Joul au kw/h
Le watt est égal à 1 joule (J) par seconde.
Quant au Joule, du nom du chercheur James Prescott Joule (1818-1889), il "exprime le travail exercé par la force d’un Newton dont le point d’application se déplace d’un mètre dans la direction de la force".
A noter, et c'est l'élément le plus important à retenir dans ce paragraphe, que le Joule est la référence d'énergie mondiale en faisant partie du Système international d'unités. Il offre ainsi l'opportunité de mesure l'ensemble des sources d'énergie (électricité, gaz, charbon...) sous la même unité de mesure.
Pour plus de détails sur le sujet, dont la célèbre loi Joule (étant arrivé au taquet de mes capacités techniques), cf. lien suivant.
Pour mesure quoi?
Avant d'aborder, comme il se doit dans mes blogs, les enjeux financiers, voici un panorama des différentes sources d'énergie.
Nous n'allons voir ici que la partie électricité et gaz (qui peut être fabriquée à partir de pétrole d'ailleurs, cf. suivant), principales sources d'énergie des industries.
Du kw/h à l'euro
Pour exprimer, un watt en watt/heure, il suffit de multiplier la puissance par le temps.
Ainsi un moteur de 300Watt va consommer 300Watt pendant 1 H (de fonctionnement)
Partant de l'objectif qu'en tant que patron d'usine, chef d'atelier, responsable maintenance, directeur financier...,, vous souhaitez connaitre la coût en énergie d'une "entité" (machine, usine...), voici des exemples de calcul de kw/h.
Electricité:
Il faut multiplier 3 facteurs.
Facteur 1 : la puissance en kw, que l'on trouvera sur les notices techniques des machines techniques ou équipement.
Sur une ligne de fabrication, il faudra la "découper" en autant de moteurs.
Facteur2: temps de fonctionnement / période donnée en H
Facteur2: coût de KW/H ou MW/H
Exemple (simplifié) :
Un atelier dispose de 40 néons qu'il utilise 8h par jour au printemps et en été, et 16h par jour l'automne et l'hiver.
La société travaille en 3x8 toute l'année, s'arrête le week-end + 1 semaine à Noël + 4 semaines l'été
Les néons ont une puissance de 100Watt.
Le prix de l'électricité est de 150€/MW/H (si possible ou significatif, distinguer, dans les faits, heures creuses et heures pleines)
Quelle est la consommation annuelle et le coût d'électricité?
Nombre de jours de production (spécifiques à l'entreprise):
Hiver : 6 mois => 6 x 20 jours / mois - 5 jours d'arrêt à Noël = 115 jours
Ete : 6 mois => 6 x 20 jours / mois - 20 jours d'arrêt l'été = 100 jours
Nombre d'heures de consommations d'électricité (des néons)
Hiver: 115 x 16
Ete: 100 x 8
Total: 2640h
Quantité d'électricité consommée par an
Heures consommations x puissance en watt = 2640h x 90Watt = 237600 Watt/H
Conversion watt/H and MW/H
1 watt/H = 1/1000 MW/H
237600 Watt/H = 237.6 MW/H
Coût éléctrique / an :
237.6 MW/H x 150€ ( € / MW/H) = 36 k€
Gaz
Arrêtons nous désormais sur la source d'énergie constituée par le gaz.
Notons déjà que le gaz peut prendre 3 formes.
1. Gaz naturel
Le gaz naturel provient, comme son nom l'indique, de matières naturelles constituées majoritairement de méthane, enfouies en sous-sols et distribuées, sans transformations significatives, via un système de canalisation. Cette provenance est ultra-majoritaire dans le monde et est le fruit de la rupture géopolitique entre la Russie et les pays pro-ukrainiens
2. Gaz de Pétrole liquéfié
Dis "GPL" ou également connu en France, sous le nom de gaz propane ou butane, c'est un gaz "chimique", produit donc, à partir de pétrole. Les lieux de transformations sont internationaux et en grande partie en Europe. Avant la crise ukrainienne, cette source de gaz était bien plus coûteuse que la gaz naturel. Depuis, les enjeux ont fortement changé, tant en terme de prix qu'en terme de stratégie d'approvisionnement jusqu'aux risques paroxysmiques de "blackout".
3. Le Bio-gaz
Le biogaz, appelé également biométhane, a le double d'avantage d'être issu de matières recyclées (déchets agroalimentaires) et de pouvoir être distribués via des pipelines tels que ceux servant à la circulation du gaz naturel. L'inconvénient pour les industries l'utilisant est une efficacité souvent en deçà des sources de gaz fossiles.
Consommation de gaz et kw/h
Il y a beaucoup d'unités pour mesure le gaz (l, T, m3).
Voyons comment en convertir certaines d'entre elles en kw/h.
Propane:
1kg = 13.835 kw/h
Gaz naturel:
* gaz B (forte teneur en azote / provenance pays bas) distribuant principalement Haut de France et une partie de la Normandie: 1m3 = 9.2 à 10.1 kw/h
* gaz H (faible teneur en azote / provenance Mer du nord, Russie et Algérie) distribuant la majeur partie du territoire français: 1m3 = 10.3 à 12.4 kw/h
Du kw/h à l'euro
Même principe que l'exemple de calcul de coût d'électricité ci-dessus. On multipliera la durée de marche d'un appareil, d'une chaudière par sa puissance en kw, après avoir convertir les unités de mesure de gaz (telle que ci-dessous).
En ce qui concerne le chauffage, les données pourront remonter tous les mois via la facturation ou en temps réel en installant un capteur (cf. parties suivantes).
Comment connaitre les consommations d'énergie de façon automatique et en temps réel?
L'enjeu de l'énergie mis en lumière par la guerre en Ukraine, en sus de la nécessité de s'affranchir des énergies fossiles qui n'est plus à prouver, oblige les entreprises, du secteur industriel en particulier, à trouver des gisements (ah, ah, ah!)... d'économie d'énergie.
Pour ce faire, je vous propose cette stratégie suivante (rien de bien révolutionnaire comme toutes les méthodes qui marchent, que du bon sens) :
1. Brainstorming sur les potentiels de diminution des consommations d'énergie
1.1 - tour d'usine avec le responsable maintenance
Je préconise, selon les organisations d'entreprise, que l'acheteur, le responsable de l'amélioration continue, le responsable des opérations, le chef d'équipe, le contrôleur de gestion... fasse un tour d'usine avec le responsable de maintenance (+ travaux neufs) pour faire une 1ère revue des:
* process fortement consommateurs;
* leviers d'améliorations;
* ponts thermiques;
* équipement (au sens large) de chauffage en panne
1.2 - Création d'une équipe projets
Fort des 1ères pistes d'optimisation de consommations d'énergie décelées, mettre en place une équipe "énergie" pour animation d'un plan d'actions dans ce sens.
2. Audit énergétique
Il est indispensable, et même obligatoire depuis 2015 selon la taille de l'entreprise de procéder à un audit énergétique, cf. *.gouv.
Cette étape est le véritable point d'encrage du plan d'actions de réductions des consommations et dépenses énergétiques.
Il est indispensable de trouver le bon partenaire.
Voici quelques conseils.
Critères pour choisir le conseiller en charge de l'audit énergétique:
- Nombre de jours de présence sur site
Si il est réduit, cela signifie que "l'auditeur" cherchera à être le plus productif possible au détriment de l'apport de véritables solutions collant aux besoins de son clients.
Exemple : faire une analyse à partir des consommations minutes d'électricité dont dispose son client via le fournisseur d'électricité.
Cette étape éclaire certes sur certaines données macro, mais reste très superficielle.
- Durée d'analyse des points de contrôles
Le conseiller à l'issue de la visite du site avec le responsable maintenance (et travaux neufs), posera différents capteurs aux endroits susceptibles d'être le plus énergivore. La plage de temps de remontée d'informations doit être suffisamment importante pour être significative
- Rapport d'audit
Exigez un rapport d'audit opérationnel. A sa lecture, le technicien en charge de mettre en place les actions préconisées doit comprendre les enjeux, les leviers et les améliorations à apporter. Evidemment, les gains attendus devront également être indiqués, projet par projet, et détaillés.
- Mode de rémunération
- Mode de règlement de la facture
Encore plus qu'une livraison de matériel où une partie de la facture sera à régler à compter de la mise en conformité de la réception, un % significatif du montant de la facture sera dû après la présentation, en "présentiel" du rapport d'audit.
ISO 50001
A savoir que l'Etat peut s'appuyer sur une certification ISO 50001, dans la mesure où elle est mise à jour.
Sur ce sujet, penser à intégrer, suite à retour d'expérience, la contre-productivité administrative générée par la norme iso en général, et 50001 en particulier, si vous voulez vous lancer dans ces démarches normatives.
3. Capteurs de suivi des consommations
A l'heure de l'électricité chère où, précisons le encore, l'effet exponentiel issu de la situation géopolitique n'est qu'un accélérateur d'une tendance immuable, la consommation d'énergie se situe désormais sur le podium du coût des matières premières.
Son suivi est en train de devenir donc aussi vital qu'un composant de produit fini. Il faut donc adapter les différents outils de gestion dans ce sens (GPAO, ERP cf II-Le SI au service du contrôle de gestion), ainsi qu'en aval du processus, les contrats commerciaux qui doivent/peuvent en répercuter les plus fortes variations.
Les équipement industriels pour la plupart d'entre eux ne sont pas équipés de capteurs permettant de mesurer lors des différentes étapes de production la consommation d'énergie en temps réel. Et même combat pour le chauffage.
L'enjeu consiste, après les étapes 1. et 2. à s'équiper de capteurs sur les zones répondant aux deux critères suivants:
- zone énergivore;
- levier d'amélioration existant.
L'iso 50001 mentionne l'obligation de suivre 80% de la consommation. Je préconise cette orientation "pareto" pour optimiser efforts financiers (investissements) et humains.
La stratégie prix:
Pour signer un contrat d'électricité ou de gaz, vous pouvez signer en direct ou passer par un courtier.
Les courtiers en énergie, sont pour un certain nombre, des intermédiaires soufflant sur les braises de la flambée des prix et son corolaire la panique (semblant avérée en l'occurrence).
Attention donc à leurs conseils. Ils conseilleront globalement d'acheter quand c'est la bonne période pour eux, pas forcément pour les entrepreneurs.
Avantages de faire appel aux courtiers en énergie:
- aide aux appels d'offre
L'appel d'offre (3 devis) si elle est une étape du contrôle interne (cf. III - Le contrôle interne) indispensable, n'en est pas moins fastidieuse. C'est bien connu, toutes les réductions de charges administratives auprès des managers, ou qui plus est du DG, sont les bienvenues.
- Marché complexe
Un bon courtier va bien identifier besoins de l'entreprise et offre du marché pour répondre, notamment, aux problématiques suivantes:
- comment l'énergie sera distribuée?
- comment l'énergie sera stockée?
- poids des taxes
- savoir distinguer prix marché et "talon" (marge)
- prix "spot" (marché), prix à terme (dont "swapps")
- prix fixes, variables, semi-variables
- durée du contrat
- option Arhen (source énergie nucléaire) : pour en savoir plus...
- part d'énregie renouvelable
- Rôle des acheteurs
L'achat est une fonction de la supply chain à part entière et le rôle de négociateur d'un acheteur spécialisé sera plus efficace que celui d'un "quidam". De même, si le courtier est sérieux, il ne travaillera qu'avec des fournisseurs qualifiés, via normes et autres retours d'expérience.
Inconvénients à faire appel aux courtiers en énergie:
- Partage de marge
Enfonçant des portes ouvertes, plus il y a d'intermédiaires plus le prix final est élevé, chacun devant intégrer une marge dans son résultat pour perdurer.
- Opacité
Dans la plupart du temps, le courtier se rémunèrera via une commission, intégré aux prix de vente, versée par le fournisseur, sans que l'acheteur final connaisse cette part.
En règle générale, je préconise de rémunérer les courtiers via des montants fixes (du genre forfait) qui ont le mérite d'être transparents car versé par l'acheteur, lui-même. De plus, cela garantit une meilleure objectivité du choix du fournisseur d'énergie via des critères pro-acheteurs.
- Prix marché
On le voit clairement depuis la guerre en Ukraine. L'économie mondiale, à part quelques situations singulières, est touchée par la hausse des prix de l'énergie. Bien-sûr, les gouvernements ont un levier incitatif ou décourageant, via les fameuses armes de subventions et d'impôts, mais les organismes de régulation visant à empêcher la non moins célèbre concurrence déloyale (en premier lieu la commission européenne et l'OMC) veillent au grain.
En conséquence, l'entreprise d'un pays, dans la plupart des cas, n'a pas le choix d'acheter l'énergie au cours du marché, plus exactement de "son" marché. En France et pour bon nombre de pays européens, le cours est obtenu via les supports EPEX spots et Nord Pool spots.
Le prix du marché représentant 80 à 90% du montant de la facture, où est la véritable marge de manœuvre du courtier? donc, où est le véritable avantage financier que pourra tirer l'entreprise faisant appel au courtier?
Conclusion
La rareté et, par conséquent le prix, des sources d'énergie, renforcé par la complexité des modes d'approvisionnement (cf. les "crises" mondiales successives) doivent nous faire penser à l'adage suivant : l'énergie la plus verte est celle que l'on ne consomme pas. A bon entendeur... et à vos mesure.
