Cet article s’adresse aux directeurs d’usine, responsables de production, responsables énergie et maintenance, ainsi qu’aux équipes d’amélioration continue qui ont devant eux une liste d’actions possibles pour réduire la consommation d’énergie et doivent décider par laquelle commencer. Il explique pourquoi le nombre d’heures pendant lesquelles une machine est sous tension sans produire modifie souvent l’ordre des actions davantage que sa puissance installée, et comment croiser les états machine mesurés avec la consommation mesurée pour fixer cet ordre.
- Sans mesure, pas d’ordre fiable pour les actions.
- L’énergie sans production, c’est la puissance dans un état fois les heures dans cet état.
- Classer par puissance installée désigne souvent la mauvaise machine.
- Les actions sans investissement visent surtout les heures sans production.
Ce que dswerk.de écrit sur la mesure et l’ordre des leviers
Dans l’article en allemand Energieeffizienz im Maschinenbau: Hebel & Wirtschaftlichkeit (Efficacité énergétique dans la construction de machines : leviers et rentabilité), Dipl.-Ing. Dražen Stjepić décrit sur dswerk.de comment les entreprises de production du secteur des machines peuvent réduire leur consommation d’énergie et chiffrer leurs investissements. Dès l’introduction, une phrase résume la logique de cet article : « Ohne Messung gibt es keine Kennzahlen, ohne Kennzahlen gibt es keine Priorisierung » (« sans mesure, pas d’indicateurs ; sans indicateurs, pas de priorisation »).
Il recommande de mesurer d’abord séparément les plus gros consommateurs, par exemple avec des sous-compteurs, et présente cinq leviers : des moteurs électriques plus efficaces, des variateurs de fréquence sur les pompes et ventilateurs, l’air comprimé (fuites, pression, pilotage), une hydraulique à la demande et la maîtrise des pointes de puissance. Pour démarrer, il propose un ordre clair : recherche de fuites d’air comprimé, puis sous-compteurs, puis variateurs sur les pompes et ventilateurs existants, les projets plus lourds venant ensuite. Un exemple tiré de sa pratique montre l’enjeu : deux machines CNC restées en veille le week-end avec la pompe hydraulique à pleine puissance. Et pour la consommation spécifique par pièce, il conseille d’enregistrer sur la même période les temps de changement de série, d’arrêt et de nettoyage. Cet article reprend précisément ce point : comment les états mesurés de chaque machine aident à prioriser les actions.
Pourquoi les heures sans production changent le classement
L’énergie qu’une machine consomme sans fabriquer une seule pièce est le produit de deux grandeurs : la puissance qu’elle appelle dans cet état et le temps qu’elle passe dans cet état. Les sous-compteurs donnent la première. La seconde manque dans beaucoup d’usines, parce que personne ne sait précisément combien de temps une machine attend, change de série ou reste sous tension après la fin du poste chaque semaine. En classant les machines seulement par puissance installée, on commence souvent par la mauvaise.
Pour prioriser, il est utile de découper le temps de chaque machine en états bien distincts :
- Production : la machine fabrique des pièces. C’est là qu’agissent les leviers comme des entraînements plus efficaces ou des variateurs de fréquence.
- Micro-arrêts : arrêts de quelques secondes à quelques minutes. Hydraulique, refroidissement et aspiration continuent en général de tourner.
- Attente pendant le poste : manque de matière, pas d’opérateur, validation en attente. La machine est prête, mais elle ne produit pas.
- Changement de série et nettoyage : temps planifié sans production, pendant lequel tous les fluides restent souvent ouverts.
- Arrêt planifié : pauses, nuits et week-ends sans poste. Toute la question est de savoir si la machine est vraiment coupée ou si elle reste en veille.
Les actions qui visent les états sans production (logique de coupure, mode économie d’énergie, fermeture de l’air comprimé, hydraulique à la demande) rapportent en proportion des heures passées dans ces états. Une machine de puissance moyenne qui attend de nombreuses heures ou reste en veille le week-end peut donc passer devant une machine plus puissante qui produit presque en permanence.
La matrice de priorisation : état, mesure, levier
| État | Ce que montre la mesure | Levier type | Nature de l’action |
|---|---|---|---|
| Arrêt planifié (nuit, week-end) | Heures sous tension hors poste, puissance en veille | Routine de coupure, programme de veille dans la commande, fermeture des fluides | Organisation ou programmation, en général sans gros investissement |
| Attente pendant le poste | Durée et fréquence des attentes, avec leur cause | Mode économie d’énergie après une durée d’attente fixée, suppression des causes d’attente | Organisation et pilotage |
| Micro-arrêts | Nombre et durée totale par poste | Traitement des causes de micro-arrêts | Amélioration continue, agit aussi sur le TRS |
| Changement de série et nettoyage | Durée réelle par opération | Coupure ciblée des fluides, réduction du temps de changement | Standard de travail |
| Production | Heures productives et consommation par pièce | Moteurs plus efficaces, variateurs de fréquence, hydraulique load sensing | Investissement avec calcul de retour |
La matrice ne remplace pas le calcul de rentabilité. Elle garantit que ce calcul repose sur le bon nombre d’heures, et que les actions sans investissement, qui visent souvent les heures sans production, ne sont pas oubliées.
Une méthode en cinq étapes
- Choisir les machines. Commencez par les plus gros consommateurs, comme dswerk.de le recommande pour les sous-compteurs, et ajoutez les machines dont vous savez qu’elles attendent souvent.
- Mesurer les états, y compris hors poste. Enregistrez automatiquement, sur plusieurs semaines, quand chaque machine produit, est arrêtée, attend ou change de série, nuits et week-ends compris.
- Déterminer la puissance par état. Placez les relevés des compteurs à côté de l’historique des états et calculez la puissance moyenne de chaque machine dans chaque état.
- Calculer l’énergie sans production et classer. Heures par état multipliées par puissance par état donnent l’énergie consommée sans production. Classez les machines selon ce chiffre, pas selon la puissance installée.
- Affecter les leviers et remesurer. Associez à chaque gros poste un levier de la matrice, commencez par les actions sans investissement et mesurez à nouveau après leur mise en œuvre.
Un exemple pour illustrer, sans données réelles : la machine A appelle 5 kW hors production et reste sous tension 60 heures par semaine sans produire. Cela fait 300 kWh par semaine. La machine B est plus grosse et appelle 8 kW hors production, mais elle n’est à l’arrêt que 15 heures par semaine. Cela fait 120 kWh. Selon la puissance installée, B passerait en premier ; selon l’énergie sans production, c’est A, et le bon levier est une routine de coupure, pas un investissement.
Deux erreurs sont fréquentes. La première consiste à compter les attentes pendant le poste comme du temps de production, parce que la machine est sous tension. La seconde consiste à ne pas remesurer après une action, si bien que l’économie reste une estimation. La mesure des états machine répond aux deux questions avec des données.
Ce qu’apporte TEEPTRAK
TEEPTRAK mesure automatiquement l’état de chaque machine : un module dans l’armoire électrique et un capteur en bord de ligne, environ une heure d’installation par machine, sans connexion à l’automate, un premier TRS en 48 h. Chaque arrêt est horodaté, micro-arrêts compris, et les opérateurs confirment la cause à la machine, de sorte que l’attente matière ou l’attente de validation apparaissent comme des causes distinctes. La consommation vient de vos compteurs ; le conseil en énergie, le calcul de rentabilité et les questions de financement restent aux spécialistes. TEEPTRAK n’est pas un MES : il fournit les données d’état qui rendent visibles les heures sans production. TEEPTRAK est utilisé dans plus de 700 usines dans plus de 30 pays.
Pour aller plus loin
- Energieeffizienz im Maschinenbau: Hebel & Wirtschaftlichkeit (dswerk.de, Dipl.-Ing. Dražen Stjepić, en allemand)
- Consommation à vide des machines : la mesurer avant l’audit énergétique
- IPE en usine, mesurer le kWh par pièce et l’énergie consommée à l’arrêt
FAQ
Pourquoi la puissance installée ne suffit-elle pas pour prioriser les actions d’économie d’énergie ? Parce qu’elle ne dit rien du temps. L’énergie consommée sans production dépend du nombre d’heures pendant lesquelles une machine attend, change de série ou reste en veille, et cela varie fortement d’une machine à l’autre.
Faut-il un sous-compteur sur chaque machine ? Pour les plus gros consommateurs, oui, comme le recommande dswerk.de. Pour prioriser, il suffit souvent de déterminer une fois correctement la puissance par état, puis de suivre en continu les heures mesurées par état.
Quelles actions passent en général en premier ? Souvent celles qui ne demandent pas d’investissement : routines de coupure la nuit et le week-end, modes économie d’énergie pendant les attentes et fermeture des fluides. Les investissements sur les entraînements ou l’hydraulique suivent, avec un calcul de retour fondé sur les heures mesurées.
0 commentaires