Système de variation électronique de vitesse sur un moteur asynchrone : fiche d’opération standardisée IND-UT- 102

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Parmi les premières fiches promues dans le dispositif des Certificats d’économies d’énergie, la variation électronique de vitesse sur moteur est toujours d’actualité 10 ans après, dans un contexte où les règles d’écoconception ont évolué.

Selon l’Observatoire de l’industrie électrique, la consommation électrique en France en 2013 était de 117 TWh. Les moteurs électriques représentent en moyenne 2/3 de cette consommation, soit environ 80 TWh, ce qui constitue une source importante d’économies d’énergie électrique.
La variation électronique de vitesse est un dispositif électronique qui permet de moduler la puissance d’un moteur en abaissant la tension d’alimentation. Ainsi, il devient possible d’adapter en continu la puissance appelée en fonction du besoin réel, permettant de consommer moins d’électricité que dans le cas où le fonctionnement s’effectue par paliers. Des gains importants sont également réalisés au démarrage des moteurs.

La fiche IND-UT-102 valorise la mise en place d’un système de variation électronique de vitesse sur un moteur asynchrone. Les moteurs asynchrones sont les moteurs les plus répandus dans les installations industrielles et interviennent essentiellement dans des applications qui nécessitent un changement fréquent de régime de fonctionnement (ventilateurs, pompes centrifuges, compresseurs, air comprimé). L’installation d’un système de variation électronique de vitesse sur de tels moteurs apparaît donc pertinente.

Cette fiche s’applique aux moteurs asynchrones de puissance inférieure à 3 MW, qu’ils soient neufs ou existants, mais ne s’applique pas lorsque l’installation est déjà équipée d’un variateur électronique de vitesse nécessitant un remplacement. D’après une étude CEREN, 63 % des moteurs existants ont un besoin de variation de vitesse, et leur consommation est estimée à 37 TWh. D’après le Gimélec, 64 % des moteurs vendus sur le marché sont directement équipés d’un système de variation électronique de vitesse en France en 2014.
L’opération est soumise à la règlementation écoconception qui impose à certains moteurs des exigences à respecter. Depuis le 1er janvier 2017, tous les moteurs asynchrones concernés par la règlementation écoconception et d’une puissance nominale comprise entre 0,75 kW et 375 kW doivent soit avoir un rendement supérieur ou égal au niveau de rendement IE3, soit atteindre le niveau de rendement IE2 et être équipés d’un variateur de vitesse.

  • 2e action la plus répandue dans l’industrie

Le montant de certificats d’économies d’énergie délivré est déterminé à partir d’un coefficient qui dépend de l’application du moteur (pompage, ventilation, etc.), et de la puissance nominale du moteur qui est la puissance mécanique utile, disponible à l’arbre du moteur et inscrite sur la plaque signalétique du moteur.
D’après les statistiques de délivrances du Pôle national des certificats d’économies d’énergie (PNCEE), entre le 1er janvier 2015 et le 3 mars 2017 ce sont 16,54 TWh cumac qui ont été délivrés grâce à la fiche IND-UT-102. Cette fiche occupe ainsi la 7e place au classement des fiches d’opérations standardisées les plus utilisées, tous secteurs confondus, et la 2e place dans le secteur industriel.

À titre d’exemple, considérons un moteur asynchrone de puissance nominale égale à 200 kW, dont l’application est le pompage, sur lequel est installé un système de variation électronique de vitesse. Supposons que le moteur est concerné par la règlementation écoconception, sa puissance étant comprise entre 0,75 kW et 375 kW : il doit au moins être de classe IE3 pour que l’opération soit éligible à la fiche IND-UT-102. Dans ce cas, avec un prix de revente actuel des CEE indiqué par le registre EMMY de l’ordre de 2,8 €/MWh cumac, l’aide financière correspondant à cette opération s’élève à 7 952 €. Le coût d’une telle opération est d’environ 200 €/kW soit 40 000 € HT dans l’exemple utilisé. Le soutien accordé par le dispositif couvre ainsi 20 % de l’investissement.

Florian Rouot, Club C2E de l’ATEE

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