La Gestion de l’Energie et la productivité industrielle en temps réel

l faut faire vite, bien, et pas cher, La faible productivité industrielle dans un grand nombre d’entreprises est à la source de gaspillages énergétiques très importants : un même produit peut être fabriqué par une entreprise peu productivité avec deux à trois fois plus d’énergie que par une unité industrielle plus productive: éclairage sur les systèmes d’intelligence: Energie & Productivité industrielle en temps réel

Créée en 1995, la société GEMTECH a débuté ses activités comme bureau d’audit énergétique. Les fondateurs avaient cumulé une expérience de 7 année au sein de la société Américaine RCG Hagler Bailly qui gérait pour le compte de l’USAID, le premier programme de Gestion de l’Energie au Maroc: le projet GEM avec un budget de 12M$ sur 7 ans. Ce projet était basé principalement sur la réalisation d’audits approfondies, afin d’identifier les potentiels d’efficacité énergétique au Maroc, dans les secteurs de l’hôtellerie, matériaux de construction, et agro-alimentaire.

Très vite, les rapports d’audit énergétique n’impressionnaient plus les industriels marocains. Le problème posé, revenait à prouver les économies préconisées dans les rapports d’audit, il fallait autre chose pour promouvoir l’efficacité énergétique dans l’industrie marocaine : cette autre chose est la gestion de l’énergie et la productivité en temps réel: toute action sur la demande énergétique doit être très vite évaluée par des compteurs d’énergie et des compteurs de production, l’information est ramené dans la minute qui suit à l’unité de gestion en temps réel. Nos industriels sont des hommes très pressés, et c’est ainsi, que les Nouvelles Technologies de l’Information viennent au service de l’efficacité énergétique.

C’est en 1998, que le premier essai industriel qui montrait la corrélation entre la consommation spécifique en (kWh/Tonne), et la productivité industrielle exprimé en terme de (%) du Taux de Rendement Synthétique (TRS), [Overall Effectiveness Efficiency (OEE)].

Nous venons « d’apprendre » tout simplement qu’en travaillant vite et bien, le coût énergétique pouvait passer de 190 Dh/Tonne traité, à 100 Dh/Tonne traitée, soit quasiment la moitié du coût énergétique. En travaillant vite et bien, tous les autres coûts fixes (amortissements, salaires..) pouvaient baisser par la même occasion. C’est bien la compétitivité globale de l’entreprise qui est en jeux ! La figure suivante, montre les résultats de ces essais : le coût électrique en Dh/Tonne en fonction du Taux de Rendement Synthétique (TRS). (Maroc 1$=8Dh 1 Euro=11,50 Dh)

Corrélation Intensité Energétique & Productivité industrielle
Entreprise IMME GEMTECH 1998

En deuxième lieu, nous nous sommes posé la question de connaître les quantités d’énergie consommées quand cette industrie ne produisait rien : à notre grand étonnement, plus de 33%. La figure suivante, montre que l’usine consomme 33% de sont énergie sans aucune production (de 17h30 à 07h30 : compresseurs, ventilation, éclairage inutile, administration …)

Le challenge en Recherche et Développement revenait à mettre en place un système d’acquisition des données production, et des données énergie en temps réel, doté d’un algorithme simple d’intelligence artificielle, et qui puisse nous permettre de connaître les paramètres fondamentaux suivants :

Quel est le ratio énergétique exprimé en kWh/unité en cours de production?
Quelles sont les énergies consommées à production nulle ?
Quel est le moyen de nous avertir en cas de dérive ?

LES NOUVELLES TECHNOLOGIES AU SERVICE DE LA GESTION DE L’ENERGIE AU MAROC

C’est ainsi, que le concept de gestion de l’énergie et de la productivité industriel est né. En 2001, GEMTECH signe un partenariat avec un des leaders américains de la construction des systèmes SCADA, pour développer la gestion en temps réel. Le concept d’intelligence énergétique, nous permet de situer les ratios de production par référence fabriquée, et par conséquent, l’affectation d’un dosage précis de la quantité d’énergie qui sera « attribuée » au moment de la fabrication d’un produit donné.

La première application a eu lieu en Mars 2003, avec la mise en place de 34 compteurs d’énergie électrique travaillant temps réel à la Compagnie Industrielle des Fibres (CIF) de Tanger, et enregistrements en temps réel des productions au niveau des goulots d’étranglement de la production.

Les premiers enseignements :

Deux machines similaires avec la même quantité produite avaient plus 25% d’écart de la consommations énergétiques : La première machine était alimentée par un transformateur réglé à 380 V, la seconde était réglée à 420 V !

L’heure de démarrage de la production : Par exemple l’équipe 1 devait rentrer en production vers 6h00, avec un flottement maximal de 5/10 minutes, elle ne rentre en production effective que vers 07h25 : le chronogramme de la production nous permet de connaître l’heure précise de démarrage de la production. Le temps de changement d’équipe, se traduit parfois par 2 heures de perte de la production !

Les temps d’arrêt, de même que les micro – arrêts sont connus avec une grande précision: Dans une entreprise de céramique, il existait 4 heures d’écart entre l’enregistrement manuel de l’opérateur et l’enregistrement automatique par le système !

Les cadences de production: Nous relevons dans la majorité des cas, de très grands écarts en matière de réglages des cadences de la production : C’est vrai que la machine produit, mais dans un grand nombre de cas elle produit entre 20 et 60% de sa cadence nominale !

Le ratio énergie par unité produite en temps réel: quand la machine produit, le système calcule automatiquement le ratio énergétique généralement en Wh/unité produite. Nous constatons que ce ratio peut passer du simple au triple selon que la cadence de la machine est bien réglée. C’est l’équivalent du mesureur de la consommations de carburant dans nos voitures : sauf que c’est exactement le contraire, dans l’industrie, plus on va vite, plus le ratio énergétique diminue, ce qui le contraire d’une voiture, plus on vite plus le ratio en L/100 Km est élevé !

Les pertes énergétiques: Quand la machines est l’arrêt, le système calcule les pertes énergétique… directement en Dirhams. Finalement le meilleur opérateur est celui qui travaille avec un bon réglage machine, et un minimum de pertes, car on ne peut malheureusement pas les éliminer à 100%, mais on peut les réduire dans des proportions très importantes.

Nous comprenons pourquoi, il est possible de réduire des consommations d’énergie par unité produite de plus de 60 %, et pourquoi nous pouvons doubler, voire tripler des productions avec la même machine et le même personnel: c’est la magie de la gestion en temps réel.

LE CONCEPT D’INTELIGENCE ENERGETIQUE

C’est une excellente chose d’avoir une comptabilité analytique de l’énergie en temps réel, et des chiffres qui défilent 24h/24, mais quelle est leur utilité si on n’enregistre pas les productions. Le concept d’intelligence énergétique revient pour une période de temps par exemple 1 heures à mesurer et à enregistrer:

La production de l’heure: unités produites
La productivité: TRS
L’énergie consommée en cours de production: kWhP
L’énergie consommée hors production : kWh0
Le ratio énergétique en cours de production : kWhP/P

LE MEILLEURE OPERATEUR EST CELUI QUI REALISE LES PLUS PETITS
kWh0 et kWhp

Concept d’intelligence énergétique lié à la production

C’est aussi grâce à cette technologie que GEMTECH a pu remporter l’appel d’offre lancé par la Commission Européenne dans le cadre du programme Meda, et qui revenait à assister 70 entreprises de la Zone Industrielle de Tanger dans le cadre du programme d’amélioration de la productivité industrielle, et d’optimisation des coûts énergétiques.

D’une manière générale, nous comprenons le pourquoi de la non compétitivité d’un très grand nombre d’entreprises industrielles, qui vivent avec des TRS de moins de 12% ?: c’est une faible productivité qui entraîne la hausse de l’ensemble des composantes du prix de reviens, entre autre l’énergie, décrite par les économistes comme un coût fixe dans sa variabilité : quand vous produisez la moitié, votre consommation d’énergie n’est pas coupé en deux !

Une seule machine, trois opérateurs, et 100 kWh d’énergie
à la place de trois machines, neuf opérateurs, et 250 kWh d’énergie
pour produire les mêmes 2000 pièces / jour !