(CiRjSk) : Une introduction au stage AirProfil sur la conduite des installations d’air comprimé

Préparer votre cours présentiel en travaillant sur ce document et en suivant la chaîne d’AirProfil

Par François BOUTEILLE

Rédaction initiale : 28/01/2018

MAJ : 28/01/2018

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Une méthode de notation originale

Nous avons commencé cette série de MOOCs par un schéma extrêmement simple, le schéma (CRS) i que nous noterons désormais plus simplement CRSi.

On peut  certes simplifier encore CRSi en spécifiant :

·         L’indice i = 1 : on ne dispose que d’un seul compresseur, d’un seul réservoir tampon et d’un seul sécheur d’air comprimé.

·         Le volume sous pression R = 0 : CRSi devient alors CSi. On a supprimé le réservoir tampon autonome, même si il y a toujours un certain volume de réseau qui fait, plus ou moins bien, office de « réservoir tampon ». Assez souvent, le compresseur sera alors un compresseur à vitesse variable ou un très petit compresseur fonctionnant en Tout Ou Rien, comme dans un garage.

·         On peut encore supprimer le sécheur, obtenant un schéma CRi ou Ci.

·         On peut enfin supprimer tout et obtenir un schéma « vide » qu’on pourrait représenter par deux parenthèses sans rien entre elles (). Ce sera le cas d’une entreprise alimentée par une entreprise voisine, souvent à travers un compteur de Nm3.

(…)

Ce qui nous semble important dans cette question de la notation abrégée des installations d’air comprimé, c’est qu’elle sera utilisée par les divers métiers pris en compte dans les formations AirProfil, et qui sont, rappelons-le, les 5 métiers cités dans la norme ISO 50001 relative au management de l’énergie :

·         Des acteurs comme le Directeur ou l’Acheteur utiliseront des schémas peu détaillés et auront plutôt une approche décrivant les services attendus d’une installation d’air comprimé et s’intéressant au prix de ces services ou au coût leur indisponibilité.

·         Les autres acteurs, le Concepteur, l’Exploitant et l’Auditeur rentreront beaucoup plus dans les détails, mais pas forcément dans les mêmes détails !

 

Après avoir consacré le premier de nos MOOCs à l’analyse d’un schéma modulaire particulièrement simple, le schéma CRSi, nous allons consacrer ce deuxième MOOC à la présentation d’un schéma alternatif : CiRjSk.

 

CiRjSk : un schéma de fabricant de sécheurs d’air comprimé

Nous avions nommé le schéma CRSi un schéma de fabricant de compresseur d’air, parce qu’il tendait à imposer, sauf à introduire des interconnexions rapidement complexes, l’achat d’un compresseur de plus !

Le schéma alternatif CiRjSk a souvent été proposé et défendu par des fabricants de sécheurs qui défendaient l’idée que comprimer de l’air et traiter de l’air comprimé sont deux métiers différents.

 

Voyons comment ce schéma fonctionne sur un exemple de centrale d’air comprimé :

La centrale représentée présente les caractéristiques suivantes, dont on va parler sans s’en lasser parce qu’il s’agit de « connaissances fondamentales » qu’il convient de répéter aussi souvent que les stagiaires le supportent !

Voici un « merveilleux conte » sur l’aventure de l’air comprimé :

·         On aspire de l’air à la pression atmosphérique locale, qui dépend donc de l’altitude du site et du climat :

o   On souhaite aspirer de l’air propre et frais, mais certainement pas de l’air à moins de 0°C, qui peut poser des problèmes de givrage ou de gel de l’air comprimé non traité, des prises de pression, de l’huile des compresseurs et des condensats.

o   Réfléchissez aux soucis qu’ont pu vous causer ou que pourraient vous causer à l’avenir de l’air poussiéreux, trop chaud, trop froid ou contenant des polluants comme le CO ou le H2S .

·         Deux compresseurs d’air compriment de l’air qu’ils aspirent à la même pression, mais pas toujours à la même température et qu’ils refoulent à la même pression, et en général à des températures légèrement différentes dans un collecteur d’air humide :

o   Souvent, un compresseur d’air est en service, l’autre en secours, à l’arrêt.

o   Si un des compresseurs est en secours, la question de leur permutation périodique se posera : soit on le fait manuellement, soit on programme cette opération dans un automate qui la réalisera, par exemple, toutes les 24 heures ou toutes les semaines.

o   Si le compresseur de secours est, comme cela arrive assez souvent, un très vieux compresseur, la question se posera de le démarrer de temps en temps, souvent une fois par semaine.

(…)

Le schéma CiRjSk du point de vue des 5 métiers

Nous allons nous entraîner à comprendre ce que chacun des 5 métiers peut trouver dans notre joli schéma !

La Direction

Dans la norme ISO 50 001, la Direction du site est responsable des usages de l’énergie sur le site. La question peut se poser si le schéma envisagé – ou au moins la demande de la Direction – inclut deux types d’usages de l’air comprimé :

·         Des usages d’air comprimé humide – par exemple pour agiter des bains de liquides froids  dans un atelier de traitement de surface.

·         Des usages d’air comprimé sec – par exemple des vérins ou des vannes de régulation.

 

Voici le genre de schéma dont il pourrait s’agir :

On note que le schéma « modulaire » du premier MOOC permet certes de fournir de l’air comprimé prélevé en amont des sécheurs, mais s’il y a 5 compresseurs, il faudra 5 piquages et 5 ou 10 vannes de sectionnement !

Les compressoristes qui proposent des compresseurs à sécheurs intégrés peuvent certainement proposer des exécutions spéciales avec deux vannes de refoulement, sur air humide et sur air sec, voire même aussi avec une troisième vanne de prélèvement d’air comprimé non refroidi !

Néanmoins, les sites qui souhaiteraient alimenter des usages importants en air comprimé non séché, voir non refroidi, auront plutôt recours au schéma avec compression, séchage, voire refroidissement séparés.

Et dans le monde imaginé par les rédacteurs de la norme ISO 50 001, c’est la Direction du site qui a le privilège de prendre cette décision.

L’Acheteur

L’Acheteur sera attentif, dans la rédaction de son Expression Fonctionnelle du Besoin (EFB) ou de son Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) aux différences de qualité d’air comprimé (air comprimé humide ou sec) mais aussi aux durées et horaires d’utilisation de chacune de ces deux qualités d’air comprimé et aux débits et pression requis sur les divers usages.

Le Concepteur

Le Concepteur peut être amené à choisir un schéma CiRjSk si l’EFB spécifie un gros débit d’air comprimé humide.

Par contre, si ce prélèvement d’air comprimé représente un très gros débit mais seulement sur une partie du temps, et si le débit d’air sec est petit mais sur une durée beaucoup plus longue, alors on imagine qu’il pourra envisager de construire non pas une centrale, mais peut-être deux.

(…)

L’Exploitant

Nous avons souligné que le schéma CiRjSk présente, en exploitation, un risque de pollution massive du réseau de distribution d’air comprimé sec et filtré si on le bipasse au moyen d’une vanne BPFS unique, ce qui est une erreur de conception courante. Toutefois, dans certaines industries, c’est sans doute préférable à une chute de pression ou à une interruption du maintien en pression : on parle de « marche dégradée ».

(…)

 

L’auditeur

Dans la vision du monde de la norme ISO 50 001, l’Auditeur est principalement un auditeur de l’énergie qui calcule des « Indicateurs de Performance Energétique » (IPE) à partir de mesure de Nm3 et de kWh.

Il se posera deux questions :

·         Risque que la vanne de bipasse du compteur BPC soit ouverte – notamment si l’air comprimé fait l’objet d’une facturation.

·         Obligation de vérifier périodiquement les mesures qui servent de base au calcul des IPE.

Préparer votre cours présentiel

Dans le meilleur des cas, ce support aura été mis à votre disposition avant le cours présentiel.

Maintenant que vous connaissez deux types de schémas de la bibliothèque AirProfil, il pourrait être intéressant de réfléchir à quelques points afin de préparer vos questions :

·         Votre installation d’air comprimé, notamment si vous en exploitez une ou si vous réfléchissez à la manière d’en assurer le suivi de la performance énergétique, est-elle de type CRSi ou CiRjSk ? Ou bien d’un autre type non encore discuté ?

·         Quelles sont la pression et la qualité d’air comprimé requises pour les usages de l’air comprimé dans votre site ? Connaissez-vous ces usages ? Pouvez-vous les lister et les commenter ?

·         Quels sont les horaires et durées d’utilisation de l’air comprimé pour ces divers usages ?

·         Comment évaluez-vous ou mesurez-vous la qualité de votre air comprimé ?

·         Quelles sont les mesures les plus utiles à la conduite de votre installation d’air comprimé ?

·         Comment estimez-vous ou mesurez-vous vos consommations d’air comprimé ?

·         Comment, et avec quelle périodicité, vérifiez-vous vos divers moyens de mesures ?

 

Préparez bien ces questions parce qu’elles serviront de base au premier test à la fin de la première partie du stage présentiel !

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