CAS VÉCU - STALAVEN A YFFINIAC

UN DIAGNOSTIC ENERGETIQUE SUIVI D'EFFETS


  L'usine du groupe Stalaven à Yffiniac a suivi la procédure complète de l'ADEME : prédiagnostic global, diagnostics énergétiques spécialisés de ses installations de production et de distribution de chaleur et de froid, et étude de faisabilité. Les premiers investissements sont en cours et déjà, d'autres usines du groupe adoptent la même démarche.
Mesures de débit d'eau glycolée
 

 

Michel Guérin, Responsable Maintenance et Energie de l'Usine Stalaven à Yffiniac (Côtes d'Armor), se posait des questions à la fois sur la puissance de sa chaufferie, qui arrivait visiblement à ses limites - quelques chutes de pression vapeur en décembre 98 en étaient le signe - et sur les performances et le bon fonctionnement de ses multiples centrales de production de froid, outil essentiel pour garantir la qualité des produits. Le courrier reçu au printemps 99 de la part du cabinet Barrault Recherche lui proposant d'engager un pré-diagnostic énergétique tombait donc à pic. D'autant que ce courrier citait la Fromagerie Bel d'Evron comme référence (voir Energie Plus, supplément technique n°210 du 1er septembre 1998) et que M. Guérin a travaillé chez Bel : les renseignements furent vite pris. Après une première réunion au cours de laquelle Barrault Recherche a expliqué sa méthode, décrit son système de mesurage (notamment le système BARexpert©) et évoqué les économies possibles, le prédiagnositc global de l'Usine a eu lieu en avril 99, suivi très rapidement d'un diagnostic approfondi du froid en juin et de la chaleur en juillet. Aujourd'hui, un certain nombre des investissements préconisés sont en cours.

UNE DECISION RAPIDE

L'Usine d'Yffiniac, avec ses 800 salariés, a trois métiers. Elle produit des salades (carottes, céleri,…), des pâtisseries salées et des " entrées traiteur " (coquilles Saint-Jacques, par exemple). Elle assure en outre le regroupement et l'expédition de tous les produits fabriqués dans les autres Usines métropolitaines du groupe Stalaven à l'aide d'une plate-forme automatisée qui fait référence dans le monde. Elle a besoin de chaleur sous forme d'eau chaude à 45°C pour de multiples usages et de vapeur saturée pour des opérations de décongélation et de cuisson en marmites. Mais elle est surtout une grande consommatrice de froid, en particulier pour la climatisation (on pourrait même parler de réfrigération) des 35000 m² de locaux qui doivent être maintenus entre 3 et 7°C maximum.

Le pré-diagnositc s'est donc déroulé fin mars 99, a nécessité 7.25 jours d'ingénieur, dont 4.5 jours sur le site et a été aidé à hauteur de 13.5 kF par l'ADEME. Il ne portait que sur les deux postes chaleur et froid, la centrale d'air comprimé étant à l'époque en pleine rénovation. Les deux ingénieurs de Barrault Recherche ont scruté attentivement les installations, discuté avec Michel Guérin et ses collaborateurs, ainsi qu'avec les responsables de la production afin d'analyser leurs besoins, effectué quelques mesures ponctuelles, épluché les relevés de comptage et les factures d'énergie, et ont remis leur rapport le 7 avril. Ce rapport comportait à la fois des préconisations immédiates, notamment sur des points de sécurité et de réglementation, et des pistes d'améliorations ultérieures à étudier plus précisément.

UNE CHAUFFERIE PLUS SÛRE ET PLUS PUISSANTE

* Pré-diagnostic et premières recommandations

La vapeur était produite par une chaudière Wanson de 30 ans d'age installée en chaufferie et équipée d'un brûleur modulant au gaz du même constructeur. D'une puissance maximale de 1250 kW, elle fonctionnait avec un rendement estimé à 78%. Les premières observations du rapport concernaient la sécurité de fonctionnement : doubler immédiatement le débit de purge de déconcentration ; maintenir le pH en chaudière à 12 (risque de fragilisation " caustique ").

L'eau chaude, elle, est fournie à 45°C et sous 3.5 bar, par un " chauffe-eau " installé à l'extérieur et équipé d'un ensemble brûleur-échangeur Thermi-Gaz d'une puissance réglable entre 300 et 500 kW. Ici aussi, quelques remarques relatives à la sécurité : présence d'une seule soupape de sécurité au lieu de deux ; aucune précaution prise contre une rupture de l'enveloppe alors que la chaudière est à proximité d'un lieu de passage.

La consommation globale de gaz naturel est d'environ 4 millions de kWh PCS, soit de l'ordre de 310 tep. Le rapport recommande la mise en place d'un comptage divisionnaire sur la chaudière vapeur, avec mesure en temps réel de la consommation de gaz, mesure en temps réel du débit de vapeur et analyse des fumées. Barrault Recherche fait en outre remarquer que la chaudière à eau chaude produit de l'eau à 45°C à 20 mètres de l'évacuation des fumées à 240°C de la chaudière vapeur et qu'une récupération sur ces fumées pour préchauffer l'eau réduirait sensiblement la consommation totale de gaz.

La puissance limitée de la chaudière à vapeur, ajoutée au fait qu'il est risqué de faire dépendre la production de l'Usine de la bonne marche d'une seule chaudière, sans aucun recours en cas de panne, conduit à recommander l'installation d'une seconde chaudière qui fonctionnera en priorité, la première étant maintenue en secours, et dont la puissance ne pourra être déterminée que par un diagnostic approfondi avec étude précise des besoins.

* Diagnostic thermique et investissements

Ce diagnostic approfondi s'est déroulé fin juillet 99. Il a réclamé une semaine de mesures sur site et une semaine de travail d'analyse et il a bien entendu été subventionné par l'ADEME. Il a tout d'abord servi à dimensionner la nouvelle chaudière à installer, dont la puissance a été fixée à 3 t/h de vapeur en fonction des besoins exprimés par la production. Sa mise en route a eu lieu au début de l'année. Sa nécessité avait d'ailleurs été confirmée entre temps : pour passer le boom des fêtes de fin d'année, l'Usine avait dû louer une chaudière d'appoint en décembre. Le rapport de diagnostic comportait également des recommandations concernant le calorifugeage de certaines zones du réseau de vapeur et le réglage de certaines machines consommatrices. Ces deux points font actuellement l'objet de travaux. Enfin, l'éventuel récupérateur sur les fumées de la nouvelle chaudière vapeur a été redimensionné et les économies potentielles chiffrées. Elles seraient de l'ordre de 20% de la consommation de gaz et procureraient un temps de retour brut inférieur à deux ans. Pour l'instant, ce projet est en attente. " Nous avons acheté la nouvelle chaudière, commente Michel Guérin, nous ne pouvons pas tout faire la même année ".

 


Mesures de pression sur les centrales en détente directe

UN FROID MIEUX MAITRISE

* Pré-diagnostic et premières recommandations

La production de froid a dû, au cours des années, s'adapter à la croissance rapide des besoins de l'Usine, ce qui se traduit par l'existence de nombreuses centrales dispersées. L'installation comporte des centrales à eau glycolée au R22, totalisant 20 compresseurs à vis pour une puissance électrique de 1900 kW, et des centrales à détente directe au R22 (sauf une au R502 pour conditionner le stockage de produites congelés), totalisant 26 compresseurs à piston pour une puissance électrique de 850 kW. La consommation annuelle d'électricité pour la production frigorifique s'élève à 8.4 GWh et la " facture froid " à plus de 2.1 MF, ce qui représente respectivement 62.9 et 63.4% de la consommation et de la facture totale d'électricité de l'Usine. Le froid est donc de loin le plus gros poste de dépense des utilités.

Le rapport de pré-diagnostic conclut sur la nécessité de clarifier les besoins de froid poste par poste et de déterminer par la mesure la performance des équipements en place. Il soulevait en outre trois questions fondamentales : la pérennité du R22 dans le cadre de la réglementation européenne ; le maintien de la détente directe, alors que l'essentiel des besoins se situent en froid positif et qu'elle nécessite des installations beaucoup plus complexes que l'eau glycolée ; enfin, l'intérêt éventuel d'une centralisation de la production frigorifique, sachant que les besoins vont encore croître.

* Diagnostic approfondi et investissements

Plus complexe, le diagnostic froid a réclamé un mois de travail et a été financé à 43% conjointement par l'ADEME et EDF dans le cadre de leur accord sur la MDE. Barrault Recherche a effectué des campagnes de mesures tournantes avec perçages en charge pour la mesure des débits et température et mesures électriques sur chaque compresseur pour calculer leurs coefficients de performance.

Ce diagnostic très complet a débouché sur plusieurs voies de progrès envisageables. Mises à part les modifications de température de consigne et de réglage de certains équipements, rendues possibles par la présence d'appareils de mesure et immédiatement effectuées, l'une des recommandations les plus intéressantes concernait le conditionnement d'air des locaux, et en particulier leur ventilation. Celle-ci était assurée par des motoventilateurs à vitesse constante, qui tournaient en permanence, quelle que soit l'occupation des locaux. Barrault Recherche a préconisé de changer ces moteurs par des moteurs à deux vitesses. Des moteurs à vitesse continûment variable n'étaient pas nécessaires, puisqu'il n'y a que deux régimes de fonctionnement : heures de travail ou nuits et week-ends, pendant lesquels néanmoins les locaux de travail doivent être maintenus en température. Cette opération est en cours et l'Usine change progressivement les 25 moteurs de 4 à 15 kW. L'investissement total sera de 230 kF pour un gain total estimé à 270 kF par an.

* Etude de faisabilité

Une des cinq centrales à eau glycolée, d'une puissance de 300 kW, sert à alimenter un bac à eau glacée utilisé pour refroidir rapidement certains produits. La disponibilité de cette eau glacée dans des conditions optimales n'était pas en permanence assurée, bien que la puissance disponible soit en théorie suffisante.

Le diagnostic a révélé une mauvaise conception et disposition de la bouteille de mélange et des canalisations qui empêchait de tirer parti de la puissance de la centrale. Ce point précis a fait l'objet d'une étude de faisabilité, financée elle aussi à 50% par l'ADEME. Les modifications préconisées n'ont pas encore été engagées.

Le gros projet est cependant celui de la centralisation des moyens de production. Le rapport de diagnostic conseille de s'orienter vers une centrale unique à l'ammoniac à placer à un endroit judicieux en fonction des perspectives de développement de l'usine. Un collecteur principal alimenterait un certain nombre d'échangeurs qui permettraient de fournir le froid aux postes utilisateurs. Les économies immédiates envisagées portent sur la maintenance, les pièces détachées, le renouvellement des matériels, la consommation de fluide frigorigène, ainsi que sur la consommation d'électricité. Au total, elles devraient atteindre 1 MF/an. A quoi s'ajouteraient la garantie d'une meilleure maîtrise du froid, davantage de souplesse de fonctionnement et des extensions ultérieures plus faciles.

Mais en regard, il y a l'investissement à consentir, estimé à 11 MF. Le dossier est à l'étude à la Direction Technique. " En tenant compte des amortissements en cours et de la valeur de revente des équipements existants, nous essayons de trouver un moyen de financement offrant une période d'amortissement suffisamment longue pour permettre le dégagement d'un cash-flow ", explique Jean-Luc Angot, le Directeur Technique.

L'équipe technique d'Yffiniac semble apparemment satisfaite des prestations de son diagnostiqueur puisqu'elle l'a recommandé aux autres Usines du groupe. Barrault Recherche a déjà réalisé le pré-diagnostic global de celle de Saint-Brieuc, qui doit déboucher sur des actions ciblées sur le froid, la chaleur et les autres utilités, et il est en rapport avec celle de Dunkerque, où l'on envisage un prédiagnostic sur les utilités et l'étude d'un problème de récupération de chaleur sur un procédé de fabrication. .