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ISSN 0335-3931
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FD X 30-147 4 Novembre 2015 Indice de classement: X 30-147
ICS: 27.010
Plan de mesurage pour le suivi de la performance énergétique Conception et mise en œuvre E : Measurement plan for energy performance monitoring Design and implementation D : MeBplan zur Überwachung der Energieleistung Gestaltung und Verwirklichung
Fascicule de documentation publié par AFNOR.
Correspondance
À la date de publication du présent document, il n'existe pas de travaux de normalisation internationaux ou européens traitant du même sujet.
Résumé
Le présent document spécifie les exigences, la méthodologie et les livrables applicables à la conception, la mise en œuvre, l'exploitation, la maintenance et l'amélioration d'un plan de mesurage. Il vise les plans de mesurage de l'énergie déployé au sein d'une organisation pour effectuer un suivi de sa performance énergétique, en aval du compteur tarifaire. Dans ce cadre, il s'applique à tous les types d'organismes, à toutes les formes d'énergie et à tous les usages énergétiques. Il ne traite pas la mesure des consommations énergétiques à des fins de tarification. Le plan de mesurage n'est pas un guide d'installation des équipements de mesure, ni un plan de «Mesure et Vérification» au sens de la NF ISO 50015.
Descripteurs
Thésaurus International Technique : énergie, source d'énergie, consommation d'énergie, gestion, mesurage, planification, exigence, conception, mise en œuvre, évaluation, efficacité, qualité, instrument de mesurage, contrôle métrologique, définition.
Modifications Corrections Éditée et diffusée par l'Association Française de Normalisation (AFNOR) - 11, rue Francis de Pressensé - 93571 La Plaine Saint-Denis Cedex Tél. : + 33 (0)1 41 62 80 00- Fax:+ 33 (0)1 49 17 90 00 - www.afnor.org
© AFNOR -
Tous droits réservés
Version de 2015-11-P
FD X 30-147
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Le fascicule de documentation Le fascicule de documentation, se différencie des normes et normes expérimentales par son caractère essentiellement informatif. Il est élaboré par consensus au sein d'un organisme de normalisation. Le fascicule de documentation fait l'objet d'un examen régulier pour évaluer sa pertinence dans le temps.
Pour comprendre les fascicules de documentation
L'attention du lecteur est attirée sur les points suivants : Du fait de son caractère informatif, le fascicule de documentation ne contient aucune exigence. Les expressions telles que, il convient et il est recommandé sont utilisées pour exprimer une possibilité préférée mais non exigée pour se conformer au présent document. Les formes verbales peut et peuvent sont utilisées pour exprimer une suggestion ou un conseil utile mais non obligatoire, ou une autorisation. En outre, le présent document peut fournir des renseignements supplémentaires destinés à faciliter la compréhension ou l'utilisation de certains éléments ou à en clarifier l'application, sans énoncer d'exigence à respecter. Ces éléments sont présentés sous forme de notes ou d'annexes informatives.
Commission de normalisation
Une commission de normalisation réunit, dans un domaine d'activité donné, les expertises nécessaires à l'élaboration des normes françaises et des positions françaises sur les projets de norme européenne ou internationale. Elle peut également préparer des normes expérimentales et des fascicules de documentation.
Si vous souhaitez commenter ce texte, faire des propositions d'évolution ou participer à sa révision, adressez vous à . La composition de la commission de normalisation qui a élaboré le présent document est donnée ci-après. Lorsqu'un expert représente un organisme différent de son organisme d'appartenance, cette information apparaît sous la forme: organisme d'appartenance (organisme représenté).
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Audits énergétiques et management de 1'énergie
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AFNOR CN ENERSVS-AE
Composition de la commission de normalisation
Président: MME NOTIS Secrétariat :
MME FERNANDEZ -
AFNOR
M
ADAM
ATEE
M
BANSARD
ENVIRO'CONSEIL
M
BERAUD-DUFOUR
ATEE
M
BOURGAIN
AUTOMATIQUE & INDUSTRIE
M
BUFFENOIR
BUFFENOIR MICHEL
M
BUFFENOIR
CNAFC
M
CADIOU
DGEC -
M
CALBERG-ELLEN
BIOMASSE DISTRIBUTION (MANEXI)
MME
CANON
BNG
M
CASALIGGI
CETIAT
M
COLLIN
GREENBIRDIE
M
COUSSON
MANEXI
M
CRAS
AFNOR
MME
DAMOUR
COFRAC
M
DESSAINT
LNE -
M
DUBOST
ENGIE
MME
DUCASTELLE
APAVE
M
DUPASOUIER
BUREAU VERITAS
M
DUPONT
EDF R&D
M
ELOUATI
ENDRESS HAUSER
M
FIEVEZ
SUEZ ENVIRONNEMENT
MME
GEMOND
MANEXI
M
GIRON
UNCP
M
GROSS
SUEZ ENVIRONNEMENT
M
GRUFFAZ
SCHNEIDER ELECTRIC FRANCE
M
HABAOUI
UECF-FFB
M
HAUCK
AUTOMATIQUE & INDUSTRIE
M
HELLOT
ATEE
M
HERA
SOCOMEC SA (GIMELEC)
M
IMBAULT
EVOLUTION ENERGIE
M
JAN
GIMELEC
M
LAHMIDI
BUREAU VERITAS
M
LE GUILVOUT
ENEOR
M
MAGNET
IFS2E
DIRECTION GENERALE ENERGIE CLIMAT
LABO NAL DE METROLOGIE ET D'ESSAIS
-4-
FD X 30-147
M
MANDEREAU
ARISTOT
M
MARCHAIS
SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS
M
MARTAUD
LYONNAISE DES EAUX FRANCE (SUEZ ENVIRONNEMENT)
MME
MYCZKOWSKI
BUREAU VERITAS
MME
NOTIS
ENGIE ENERGIE SERVICES -
M
OBERLE
SOCOMEC SA
MME
PEDESPAN
LNE -
M
PESSIEAU
UECF-FFB
M
PINGUET
AFNOR CERTIFICATION
MME
POIRIER
AFNOR CERTIFICATION
MME
RIOU
ADEME
M
ROSENSTEIN
ADEME
M
SCHAAL
GIMELEC
M
SENECHAL
CETIM
M
SONTAG
BURGEAP
M
STREIFF
ADEME
M
THIEBAUT
BURGEAP
M
TOQUARD
ENGIE
MME
VENDEUVRE
SUEZ ENVIRONNEMENT
M
WILLIG
CETEN APAVE INTERNATIONAL
COFEL Y SERVICES
LABO NAL DE METROLOGIE ET D'ESSAIS
FD X 30-147
Sommaire Page Introduction .........................................................................................................................................................
7
1
Domaine d'application
..........................................................................................................................
8
2
Références normatives .........................................................................................................................
8
3
Termes et définitions ............................................................................................................................. 8 Définitions relatives à l'efficacité énergétique ................................................................................... 8 Définitions relatives au mesurage ..................................................................................................... 1O
3.1 3.2 4
1.1 4.1 5
5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.1.6 5.1.7 5.1.8 5.1.9 5.1.10 5.1.11 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 5.2.7 5.2.8 5.2.9 5.2.10 5.2.11 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.4.5 5.4.6 5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.5.5
Démarche pour établir un plan de mesurage ................................................................................... 11 Généralités ........................................................................................................................................... 11 Étapes du plan de mesurage .............................................................................................................. 12 Étapes du plan de mesurage .............................................................................................................. 13 ÉTAPE 1 : DEFINIR LE CONTEXTE, LES OBJECTIFS ET LES CONTRAINTES ............................. 13 Objectifs de l'étape .............................................................................................................................. 13 Motivations de l'organisme vis-à-vis du plan de mesurage ............................................................ 13 Contexte du plan de mesurage .......................................................................................................... 13 Périmètre du plan de mesurage ......................................................................................................... 13 Finalité des mesures ........................................................................................................................... 14 Utilisateurs du système de mesurage ............................................................................................... 14
Budget. ..................................................................................................................................................
14
Planning ................................................................................................................................................ 14 Ressources affectées au projet ......................................................................................................... 15 Niveaux du système de mesurage ..................................................................................................... 15 Livrables de l'étape ............................................................................................................................. 16 ÉTAPE 2: ÉVALUER LA SITUATION INITIALE ................................................................................. 16 Objectif de l'étape ................................................................................................................................ 16 Énergies utilisées ................................................................................................................................ 16 Usages énergétiques ........................................................................................................................... 17 Facteurs d'influence ............................................................................................................................ 17 Paramètres à surveiller sur l'installation .......................................................................................... 18 Zones .................................................................................................................................................... 19 Appareils de mesure existants ........................................................................................................... 20 Cartographie des flux énergétiques .................................................................................................. 20 Outils de relevé et d'historisation ...................................................................................................... 20 Outils d'exploitation ............................................................................................................................ 21 Livrables de cette étape ...................................................................................................................... 21 ÉTAPE 3: DEFINIR LE PLAN D'ACTION D'AMELIORATION DU SYSTEME DE MESURAGE ...... 21 Objectif .................................................................................................................................................. 21 Recommandation en fonction de la couverture du plan de mesurage .......................................... 21 Proposition d'actions d'amélioration du système de mesurage .................................................... 22 Plan d'actions gradué dans le temps ................................................................................................ 23 Livrables de cette étape ...................................................................................................................... 23 ÉTAPE 4: METTRE EN PLACE LE SYSTEME DE MESURAGE ....................................................... 23 Objectif .................................................................................................................................................. 23 Choix des appareils de mesure .......................................................................................................... 23 Traçabilité des appareils de mesure .................................................................................................. 25 Installation ............................................................................................................................................ 25 Mise en service .................................................................................................................................... 26 Livrables de cette phase ..................................................................................................................... 26 ÉTAPE 5: EXPLOITER LES MESURES ............................................................................................. 26 Objectif .................................................................................................................................................. 26 Historisation et stockage des données de mesures ........................................................................ 26 Analyse des mesures .......................................................................................................................... 27 Diffusion des données aux utilisateurs ............................................................................................. 27 Livrables de cette phase ..................................................................................................................... 27 5
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5.6 5.6.1 5.6.2 5.6.3 5.6.4 5.6.5
ÉTAPE 6: MAINTENIR LE SYSTEME DE MESURAGE .................................................................... Objectifs ............................................................................................................................................... Vérification de la chaîne d'acquisition des mesures ...................................................................... Maintenance et suivi métrologique ................................................................................................... Évolution au sein du périmètre ......................................................................................................... Livrables de cette phase ....................................................................................................................
Annexe A (informative) Exemple de périmètre d'un plan de mesurage : organisme, sites, zones, usages énergétiques .......................................................................................................................... Annexe B (informative)
27 27 28 28 28 28 29
Évaluation du niveau d'un système de mesurage .............................................. 30
Annexe C (informative) Exemple concret d'utilisation des niveaux ......................................................... C.1 Description de l'exemple ................................................................................................................... C.2 Mesures à réaliser ............................................................................................................................... C.3 Mesures initiales .................................................................................................................................
32 32 33 33
Annexe D (informative) Niveaux recommandés en fonction de la typologie d'organisme et des secteurs d'activités ............................................................................................................................ 35 Annexe E (informative) Exemple de synthèse par type d'énergie et par usage (cas d'une chaufferie) ............................................................................................................................................
37
en fonction du niveau Annexe F (informative) Recommandations vis-à-vis de l'instrumentation du système de mesure .................................................................................................................... 38 F.1 Mesures au point de livraison ........................................................................................................... 38 F.2 Mesures par zones .............................................................................................................................. 38 F.3 Mesures par usage ............................................................................................................................. 39 F.4 Mesure des facteurs d'influence ....................................................................................................... 39 F.5 Mesures au niveau des générateurs ou échangeurs d'énergie ..................................................... 40 F.6 Surveillance de l'installation électrique ........................................................................................... 40 F.7 Moyens de mesurage ......................................................................................................................... 41 F.8 Inventaire des paramètres à surveiller ............................................................................................. 41 Annexe G (informative) Exemples de synoptiques d'installations vis-à-vis des flux énergétiques et des moyens de mesurage .................................................................................................................. 42
Annexe H (informative) Exemples d'architectures permettant le relevé et la mémorisation automatique de mesurages ............................................................................................................... 45 Annexe 1(informative) Recommandations pour la maintenance métrologique, applicable aux mesures électriques et fluidiques ..................................................................................................................... 47 1.1 Maintenance métrologique des installations électriques ............................................................... 47 1.2 Maintenance métrologique des installations fluidiques ................................................................. 47 Bibliographie .................................................................................................................................................... 49
6
FD X 30-147
Introduction La maîtrise des consommations d'énergie permet aux organismes d'améliorer leur performance énergétique, et ainsi d'accroitre leur compétitivité. Dans les normes relatives au management de l'énergie, il est souvent fait référence à la mesure de l'énergie comme un élément important d'amélioration de la performance énergétique, mais sans expliciter la notion de plan de mesurage. Le plan de mesurage définit la démarche de conception, mise en œuvre, exploitation, maintenance et amélioration d'un système de mesurage. Ce dernier permet de mesurer et d'analyser la performance énergétique de l'organisme en fonction de facteurs qui influencent le fonctionnement du site. Un plan de mesurage est générique, il porte sur tous types d'énergie (électricité, gaz, vapeur, eau glacée, air comprimé, ... ) et d'usage. Il peut intégrer de multiples sources de données. Les résultats du plan de mesurage permettent de : faciliter la mise en œuvre des démarches volontaires de suivi et d'amélioration de la performance énergétique au sein d'organismes de toutes tailles et de tous secteurs d'activité ; répondre aux exigences réglementaires ou légales relatives à la performance énergétique (par exemple la Directive Efficacité Energétique 2012/27, la Directive de Performance Energétique des Bâtiments, la Règlementation thermique des bâtiments, le Contrôle de performance des chaudières ... ) ; d'améliorer le fonctionnement des installations. L'objectif de ce document est de donner les éléments de base du plan de mesurage de la performance énergétique et de permettre d'en définir son contenu ainsi que ses étapes de mise en œuvre.
7
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1
Domaine d'application
Le présent document spécifie les exigences, la méthodologie et les livrables applicables à la conception, la mise en œuvre, l'exploitation, la maintenance et l'amélioration d'un système de mesurage. Il s'applique à tous les types d'organisme, à toutes les formes d'énergie et à tous les usages énergétiques. Le plan de mesurage n'est pas un guide d'installation des équipements de mesure, ni un Vérification » de la performance énergétique au sens de la NF ISO 50015.
2
«
plan de Mesure et
Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements). NF EN 12261, Compteurs de gaz - Compteurs de gaz à turbine (indice de classement: E 17-303). NF EN 16247-3, Audits énergétiques-
Partie 3: Procédés (indice de classement: X 30-123-3).
NF EN 61557-12, Sécurité électrique dans les réseaux de distribution basse tension de 1 000 V c.a. et 1 500 V c.c. - Dispositifs de contrôle, de mesure ou de suNeillance de mesures de protection - Partie 12 : Dispositifs de mesure et de surveillance des performances (PMD) (indice de classement : C 42-198-12). NF EN 62053-21, Équipement de comptage de l'électricité (c.a.) - Prescriptions particulières - Partie 21 Compteurs statiques d'énergie active (classes 1 et 2) (indice de classement: C 44-053-21). NF EN 62053-22, Équipement de comptage de l'électricité (c.a.) - Prescriptions particulières - Partie 22 : Compteurs statiques d'énergie active (classes 0,2 Set 0,5 S) (indice de classement: C 44-053-22). NF EN ISO 50001, Systèmes de management de l'énergie - Exigences et recommandations de mise en œuvre (indice ce classement : X 30-130). NF ISO 50006, Systèmes de management de l'énergie - Mesurage de la performance énergétique à l'aide des performances énergétiques de référence (FER) et d'indicateurs de performance énergétique {IPé) - Principes généraux et lignes directrices (indice de classement : X 30-138). NF ISO 50015, Système de management de l'énergie - Mesures et vérification de la performance énergétique des organismes - Principes généraux et recommandations (indice de classement: X 30-145). NF ISO/IEC 13273-1, Efficacité énergétique et sources d'énergies renouvelables - Terminologie internationale commune - Partie 1 : Efficacité énergétique (indice de classement : X 30-137-1 ). NF ISO/IEC GUIDE 99:2011, Vocabulaire international de métrologie - Concepts fondamentaux et généraux et termes associés (VIM) (indice de classement: X 07-001). IEC 60364-8-1, Installations électriques basse tension - Partie 8-1 : Efficacité énergétique
3
Termes et définitions
Pour les besoins du présent document les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
Définitions relatives à l'efficacité énergétique
3.1.1 performance énergétique résultats mesurables liés à l'efficacité énergétique, à l'usage énergétique et à la consommation énergétique
[SOURCE: NF ISO/IEC 13273-1)
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3.1.2 efficacité énergétique Eé ratio, ou autre relation quantitative, entre une performance, un service, un bien ou une énergie produits et un apport en énergie EXEMPLE L'efficacité de conversion d'énergie, le rapport "énergie nécessaire/énergie utilisée", le rapport "sortie/entrée", le rapport "énergie théoriquement utilisée pour fonctionner/énergie effectivement utilisée pour fonctionner". L'entrée comme la sortie, censées être mesurables, seront clairement précisées en termes de quantité et de
NOTE qualité.
[SOURCE: NF ISO/IEC 13273-1)
3.1.3 usage énergétique mode ou type d'utilisation de l'énergie EXEMPLE
Ventilation, éclairage, chauffage, refroidissement, transport, traitements, lignes de production.
NOTE Les caractéristiques de l'usage énergétique comprennent, entre autres, l'objectif de l'usage, le choix de la ou des sources et la mise en œuvre.
[SOURCE: NF ISO/IEC 13273-1)
3.1.4 utilité vecteur énergétique nécessaire pour le procédé et le service auxiliaire. Une utilité peut être générée sur le site, à l'extérieur du site ou achetée à un tiers.
NOTE EXEMPLE
Vapeur, eau chaude, air comprimé, etc ...
[SOURCE: NF EN 16247-3)
3.1.5 consommation énergétique quantité d'énergie utilisée [SOURCE: NF ISO/IEC 13273-1, modifiée - Suppression de la« Note 1 : Ce concept n'est pas équivalent au concept énergie utile »]
3.1.6 indicateur de performance énergétique valeur quantitative ou mesure de la performance énergétique NOTE 1
Les IPÉ utilisés dans des systèmes de management de l'énergie (SMÉ) sont définis par l'organisme.
NOTE 2
Les IPÉ pourraient être exprimés sous la forme d'une mesure simple, d'un ratio ou d'un modèle plus complexe.
NOTE 3
Les principaux types d'IPÉ sont: valeur énergétique mesurée : consommation d'un site complet, ou un ou plusieurs usages énergétiques mesurés par un compteur ; ratio de valeurs mesurées : expression de l'efficacité énergétique ; modèle statistique : relation entre la consommation énergétique et les facteurs pertinents utilisant des régressions linéaires ou non linéaires ; modèle physique : relation entre la consommation énergétique et les facteurs pertinents utilisant des simulations physiques.
[SOURCE : NF ISO/IEC 13273-1, modifiée - Ajout d'une note 3 reprenant le dernier paragraphe du 4.3.1 de la NF ISO 50006) 9
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3.1.7 situation énergétique de référence SER
référence(s) quantifiée(s) servant de base pour la comparaison de performances énergétiques NOTE 1 Une situation énergétique de référence peut être normalisée à l'aide de facteurs ayant une incidence sur l'usage et/ou la consommation énergétique, tels que le niveau de production, les degrés-jour (température extérieure), etc. NOTE 2 La situation énergétique de référence est également utilisée pour calculer les économies d'énergie, à titre de référence, avec et sans la mise en œuvre d'actions d'amélioration de la performance énergétique, ou pour évaluer les économies d'énergie réalisées pendant une période donnée.
[SOURCE: NF ISO/IEC 13273-1)
3.1.8 facteur d'influence paramètre mesurable ou quantifiable qui peut avoir un impact sur la performance énergétique et soumis à des changements réguliers EXEMPLE Paramètres de production (volume de production, taux de production) ; conditions météorologiques (température extérieure, degrés-jour) ; heures de fonctionnement ; paramètres d'exploitation (température de fonctionnement, intensité lumineuse). NOTE La norme NF ISO 50006 utilise le terme facteur pertinent qui est un paramètre d'influence dont on a vérifié l'impact sur la performance énergétique.
[SOURCE : NF ISO 50006, modifiée - Remplacement du qualificatif pertinent par influence et remplacement de quantifiable par mesurable ou quantifiable, ajout de la note]
3.2
Définitions relatives au mesurage
3.2.1 mesurage processus consistant à obtenir physiquement une ou plusieurs valeurs que l'on peut raisonnablement attribuer à une grandeur NOTE 1
Les mesurages ne s'appliquent pas aux propriétés qualitatives.
NOTE 2
Un mesurage implique la comparaison de grandeurs, y compris le comptage d'entités.
NOTE 3 Le mot« mesure » a, dans la langue française courante, plusieurs significations. C'est la raison pour laquelle le mot « mesurage » a été introduit pour qualifier l'action de mesurer. Le mot « mesure » intervient cependant à de nombreuses reprises pour former des termes, suivant en cela l'usage courant et sans ambiguïté. On peut citer, par exemple : unité de mesure, méthode de mesure, instrument de mesure. Cela ne signifie pas que l'utilisation du mot « mesurage » au lieu de « mesure » pour ces termes ne soit pas admissible si l'on trouve quelque avantage à le faire.
[SOURCE: NF ISO/IEC GUIDE 99:2011)
3.2.2 appareil de mesure dispositif destiné à être utilisé pour faire des mesures, seul ou associé à un ou plusieurs dispositifs annexes
[SOURCE: NF ISO/IEC GUIDE 99:2011)
3.2.3 système de mesurage ensemble d'appareils de mesure, de moyens de relève et d'enregistrement horodaté des valeurs issues du mesurage, ainsi que des moyens d'exploitation de ces valeurs
[SOURCE : NF ISO/IEC GUIDE 99:2011, modifié. Suppression du qualificatif «complet». Remplacement de «instruments de mesure» par «appareils de mesure». Remplacement de « autres équipements » par « moyens de relève et d'enregistrement horodaté ainsi que des moyens d'exploitation de ces valeurs»]
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3.2.4 plan de mesurage ensemble de tâches organisées dans le temps comprenant la conception, la mise en œuvre, l'exploitation, la maintenance et l'amélioration d'un système de mesurage
3.2.5 comptage intégration continue de grandeurs mesurées en fonction du temps NOTE L'intégration peut s'effectuer sur une mesure de puissance électrique active ou réactive, de volume de fluide, de nombre de pièces, ...
3.2.6 surveillance évaluation continue de mesures ou de signaux, ayant pour objet de reporter à propos de dysfonctionnements potentiels du système et éventuellement d'alarmer NOTE Des exemples de mesure à surveiller dans une installation électrique sont le facteur de puissance, la tension, les harmoniques, ...
3.2.7 paramètre à surveiller paramètre non directement relatif à l'énergie, mais qui peut influencer la performance énergétique de la distribution d'énergie dans une installation EXEMPLE Taux d'harmoniques ou cos phi dans une installation électrique, pression au départ de l'installation et titre vapeur pour une chaufferie vapeur, ...
3.2.8 zone espace géographique définissant une partie de l'organisme NOTE 1
Des exemples d'une zone peuvent être une cuisine de 20 m2 , une aire de stockage de 500 m2 .
NOTE 2
L'espace géographique peut être une surface ou un volume.
NOTE 3 Pour l'électricité, la norme IEC 60364-8-1 définit une notion de maille qui peut se révéler utile dans certains cas et qui permet un découpage plus fin et plus homogènes que les zones.
[SOURCE : IEC 60364-8-1, modifiée par remplacement de« aire (ou surface}» par« espace géographique» et de « installation » par« organisme » et ajout de la note 3]
4
Démarche pour établir un plan de mesurage
1.1 Généralités L'objectif d'un plan de mesurage est de concevoir, mettre en œuvre, exploiter et maintenir le système de mesurage qui permet à l'organisme de : identifier des potentiels d'amélioration, mesurer la performance énergétique pour s'assurer qu'elle est conforme aux objectifs, analyser les causes des dérives potentielles de consommation énergétique, pérenniser les gains réalisés. Un système de mesurage réunit les éléments décrits dans la Figure 1, en fonction des besoins de l'organisme :
11
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Mesures unitaires : appareils de mesure
Mesure de puissances électriques et thermiques [kW] et de débits volumétrique (Nm3/h] et massique (kg/h]
Détermination analytique des facteurs d'influence et des paramètres à surveiller
Comptage : Intégration de grandeurs mesurables dans le temps (kWh], [Nm 3], ••• Applications : Mesure des consommations énergétiques, comptage tarifaire, sous-comptage pour facturation interne, calcul d'une consommation de référence ...
!Mesure des facteurs d'influence et des paramètres à surveiller Applications : surveillance, explication de la performance Système de mesurage
Moyen de relevé et d'historisation
;
Relevé annuel ou télé-relève, ... Applications : Centralisation, historisation et sauvegarde de données ...
Moyen d'analyse
ement par tableur, logicielslocaux, logicielsdéportés ~
pplications : Supervision, réalisation de tableaux de bords, analyses statistiques, gestion d'alarmes, ...
calcul des IPE : Indicateurs de Performances Énergétiques
Figure 1 - Éléments du système de mesurage de la performance énergétique
4.1
Étapes du plan de mesurage
Pour la mise en place d'un plan de mesurage, l'organisme doit prendre en compte les étapes suivantes : ÉTAPE 1 : DEFINIR LE CONTEXTE, LES OBJECTIFS ET LES CONTRAINTES ÉTAPE 2: EVALUER LA SITUATION INITIALE •
ÉTAPE 3: DEFINIR LE PLAN D'ACTION D'AMELIORATION DU SYSTEME DE MESURAGE ÉTAPE 4 : METTRE EN PLACE LE SYSTEME DE MESURAGE ÉTAPE 5 : EXPLOITER LES MESURES
•
ÉTAPE 6 : MAINTENIR LE SYSTEME DE MESURAGE
La mise en œuvre du plan de mesurage est une démarche itérative. L'organisme doit concevoir son plan de mesurage participant à l'amélioration continue.
12
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5
Étapes du plan de mesurage
5.1
ÉTAPE 1 : DEFINIR LE CONTEXTE, LES OBJECTIFS ET LES CONTRAINTES
5.1.1
Objectifs de l'étape
S'assurer que les motivations, enjeux et objectifs du projet sont clairement définis. S'assurer que le contexte organisationnel, technique et budgétaire permettra de réaliser un plan de mesurage adapté aux ambitions du projet.
5.1.2
Motivations de l'organisme vis-à-vis du plan de mesurage
Par la mise en place d'un plan de mesurage, l'organisme peut atteindre des objectifs tels que : améliorer le suivi des consommations énergétiques, détecter des anomalies ou des dérives, faciliter l'exploitation et la maintenance, mettre en œuvre une démarche volontaire d'amélioration de la performance énergétique, répondre aux exigences réglementaires ou légales relatives à la performance énergétique, mettre en œuvre les recommandations des audits énergétiques.
5.1.3
Contexte du plan de mesurage
Au sein d'un organisme, l'une des premières actions pour réduire ses consommations énergétiques est de mettre en place un plan de mesurage de l'énergie. Aujourd'hui, l'organisme qui souhaite déployer un plan de mesurage, se trouve confronté à un certain nombre d'obstacles parmi lesquels : la conception d'un plan de mesurage, la définition de son contenu, de son périmètre en fonction des besoins et de l'objectif visé ; l'évaluation du coût/bénéfices de mise en œuvre du plan de mesurage, permettant une aide à la décision ; les difficultés techniques associées à la mise en œuvre du plan de mesurage. Le présent document vise à répondre à ces problématiques.
5.1.4
Périmètre du plan de mesurage
L'organisme définit le périmètre du plan de mesurage, notamment les sites, les zones, les usages et les énergies concernés. L'organisme identifie les ressources à affecter au plan de mesurage. NOTE
Voir une explication donnée en Annexe A à propos de la notion de zones.
Le plan de mesurage doit être cohérent avec les autres actions relatives à la maîtrise de l'énergie, telles que : Les audits énergétiques (NF EN 16247) qui nécessitent certaines mesures (articles 5.2, 5.3, 5.5), Le système de management de l'énergie (NF EN ISO 50001) qui requiert la mise en place et le suivi d'indicateurs de performance énergétique (NF ISO 50006), Les calculs d'économie d'énergie (NF ISO 50015, NF ISO 17741 ou NF ISO 17747). Les exigences et recommandations s'appliquent sur ce périmètre.
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5.1.5
Finalité des mesures
L'organisme définit la finalité de chaque mesure au sein du plan de mesurage, telle que : calculer un Indicateur de Performance Énergétique (IPE) (NF ISO 50006) et suivre son l'évolution dans le temps; établir une situation énergétique de référence (NF ISO 50006) ; surveiller la performance énergétique d'un équipement ou d'une installation. NOTE Il convient de vérifier que tous les points de mesure inclus dans le plan de mesurage ont pour objectif l'amélioration de la performance énergétique de l'organisme. Les mesures de paramètres n'ayant pas d'influence directe ou indirecte sur la consommation d'énergie ne font pas partie du périmètre du plan de mesurage de l'énergie.
5.1.6
Utilisateurs du système de mesurage
L'organisme doit identifier les besoins spécifiques à chaque utilisateur. Le système de mesurage peut concerner les utilisateurs suivants : Direction : les responsabilités consistent, entre autres, à s'assurer que le système de mesurage (découlant de la mise en œuvre du plan de mesurage décrit par ce document) est adapté à l'organisme, à prendre en compte la performance énergétique dans la planification à long terme, à s'assurer que toutes les exigences légales et autres exigences externes sont satisfaites et à s'assurer que les résultats sont mesurés et rapportés à intervalles réguliers. La direction peut être utilisatrice du système de mesurage. Responsable SMÊ : travaille avec une équipe de management de l'énergie et est chargé de transmettre à la direction les résultats mesurables du SMÊ. Le responsable SMÊ utilise donc le système de mesurage de l'organisme. Directeur technique : alloue généralement les ressources au sein de l'usine ou de l'installation et doit rendre compte des résultats. Il est en mesure d'évaluer les objectifs ciblés et ceux réellement obtenus, aussi bien en termes de performance énergétique qu'en termes financiers. Personnel d'exploitation et de maintenance : chargé d'utiliser le système de mesurage pour contrôler et assurer un fonctionnement efficace en prenant des mesures correctives en cas d'écarts de la performance énergétique, en éliminant les déchets et en réalisant la maintenance préventive afin de réduire la dégradation de la performance énergétique. Le personnel d'exploitation et de maintenance peut utiliser le système de mesurage pour le processus ou les équipements dont il a la responsabilité. Utilisateurs externes : ces utilisateurs peuvent comprendre des organismes de réglementation, des auditeurs de SMÊ, des clients, des fournisseurs ou d'autres organismes. 5.1.7
Budget
L'organisme définit le budget alloué au plan de mesurage en fonction de ses objectifs et de ses enjeux énergétiques. 5.1.8
Planning
Le plan de mesurage de la performance énergétique pourra être mis en œuvre par étape en fonction des priorités pour satisfaire les contraintes budgétaires de l'organisme. L'organisme met en place, sous forme de planning, un échéancier de mise en œuvre du plan de mesurage. Il doit identifier les jalons les plus importants du projet.
14
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5.1.9
Ressources affectées au projet
L'organisme identifie les ressources humaines et matérielles nécessaires aux différentes étapes de la mise en œuvre du plan de mesurage: Étude Installation ,
Métrologie Système d'acquisition ou ressources nécessaires pour une éventuelle relève manuelle Système de capitalisation et visualisation Maintenance
L'organisme identifie clairement une personne responsable de plan de mesurage et s'assure de sa compétence et de sa disponibilité. L'organisme doit identifier et vérifier les compétences nécessaires à l'exécution du plan de mesurage par son personnel ou ses prestataires. 5.1.10 Niveaux du système de mesurage L'organisme évalue la pertinence de son système de mesurage par rapport à ses besoins. d'évaluation sont :
Les six critères
La capacité à quantifier les consommations d'énergie par site, par zone ou par usage énergétique ; NOTE La majeure partie des sites disposent de mesures de consommations aux points de livraison. Ces mesures servent, essentiellement, pour la facturation. Disposer de mesure divisionnaire par zone ou par usage énergétique permet un meilleur maillage et suivi des consommations et des performances énergétiques.
La capacité à effectuer des relevés à intervalle régulier des points de mesure ; NOTE Pour suivre et analyser l'évolution des consommations d'énergie, le relevé des points de mesure doit être effectué régulièrement (fréquence). Les points de mesure peuvent être relevés manuellement par des rondiers ou automatiquement par télé-relève. La télé-relève permet en général une fréquence de relève et un nombre de points de mesure accrus tout en maîtrisant les coûts.
La capacité à quantifier les facteurs d'influence impactant la performance énergétique des usages énergétiques ; NOTE L'identification et la quantification des facteurs d'influence améliore et affine l'analyse des évolutions des consommations d'énergie et donc de la performance énergétique
La capacité à capitaliser les mesures issues des différents points de mesure ; NOTE L'enregistrement horodaté des mesures relevées à intervalle régulier aux différents points de mesure permet d'appréhender les évolutions des consommations d'énergie dans le temps.
La capacité à visualiser, analyser et piloter sa performance énergétique; NOTE La restitution des consommations d'énergie peut être réalisée à différentes fréquences selon les besoins. Plus la fréquence de restitution est élevée (hebdomadaire, quotidienne, horaire ... ), plus le système de mesurage doit automatiser le traitement des données pour faciliter l'analyse.
..
La capacité à surveiller l'installation.
NOTE La surveillance de l'installation peut conduire à la mise en évidence de dysfonctionnements influant sur la performance énergétique. Pour faciliter le suivi, des seuils et alarmes peuvent être mise en place sur les paramètres de surveillance.
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Les niveaux du système de mesurage sur une zone, un usage énergétique voire un point de mesure peuvent différer selon les enjeux énergétiques, contraintes techniques et économiques et des objectifs de l'organisme en termes de performance énergétique. EXEMPLE Télé-relève et suivi mensuel des consommations d'énergie par usage énergétique sur le bâtiment principal et relevé manuel du compteur général d'un bâtiment secondaire. EXEMPLE
Mesure et suivi en temps réel des consommations d'énergie au niveau d'un usage énergétique significatif.
Les Annexes B, C et D fournissent des recommandations et des exemples d'évaluation du système de mesurage en fonction des six critères précités. 5.1.11 Livrables de l'étape L'organisme fournit une note synthétisant ses objectifs et ses contraintes, l'organisation retenue et le planning de mise en œuvre ainsi que les budgets alloués au plan de mesurage.
5.2
ÉTAPE 2: ÉVALUER LA SITUATION INITIALE
5.2.1
Objectif de l'étape
Réaliser l'inventaire fonctionnel (les besoins, ce qu'on doit collecter comme données et pourquoi) Réaliser l'inventaire technique (les données et équipements dont on dispose) 5.2.2
Énergies utilisées
L'organisme définit les enjeux énergétiques par l'analyse des factures énergétiques, de son système de mesurage existant ou grâce aux livrables d'un audit énergétique. L'organisme recense les énergies utilisées par les installations faisant l'objet du plan de mesurage. L'organisme réalise l'inventaire des énergies utilisées conformément au Tableau 1. Tableau 1 - Inventaire des énergies utilisées Unité de mesure énergétique
kWh, kVArh
-
kWh, kVArh
Nm3h
PCS
kWh
Type mesure
Electricité
Energie active, réactive
Gaz naturel
Débit
Fuel
Débit
kWh
GPL
Débit
kWh
Charbon
Masse
kWh
Bois
Masse
kWh
Biomasse
Masse
kWh
Air comprimé
Débit
kWh
Fluides caloporteurs
Débit
kWh
Autres énergies
de
Facteur de conversion
ENERGIE UTILISEE
Unité mesure
de
Fréquence de mesure
kWh
TOTAL
Pour chaque énergie utilisée, l'organisme caractérise (marque, référence) les appareils de mesure et leur liens éventuels au sein d'un même point de mesure. L'organisme doit vérifier que les appareils de mesure sont correctement adaptés (par exemple précision, calibration) à la grandeur mesurée.
16
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L'organisme recueille la fréquence de télé-relève de chaque point de mesure. L'organisme doit vérifier que la fréquence de télé-relève de chaque appareil de mesure et chaque point de mesure est correctement adapté à la grandeur mesurée et son évolution. Cette étude permet aussi de mettre en évidence des appareils de mesure qui ne sont pas adaptés aux objectifs. 5.2.3
Usages énergétiques
L'organisme détermine ses usages énergétiques, par exemple : HVAC (chauffage, ventilation et climatisation) Eclairage Prises pour appareils électriques (Exemples : PC, imprimantes, ... ) Fabrication, procédé, (Exemples : moteurs, machines, ... )
L'organisme recense ses usages et les caractérise par une consommation énergétique mesurée ou estimée, conformément au Tableau 2. Tableau 2 - Inventaire fonctionnel des usages USAGE
Unité de mesure
Usage 1
kW
Usage 2
kW
Méthode d'évaluation (inconnu/ estimé/ mesuré)
...
TOTAL
Pour remplir le Tableau 2, l'organisme peut utiliser les résultats d'audits énergétiques, de type diagramme en secteurs (cf. Annexe F). 5.2.4
Facteurs d'influence
L'organisme identifie les facteurs d'influence affectant les consommations d'énergie de chaque usage retenu, tels que: ,
Production, mesurée par : Un nombre, un volume ou une masse de pièces produite ou équivalent (chiffre d'affaire, ... ) industrie, ... Un nombre de personnes présentes par période de temps ou équivalent (chiffre d'affaire, ... ) bâtiments, infrastructure, ...
Conditions climatiques, mesurées par : Température externe ou Degré Jour Saison Luminosité naturelle
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Conditions contextuelles, mesurées par : Taux d'occupation du bâtiment Horaires d'ouverture Niveau de services rendu par l'usage Consigne de température Confort de l'occupant (éclairage, température) Niveau d'humidité •
Qualité de traitement de l'air
Certains facteurs d'influence peuvent être qualitatifs ou discrets. L'organisme doit faire une synthèse des facteurs d'influence dans chaque zone et l'impact de chacun vis-à-vis de l'atteinte des objectifs, conformément au Tableau 3. Tableau 3 - Inventaire fonctionnel Par usage
Méthode de mesure
des facteurs d'influence
Fréquence mise à jour
de
Impact vis-à-vis des objectifs
Facteur 1 Facteur 2
... TOTAL
L'organisme identifie quels facteurs d'influence sont déjà mesurés. 5.2.5
Paramètres à surveiller sur l'installation
L'organisme liste les grandeurs devant faire l'objet d'une surveillance et qui permettent de caractériser la qualité de fonctionnement de l'installation. 5.2.5.1
Surveillance de l'installation
électrique
Le Tableau 4 ci-dessous décrit l'influence de certains paramètres relatifs à l'énergie électrique sur la performance énergétique de l'installation. Pour plus de détail voir les recommandations fournies en Annexe F en fonction des niveaux.
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Tableau 4 - Exemple de paramètres électriques à surveiller Paramètre
Mesure
Influence sur la performance énergétique de l'installation
Influence sur la performance de l'installation
Facteur de puissance (cos phi)
PF
Des pertes énergétiques sont générées dans les câbles. Le fournisseur facture des pénalités.
câbles doivent Les surdimensionnés
Harmonique et courant
THOU
Les harmoniques de séquence négative (u2) freinent les moteur, Les harmoniques de séquence zéro (u0) provoquent des pertes énergétiques.
Défaillance prématurée de certains appareils, notamment les moteurs
tension
THDi
être
Déviation permanente ou fréquentes de tension
u
Les appareils électriques travaillent hors vont de leurs spécifications et surconsommer, notamment les moteurs.
Défaillance prématurée de certains appareils, notamment les moteurs
Déséquilibre tension
de
Uimb
Des pertes énergétiques sont générées dans les moteurs
Défaillance prématurée de certains appareils, notamment les moteurs
Creux de tension, Interruptions de tension
Udip Uint
---
Arrêt de procédés avec impact financier
Fréquence
f
--·-
Changement de vitesse machines tournantes
5.2.5.2
des
Surveillance de l'installation fluidique
Pour les installations fluidiques (chaufferie, centrale air comprimé, centrale frigorifique, station de traitement d'eau, ... ) certains paramètres peuvent s'avérer importants et faire l'objet d'une surveillance.
À titre d'exemple : Chaufferie vapeur : la pression au départ de l'installation, la qualité de l'eau d'appoint et des retours des condensats (Conductivité, pH, ... ), le taux des retours des condensats, le titre vapeur ... Centrale air comprimé : la pression, l'hygrométrie, les pertes de charges de la chaine de filtration, la température d'aspiration des compresseurs, ... Centrale frigorifique : la haute pression, la basse pression, l'écart de température entre le départ et le retour du circuit frigoporteur, le suivi de l'encrassement des échangeurs thermiques, la température d'huile des machine lubrifiée ... En pratique, certains de ces paramètres font l'objet d'un suivi dans le cadre de la maintenance préventive pour assurer la fiabilité, la longévité ainsi que les performances optimales des équipements.
5.2.6
Zones
L'organisme détermine les zones utiles : ateliers (industrie, ... ) chambres (hôtel, ... ) étage (bâtiment, ... )
L'organisme fait une synthèse des mesures existantes par zone.
19
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5.2.7
Appareils de mesure existants
L'organisme fait l'inventaire des appareils de mesure existants pour chaque installation : Compteurs d'énergie électrique Centrales de mesure (pour surveillance de l'installation électrique) Compteurs de gaz Compteurs de fluides Autres compteurs
L'organisme explicite leur utilisation actuelle. 5.2.8
Cartographie des flux énergétiques
L'organisme identifie les réseaux de distribution ou de génération des énergies au sein du périmètre du plan de mesurage et caractérise les flux significatifs. Un audit énergétique permet de répondre à cet objectif. L'organisme synthétise la distribution des énergies et les points de mesure existants au sein du périmètre du plan de mesurage : les entrées et sorties des différentes énergies dans chaque zone ; le sens et l'importance des flux énergétiques entre les équipements d'une zone ou entre les zones ; la position des points de mesure existants au sein de chaque zone et aux interfaces entre les zones. L'organisme peut utiliser une représentation tableur ou une représentation visuelle avec une symbolique appropriée afin d'alléger le schéma sans pour autant omettre les informations nécessaires. Une légende doit alors préciser la signification de la symbolique utilisée. Des exemples de synoptiques sont fournis en Annexe G. Par le biais d'opérations de vérification au sein du périmètre de mesurage, l'organisme contrôle et met à jour le cas échéant les informations du schéma de principe des installations : analyser la pertinence des points de mesure par rapport aux objectifs de l'organisme, notamment par une analyse métrologique; caractéristiques des appareils de mesure en état de fonctionnement ; traçabilité métrologique (voir 5.6.3) ; identification des appareils de mesure défectueux. 5.2.9
Outils de relevé et d'historisation
Pour chaque grandeur mesurée, l'organisme détermine les outils de relevé (automatique ou manuel) et d'historisation déjà utilisés par l'installation. L'organisme doit analyser la pertinence de la chaine d'acquisition (choix et cohérence des fréquences de relève entre les appareils de mesure) et d'historisation par rapport à ses objectifs, conformément au Tableau 5.
20
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Tableau 5 - Exemple de synthèse des relèves et historisation réalisées POINT DE MESURE
Mode relève (Manuel Auto)
de
Fréquence relève
/
de
Système d'historisation (ex : tableur, base de données ... )
Qualité de la donnée moyenne, mauvaise)
(bonne,
Compteur électricité 1 Compteur électricité 2 Centrale de mesure Compteur de gaz 1 Sonde de température
...
5.2.1O Outils d'exploitation L'organisme caractérise les pratiques (utilisateurs, grandeurs, fréquences, outils, systèmes d'information, tableaux de bord) actuelles en termes d'exploitation des mesures. L'organisme analyse la pertinence et la performance du système de mesurage par rapport à ses objectifs et aux utilisateurs conformément au Tableau 6. Tableau 6 - Exemple de synthèse des outils d'exploitation OUTIL D'EXPLOITATION
Périmètre
Utilisateurs
Objectif
Besoin complémentaire de mesurage
Tableau de bord
Tout
Direction
Suivre les résultats trimestriels et annuels
Prendre des décisions d'investissement pour l'amélioration de la performance énergétique, suivi des plans d'action
Système de supervision d'automate industriel
Production vapeur
Directeur de site
Suivre la production
Mesurer les consommations d'un atelier de production
Gestion technique du bâtiment (GTB)
Bâtiments
Responsable énergie
Réduire les d'énergie
consommations
Appareil de mesure défectueux à remplacer
(Energy EMS Management Software) ou SIE (Système d'information Energétique)
Bâtiments
Responsable énergie
Suivre en continu les consommations par usages et par zones
Déterminer des indicateurs de performance énergétique
... 5.2.11 Livrables de cette étape L'organisme doit établir une cartographie des installations existantes au sein du périmètre d'analyse, avec l'identification des systèmes d'acquisition et d'exploitation des données. L'organisme doit fournir une analyse des éléments de la chaîne de mesure défaillants ou des éléments à compléter par rapport à ses objectifs.
5.3 5.3.1
ÉTAPE 3: DEFINIR LE PLAN D'ACTION D'AMELIORATION DU SYSTEME DE MESURAGE Objectif
L'objectif est de définir les actions à entreprendre dans le cadre du plan de mesurage pour atteindre les objectifs de l'organisme 5.3.2
Recommandation en fonction de la couverture du plan de mesurage
L'organisme, selon ses activités et ses objectifs, peut se référer à l'Annexe D pour faciliter la définition de besoins en mesurage.
21
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Proposition d'actions d'amélioration du système de mesurage
5.3.3
Pour atteindre ses objectifs, l'organisme met en œuvre des actions visant à améliorer son système de mesurage sur la base des critères définis en 5.1 .1O afin de : améliorer l'affectation des consommations d'énergie aux différentes mailles (sites, zones, usages, installations) grâce à la mise en place de nouveaux points de mesure ; mieux maîtriser les dynamiques des consommations d'énergie grâce à l'augmentation de la fréquence de relève et/ou la généralisation de la télé-relève ; mieux maîtriser les enjeux de la performance énergétique et anticiper les évolutions futures grâce à la mise en place de mesure des facteurs influents ; quantifier les évolutions de la performance énergétique dans le temps, qu'elles soient liées ou on à la mise en œuvre d'actions d'amélioration de la performance énergétique, grâce à l'amélioration du système d'historisation des mesures ; faciliter la prise de décision des différents utilisateurs vis-à-vis de la performance énergétique grâce à l'amélioration du système de visualisation et d'analyse des mesures. L'organisme priorise les actions d'amélioration du système de mesurage en effectuant une analyse des coûts et bénéfices intégrant : .E
le coût global (matériel, installation, maintenance) de l'action d'amélioration du système de mesurage ; le potentiel d'amélioration de la performance énergétique rendu possible par la mise en œuvre de l'action d'amélioration du système de mesurage ; la part des consommations d'énergie affectées par la mise en œuvre de l'action d'amélioration du système de mesurage.
Un exemple est fourni dans le Tableau 7.
22
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Tableau 7 - Exemple de synthèse de propositions d'action Enjeu
Besoin
%
de la conso. totale en jeu
Coût matériel et d'installation
Coût maintenance sur 3 ans
Justification
Priorité
Indicateur de performance énergétique:
Mesurer E atelier 1
15%
... Euros
... Euros
Décision de passer du niveau «base» au niveau «médian»
1
Modéliser l'énergie en fonction de facteurs d'influence
25%
... Euros
... Euros
Décision de passer du niveau «base» au niveau «médian»
4
Mesurer THDu, THDi
20%
... Euros
... Euros
Besoin de ces mesures pour maintenance four à arc
2
Mesurer E amont
5%
... Euros
... Euros
Besoin de vérifier le rendement de cette pompe
5
80%
... Euros
... Euros
Automatiser et fiabiliser la chaîne de traitement
3
E atelier1/prod atelier 1
Etablir la situation Energétique de référence :
E = f (prod atelier température, saison)
2,
Surveillance installation électrique :
Mise en place d'une centrale de mesure près du four à arc Surveillance équipements transformation l'énergie
des de de
Mesure aval
E
Mise en place de compteurs de part et d'autre de la pompe à air comprimé Mettre en place système d'information
5.3.4
un
Suivre les indicateurs
Plan d'actions gradué dans le temps
En fonction de ses objectifs, de ses priorités et de son budget global, l'organisme peut définir un plan d'actions gradué dans le temps. L'organisme effectue une revue périodique de son plan d'actions et le réajuste en fonction des objectifs et des résultats obtenus. Cette revue peut être réalisée dans le cadre de la revue du système de management de l'énergie. 5.3.5
Livrables de cette étape
L'organisme établit un plan d'actions d'amélioration du système de mesurage, qui identifie les priorités et les délais de réalisation et un agenda de mise en œuvre.
5.4
ÉTAPE 4: METTRE EN PLACE LE SYSTEME DE MESURAGE
5.4.1
Objectif
Réaliser les actions techniques décidées lors de l'étape 5.3. 5.4.2
Choix des appareils de mesure
L'organisme définit les appareils de mesure les mieux adaptés à ses objectifs, et doit notamment prendre en compte les critères suivants : les contraintes réglementaires, normatives et hygiéniques,
23
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Les matériels doivent disposer des marquages réglementaires : le marquage CE doit être apposé sur les produits pour preuve du respect des Directives européennes CEM (compatibilité électromagnétique), BT (basse tension) à minima. les contraintes relatives aux propriétés physico-chimiques des fluides, les contraintes relatives aux caractéristiques des tuyauteries, les contraintes relatives aux conditions ambiantes, les contraintes d'installation, les possibilités technologiques, les exigences de précision, les performances métrologiques souhaitées (plages de mesure, sensibilité, précision, répétabilité, dérive, perte de charges ... ), les contraintes d'acquisition et d'exploitation, les contraintes de maintenance et de suivi métrologique, les contraintes budgétaires. Les appareils de mesure pourront être choisis dans la liste ci-dessous, en fonction des recommandations du Tableau B. Tableau 8 - Choix des appareils de mesure et normes applicables Type d'énergie
Type d'appareil mesure
NElectricité
Types de mesures
Norme de référence
Compteur tarifaire
Energie active et réactive
NF EN 62053-2x Directive MID
Compteur d'énergie
Energie active et réactive
NF EN 61557-12 ou NF EN 62053-2x
Centrale de mesure et de surveillance des performances (PMD)
Energie active, réactive et autres paramètres électriques (U, 1, f, PF, THO, ... )
NF EN 61557-12
Gaz naturel
Compteur de gaz
Débit
NF EN 12261
Fuel
Compteur de liquide
Débit
---
GPL
Compteur de gaz
Débit massique
NF EN 12261
Masse, Hygrométrie
volumétrique
Air comprimé
Compteur de fluide
Débit
Eau Chaude et Vapeur
Compteur de fluide
Débit
-------
Frigoporteurs frigorigènes
Compteur de fluide
Débit
---
---
Masse et Hygrométrie
---
Charbon et/ou coke
Biomasse
24
de
et
Fluides
et
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5.4.3
Traçabilité des appareils de mesure
L'organisme doit documenter les caractéristiques et permettre d'assurer une traçabilité documentaire pour chaque appareil de mesure sélectionné : la référence produit et ses éventuelles certifications les certificats de conformité (procès-verbal de contrôle final} qui lui sont associés, l'objectif de la mesure, la précision attendue, la marque, la référence produit et les éventuels certificats de conformité, Les niveaux de rangeabilité: valeur minimum et maximum minimale, nominale et maximale correspondantes à un fonctionnement normal de l'appareil de mesure, ,
les pertes de charge générées le cas échéant, une documentation technique décrivant la conception, la fabrication, le fonctionnement de l'appareil de mesure ainsi que les modalités de montage, de maintenance et confirmation métrologique d'étalonnage et de vérification du bon fonctionnement.
Pour un appareil de mesure utilisé pour des transactions commerciales vis-à-vis de tiers, notamment dans le cadre de factures énergétiques, l'organisme doit s'assurer de la compatibilité de l'appareil de mesure avec les obligations règlementaires ou légales en vigueur.
5.4.4
Installation
L'organisme doit porter une attention particulière aux conditions d'installation des appareils de mesure, facteur déterminant pour une mesure fiable. L'organisme doit s'assurer que les appareils de mesure sont installés conformément aux préconisations d'usage du fabricant et en prenant en compte les contraintes du site lors de la phase de montage. NOTE Pour le domaine électrique, en référence à la norme d'installation NF C 15-100, l'installateur doit vérifier en particulier que le matériel corresponde aux exigences de catégorie d'installation, d'indice de protection (IP), de température et d'humidité.
Pour simplifier le contrôle au sein du site, il peut être utile de prévoir des dispositifs permettant de réaliser les contrôles à la valeur de fonctionnement (Étalonnage sur 1 point} sans interruption du fonctionnement. Exemples: Température : prévoir un doigt de gant en série pour un contrôle sans interruption de la mesure. Capteur de pression et pression différentielle : prévoir un manifold adapté pour contrôle en série sans interruption de la mesure.
Suite à l'installation, l'organisme doit s'assurer de l'application des règlements en matière de gestion des déchets par une gestion cohérente des emballages et leur élimination sans risque pour l'environnement.
25
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5.4.5
Mise en service
La mise en service doit être assurée par du personnel compétent et habilité, respectant les règles de sécurité du site. La programmation et la configuration du matériel doivent être réalisées selon les recommandations du constructeur en s'appuyant sur une notice d'installation complète : règles de sécurité, prog rammat ion, contigu ration, conformité de l'installation mécanique, conformité des câblages des raccordements électriques, précautions d'emploi, ... Chaque appareil de mesure doit être identifié par une référence unique et reportée sur la cartographie des flux énergétiques une fois installé. Pour une meilleure traçabilité, il est recommandé de sauvegarder les schémas de raccordement électrique, d'intégration mécanique ainsi que les configurations des appareils de mesure.
5.4.6
Livrables de cette phase
À la fin de la phase d'installation et de mise en service, l'organisme fournit un rapport spécifiant le bon fonctionnement de l'appareil de mesure et de sa capacité à récupérer les données souhaitées. L'organisme met à jour la cartographie ou le graphe topo-fonctionnel des flux énergétiques.
5.5
ÉTAPE 5 : EXPLOITER LES MESURES
5.5.1
Objectif
réaliser les mesures qui permettront de calculer les indicateurs, qui eux même permettront de mettre en place des plans d'action, disposer d'un processus de responsabilité et des moyens techniques permettant l'exploitation et le pilotage du système de mesurage, publier ou afficher les résultats des mesures afin de sensibiliser les acteurs de l'organisme aux consommations énergétiques.
5.5.2
Historisation et stockage des données de mesures
Les données de mesure doivent être centralisées à l'échelle du périmètre étudié, mises à jour et historisées régulièrement. La fréquence et le mode de mise à jour (manuel ou automatique) doivent être adaptés aux enjeux, aux besoins des utilisateurs et aux niveaux de performance ciblés par l'organisme. L'Annexe H donne des exemples d'architecture informatique permettant de remonter et centraliser les informations de mesure. L'organisme s'assure de la qualité des données de mesure fournies par le système de mesurage. Lorsque des corrections sont apportées aux mesures brutes, l'organisme doit pouvoir identifier qu'elles ont fait l'objet d'une modification a posteriori (date et nature du changement, éventuellement l'auteur de la modification).
26
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L'organisme peut aussi stocker des données dérivées des données brutes issues des appareils de mesurage (conversions vers une autre unité, traitement d'un signal analogique ... ). Il doit s'assurer que tous les calculs sont conformes aux lois physiques. Les tables, formules mathématiques, ou tout autre dispositif permettant la détermination des propriétés thermodynamiques des fluides (masse volumique, enthalpie massique, ... ) doivent être référencés et conformes aux lois physiques. 5.5.3
Analyse des mesures
Le système de mesurage doit permettre l'analyse et le pilotage de la performance énergétique par l'organisme. Le système de mesurage permet notamment l'établissement des situations énergétiques de référence et le calcul et la mise à jour des indicateurs de performance énergétique (concepts introduits dans la norme NF EN ISO 50001 et précisés dans la norme NF ISO 50006) aux différentes mailles de l'organisme (organisme, site, zone, usage, équipement) et adaptés aux différents utilisateurs. L'analyse peut être mise en œuvre par tout moyen technique (tableur ou système d'information) adapté aux objectifs de l'organisme. 5.5.4
Diffusion des données aux utilisateurs
L'organisme assure la transmission des mesures, ainsi que la diffusion des analyses ou synthèses effectuées grâce aux mesures aux utilisateurs internes ou externes. Le moyen, la fréquence et la forme de la transmission des informations à chaque utilisateur interne ou externe est documentée. L'organisme peut par exemple mettre à disposition des utilisateurs un système de visualisation graphique ou tabulaire des mesures, des éventuelles corrections appliquées aux mesures ou des résultats d'analyses. L'organisme peut également mettre en place des alertes pour faciliter la prise de décision par les différents utilisateurs. Selon ses enjeux, l'organisme peut définir des habilitations d'accès aux données, analyses ou synthèses issues du système de mesurage. 5.5.5
Livrables de cette phase
L'organisme rédige un document de synthèse qui explicite, en termes de processus de responsabilité, et les moyens techniques, permettant l'exploitation et le pilotage du système de mesurage : l'historisation et le stockage des données, le traitement analytique des données, la politique de communication des données en interne et en externe à l'organisme. L'organisme archive les données et fournit des outils d'analyse et de visualisation des données (tableur ou système d'information) pour l'ensemble des utilisateurs concernés. Il est souhaitable d'utiliser les nouvelles données pour remplir les tableaux définis à l'étape 5.2.
5.6
ÉTAPE 6: MAINTENIR LE SYSTEME DE MESURAGE
5.6.1
Objectifs
Détecter les dysfonctionnements du système de mesurage. Assurer la continuité de la transmission et de l'historisation des mesures. Garantir l'intégrité et la précision des mesures. Prévoir les procédures à mettre en place en cas de défaillance du système de mesurage.
27
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5.6.2
Vérification de la chaîne d'acquisition
des mesures
L'organisme s'assure que les données sont acquises aux fréquences souhaitées, sans perte de données. L'organisme doit pouvoir être alerté de tout problème relatif à la chaîne d'acquisition. L'organisme procède de manière ponctuelle à des tests de défaillance de tout ou partie de la chaîne de mesure. Il s'assure du bon fonctionnement de tout ou partie du système de mesurage. 5.6.3
Maintenance et suivi métrologique
L'organisme met en place un suivi métrologique, via : des contrôles périodiques et l'identification des appareils de mesure défectueux ; un étalonnage des appareils de mesure à une fréquence conforme aux recommandations du fabricant et adaptée au niveau de sensibilité du point de mesure ; un entretien régulier conformément aux préconisations du fabricant. L'organisme enregistre l'ensemble des informations relatives à l'exploitation de chaque appareil de mesure, notamment ses caractéristiques, les contrôles effectués, les défauts identifiés, l'entretien et les étalonnages réalisés. L'organisme doit mettre en œuvre un entretien régulier du matériel et du système de mesurage. Afin d'éviter des dérives de performance de l'appareil de mesure, il est fortement recommandé de suivre les préconisations de maintenance données par le fabricant. Des recommandations spécifiques par type de fluide peuvent s'appliquer, l'organisme pourra se référer à l'Annexe I pour les applications électriques et fluidiques. 5.6.4
Évolution au sein du périmètre
L'organisme anticipe l'évolution de ses installations soit par le rajout de nouveaux matériels soit en faisant évoluer le matériel ou le logiciel déjà installé (exemples : rajout d'une entrée/sortie, ou reprogrammation du micro logiciel d'un appareil de mesure). Si le matériel est réutilisé sur une installation différente, l'organisme doit veiller à reprendre tout le cycle de mise en œuvre. En fin de vie, l'organisme doit gérer de façon appropriée l'ensemble des déchets y compris les déchets électroniques soumis à la Directive DEEE. 5.6.5
Livrables de cette phase
L'organisme doit établir un plan de maintenance du système de mesurage et le mettre à jour régulièrement : « Service Level Agreement etc.);
»
à respecter (précision, disponibilité, fiabilité, délais d'intervention, criticité,
un programme de test de la chaîne d'acquisition et des alertes en cas de problème ; un programme de confirmation métrologique du système de mesurage et le mettre à jour régulièrement ; ressources et responsabilités de maintenance.
28
FD X 30-147
Annexe A (informative) Exemple de périmètre d'un plan de mesurage: organisme, sites, zones, usages énergétiques
La Figure A.1 ci-après représente les relations définissant les liens entre les notions d'organisme, de site, de zone et d'usage énergétique. À titre d'exemple, le périmètre déterminé en pointillé représente le « périmètre d'un plan de mesurage » spécifique au Site 1. Dans le cadre de la définition du périmètre du plan de mesurage, il est possible, au sein d'une zone, de considérer des usages énergétiques, considérés comme étant significatifs, et d'en exclure d'autre. L'exemple des « zone 3 » et « zone 4 » illustre ce propos. /
Organisme
1
Ressources humaines Management Administration
r············· -~------~::: __
u_n_e_n_s_e_m_b_le.-d_e_s_'.'-e_s _____
./
1\..Site 1
1
Zone 1
j
Site 2
1 Usage énergétique
4.1 Zone 3
1.2
1
Site n
11
Zone 4
Le périmètre du plan ·- --),1 ~-----~ 1 Usage énergétique de mesurage 1 1.1 1 t---------< spécifique au Site 1 1 Usage énergétique
~-~-=-~~-=-~~-=-~-'! Usage énergétique
Usage énergétique
4.5
3.1
Zone 2
J
1 1 1 1 1 1 1
Usage énergétique
3.2
Figure A.1 - Exemple de périmètre d'un plan de mesurage
29
FD X 30-147
Annexe B
(informative) Évaluation du niveau d'un système de mesurage
L'organisme évalue le ou les niveaux (base, médian, évolué) de son système de mesurage en fonction des recommandations minimales spécifiées dans le Tableau B.1, Tableau B.2, Tableau B.3, Tableau B.4 et Tableau B.5, pour chaque critère. Chaque critère doit être vu comme indépendant, à savoir un critère peut être en « base » alors que l'autre est en " médian » ou l'autre en " évolué », en fonction de la pertinence de chacun des critères dans le cadre du projet et de ses intentions. L'organisme fait évoluer ce système de mesurage en fonction de ses objectifs de performance énergétique, et aussi en fonction du type de bâtiment, tel que défini au Tableau D.1. Un exemple d'utilisation de ces tableaux est donné en Annexe C. Tableau B.1 - Découpage en zone/usage X
Base
Médian
Evolué
C Suivi des consommations par zone
Chaque tarifaire zone.
compteur définit une
Suivi des consommations par usage
usages Les prépondérants (2 à minima) sont suivis
est une ses sont
Chaque étage ou zone d'activité (atelier, bureau, ..) de chaque bâtiment est considéré comme une zone, et ses consommations sont suivies.
usages Les prépondérants (2 à minima) sont suivis pour chacune des zones suivies
usages Les prépondérants (2 à minima) sont suivis pour chacune des zones suivies.
Chaque bâtiment considéré comme zone, et consommations suivies
usages Les suivis représenteront au moins 80 % de la consommation. • Voir recommandations données en Annexe F, Article F.6 à propos des grandeurs à mesurer.
Tableau B.2 - Prise en compte des facteurs d'influence ux
Base
Médian
Evolué
Le facteur d'influence pour le poste le plus énergivore est pris en compte
Le facteur d'influence prépondérant pour le poste le plus énergivore par zone el/ou usage est pris en compte
Les facteurs d'influences prépondérants pour les postes le plus énergivore par zone el/ou usage sont pris en compte
Cn Prise en compte des principaux facteurs d'influence pour une consommation par zone el/ou usage
• Voir recommandations données en Annexe F, Article F.6 à propos des grandeurs à mesurer.
30
FD X 30-147
Tableau B.3 - Prise en compte des techniques de relève Base
Médian
Evolué
Relève des consommations
Les données sont dérivées des factures des fournisseurs
Le relevé des mesures est manuel ou automatique
Le relevé des mesures est automatique, lié au niveau de granularité temporelle et zone eUou usage
Calcul d'indicateurs de performance énergétique selon ISO 50006 (IPE, ratio de consommation, situation énergétique de référence, ...) en fonction des consommations
Simples, proche de la consommation brute
Simple, proche de la consommation brute
Personnalisés par (comptabilité, métier responsable énergie,, communication au personnel, ...)
Fréquence de calcul des performance énergétique
Calculé à la fréquence des factures, en fonction des zones, des usages et des facteurs d'influence suivis
Calculé toutes les semaines, en fonction des zones, des usages facteurs et des d'influence suivis
Calculé tous les jours, en fonction des zones, des usages et des facteurs d'influence suivis
X
Cri
indicateurs
de
• Voir recommandations données en Annexe F, Article F.6 à propos des grandeurs à mesurer.
Tableau B.4- Surveillance de l'installation ux
Base
Médian
Evolué
Surveillance de l'installation électrique
Mesures permanentes au point de livraison.
Mesures permanentes au point de livraison et aux tableaux de distribution.
Mesures permanentes au point de livraison, aux tableaux de distribution et aux charges majeures.
Surveillance d'autres fluides de l'installation
---
---
---
Cr
• Voir recommandations données en Annexe F, Article F.6 à propos des grandeurs à mesurer.
Tableau B.5 - Capitalisation des données mesurées -------Critères•
Niveaux
Base
Médian
Evolué
Pas nécessaire
Conseiller pour faciliter télé-relève, archivage et analyse des consommations
Nécessaire pour collecte et archivage automatique, distribution de l'information, tableau de bord, gestion des alarmes et prise de décisions
--------
Utilisation d'un logiciel de supervision et de reporting de la performance énergétique (rapport de consommations, IPE, alarmes, ... ), par type d'énergie, par usage, par zone et dans le temps
• Voir recommandations données en Annexe F, Article F.6 à propos des grandeurs à mesurer.
31
FD X 30-147
Annexe C (informative)
Exemple concret d'utilisation des niveaux
C.1 Description de l'exemple L'exemple traité dans cette annexe est décrit par la Figure C.1 ci-dessous.
Bâtiment A
Bâtiment B
(
Entrepôt
Atelier
Zone bureaux
--------- -------) HVAC
,_
'"\
------~
(elec BT+EC) _.,/
C,--- ---HVAC
(elec BT+EC)
Prises (elec BT)
(
---------.."'\ Prises ,
------(elec BT)
_ _,)
Utilités
Centra e apeur"7 (gaz)
Figure C.1 - Exemple traité dans cette annexe
32
i-cna:u-
JL
1ère
(gaz)
1 _]
FD X 30-147
C.2 Mesures à réaliser Les mesures à réaliser sont décrites dans le Tableau C.1. Tableau C.1 - Découpage en zones/usages : liste des recommandations à appliquer en fonction du niveau retenu pour chacun des critères
~
Base
Médian
Evolué
=BâtimentA 22 =Bâtiments
=BâtimentA.Atelier 21-2 =BâtimentA.Bureaux 22 =Bâtiments
C
Suivi des consommations par zone
z =
Suivi des consommations par usage
Production (process) U1 des bâtiments
Ensemble bâtiments
des
2
=
U2 U3
=HVAC des bâtiments =Autres usages
21
21-1
=
U1.Z1 Production.BatimentA U2.Z1
=HVAC.BatimentA Autres =
U3.Z1 usages.BatimentA
=
U3.22 usages.BatimentB
Autres
U1 .21-1 Production. BâtimentA.Atelier
=
U2.Z1-1 HVAC.bâtimentA.Atelier
=
U2.Z1-2 HVAC.bâtimentA.Bureaux
=
=
Autres U3.Z1-1 usages.BâtimentA.Atelier
=
U3.Z1-2 Autres usages.BâtimentA.Bureaux
=
Autres
U3.22 usages.BatimentB Prise en compte des principaux facteurs d'influence par usage
Il est prendre facteurs l'usage
recommandé de en compte les d'influence selon
=
FU. Production( atelier) tonnes de matière première produites
=DJU FU.Eclairage =
FU.HVAC
luminosité
mesurée NOTE-
FU
=Facteur d'influence
par Usage; Z
=
FU.Production(atelier) tonnes de matière première produites
=
DJU et nombre de FU.HVAC personnes sur site FU.Eclairage mesurée
=
luminosité
=Zone; U =Usage
C.3 Mesures initiales Les mesures peuvent être répertoriées telles que définit au Tableau C.2, Tableau C.3 et Tableau C.4. Tableau C.2 - Répartitions des consommations POINT DE LIVRAISON
Type mesure
Electricité Gaz TOTAL
de
par type d'énergie
Mesure
Facteur conversion
de
Mesure
Energie active
kWh
-
200 kWh
Débit
Nm 3h
PCS
300 kWh
500 kWh
33
FD X 30-147
Tableau C.3 - Répartitions des consommations par usages
USAGES
Valeur mesurée
(chauffage HVAC climatisation)
et
Valeur estimée non mesurée)
(si
110
Ratio
37%
Eclairage
30
10%
Prises pour appareils électriques (PC, imprimantes,
10
3%
...) Production
140
Autres
TOTAL
250
47% 10
3%
50
100%
Tableau C.4 - Répartitions des consommations par zones
ZONES
Valeur estimée non mesurée)
(si
Ratio
Bâtiment A
280
93%
Bâtiment B
20
7%
50
100%
TOTAL
34
Valeur mesurée
250
FD X 30-147
Annexe D
(informative) Niveaux recommandés en fonction de la typologie d'organisme et des secteurs d'activités
La démarche doit être adaptée aux enjeux énergétiques, les tableaux ci-dessous proposent un niveau le plus souvent rencontré par type d'installation (bâtiment tertiaire ou résidentiel, industrie, infrastructure) tel que définis au Tableau D.1, Tableau D.2, Tableau D.3 et Tableau D.4 (Source Gimelec en bibliographie). Tableau D.1 - Recommandation de niveau en fonction du type de bâtiment tertiaire Recommandation
Base
Médian
Evolué
Type de bâtiment tertiaire
Datacenters
X
Bâtiments de santé (hôpital, clinique, ... ) plus de 500 lits
X
Bâtiments de santé (EHPAD, clinique, ... ) de moins de 500 lits
X
Équipements sportifs (gymnase, piscine, ... )
X
Bâtiments destinés à l'enseignement
X
Centres commerciaux, hypermarchés, ...
X
Bâtiments de stockage réfrigéré
X
Bâtiments de stockage logistique
X
Bâtiments tertiaires de production légère
X
Sites de production EnR (Énergie renouvelable)
X
Hôtellerie
X
2 et 30 OOOm 2 et Autres bâtiments de bureaux, entre 3 OOOm Immeuble de Grande Hauteur
X
Autres bâtiments de bureaux, de moins de 3 000 m 2
X
Tableau D.2 - Recommandation de niveau en fonction du type d'industrie Recommandation
Base
Médian
Evolué
Type d'industrie Industries agroalimentaires
X
Sidérurgie, Non ferreux, Fonderie et Travail des métaux
X
Matériaux et verre
X
Chimie lourde, parachimie et pharmacie
X
Industries mécaniques et électriques, aéronautique et navale
X
Automobile et autres transports terrestres
X
Industries textiles, du caoutchouc plasturgie, industries diverses
X
Papiers-cartons
X
35
FD X 30-147
Tableau D.3 - Recommandation de niveau en fonction du type d'infrastructure Recommandation
Base
Médian
Evolué
Type d'infrastructure
Ports, aéroports, ...
X
Tunnels, ...
X
Tableau D.4 - Recommandation de niveau en fonction du type de bâtiment résidentiel Recommandation
Base
Type de bâtiment résidentiel
36
Immeubles collectifs
X
Maisons individuelles
NC
Médian
Evolué
FD X 30-147
Annexe E (informative) Exemple de synthèse par type d'énergie et par usage (cas d'une chaufferie)
Une synthèse pourra être réalisée sur le modèle défini à la Figure E.1 ou Figure E.2. Électricité
Gaz GPL
Gazole
Total énergie
Eau
kWh/an
kWh/pcs/an
kWh/pcs/an
kWh/an
m 3/an
333 915
821 219
132 000
1 287 134
6 742
Coûts annuels énergies et eau (€ HT/an)
26 815
49 273
13 200
89 288
12 220
Coat unitaire énergies et eau
cts€an
cts€an
cts€an
cts€an
€m3
8,03
6,00
10,00
6,94
1,81
Consommations annuelles énergies et eau
513
Production annuelle (tonnes) kWh/tonne
kWh/pcs/lonne
kWh/pcs/lonne
kWh/tonne
m 3/tonne
651
1 602
257
2 511
13
52
96
26
174
24
Consommations spécifiques
Coûts spécifiques (o@"tonne) Chiffre d'affaire (M~
3,0
Prix de vente moyen de la tonne produite (€Tonne)
5 852
Part de l'énergie dans le prix de vente (%)
3,0
Figure E.1 - Analyse macroscopique des vecteurs énergétiques utilisés A-OOffs ~
av.,, Elu chaude
GA..
8'16
kWh(FO)/an
Beclridé
24%
kWh/an
Vapeix 1811,
74% Azote kWh/an
2%
--
s...gél.nxJn
1'16 Refroidis Sefœfl ()'Il,
""
Figure E.2- Diagrammes par secteur par type d'énergie par usage
37
FD X 30-147
Annexe F (informative) Recommandations vis-à-vis de l'instrumentation du système de mesure
en fonction du niveau
F.1 Mesures au point de livraison Des mesures peuvent être réalisées conformément au Tableau F.1. Tableau F.1 - Mesures pertinentes en fonction du type d'énergie Types de mesures pertinentes
Electricité
Base
Médian (en+ de base)
Evolué (en + de médian)
Energie active
Energie réactive
--
Energie apparente Puissance Gaz naturel
Débit
---
--
Fuel
Débit
---
--
GPL
Débit
---
---
Charbon
Masse
---
Autres combustibles
Selon combustible
---
Air comprimé
Consommation
---
Eau Chaude et Vapeur
Consommation
---
------
Frigoporteurs frigorifiques
Consommation
---
--
Masse et Hygrométrie
---
--
et
Fluides
Biomasse
F.2 Mesures par zones La mesure par zone se fera au cas par cas, en fonction des usages et des zones utiles. Tableau F.2 - Mesures pertinentes en fonction des zones Types de mesures pertinentes
Zone (Atelier, Frigo, ... )
38
Base
Médian (en+ de base)
Evolué (en + de médian)
Au cas par cas
Au cas par cas
Au cas par cas
FD X 30-147
F.3 Mesures par usage Des mesures peuvent être réalisées conformément au Tableau F.3. Tableau F.3- Mesures pertinentes en fonction des usages Types de mesures pertinentes
HVAC (chauffage cllmatlsatlon)
et
Base
Médian (en+ de base)
Evolué (en + de médian)
Energie active
Température intérieure
--·-
Hygrométrie Cop
Eclairage (PC,
Appareils électriques Imprimantes, ... ) Entrainement (Moteurs)
Energie active
--
--·-
Energie active
--
---
Energie active
Energie réactive
THDi (Déséquilibre Unb phases)
Production (Générateurs)
locale
Compresseur comprimé
d'air
Energie active produite Energie active
--
Rendement (si calculable)
Energie réactive
Consommation spécifique
de
Débit d'air normé Pression
Dispositif de production d'Eau Chaude et Vapeur
Consommation d'énergie
Dispositif de Frigorifique
Energie active
production
Puissance produite
thermique
Rendement
frigorifique
Coefficient de performance (COP)
Energie réactive Puissance produite
Rendement
F.4 Mesure des facteurs d'influence Les facteurs d'influence doivent être choisis en tenant compte du secteur d'activité. Le Tableau F.4 illustre quelques facteurs d'influence typiques. Tableau F.4- Mesures pertinentes de facteurs d'influence en fonction des usages Types de facteurs d'influence pertinents
(chauffage HVAC cllmatlsatlon)
et
Base
Médian (en+ de base)
Evolué (en + de médian)
Température externe
Taux d'occupation
Puissance de la HVAC
Luminosité naturelle
--·-
Saison
Eclairage
Taux d'occupation
--
Taux d'occupation
---
Moteurs
--
Température au voisinage
---
Générateurs
--
Température au voisinage
---
Pompe pour air comprimé
--
Température au voisinage
---
Dispositif de production d'Eau Chaude et Vapeur
--
Température entrée
Appareils électriques imprimantes, ... )
(PC,
de
l'eau
en
---
Température au voisinage Dispositif de production de Frlgoporteu rs et Fluides frigorigènes
--
Température au voisinage
---
39
FD X 30-147
F.5 Mesures au niveau des générateurs ou échangeurs d'énergie Des mesures peuvent être réalisées conformément au Tableau F.5. Tableau F.5 - Mesures pertinentes en fonction des types de générateur ou échangeur d'énergie Types de mesures pertinentes Base
Médian (en+ de base)
Evolué (en + de médian)
Transformateurs électriques
---
Rendement
(déséquilibre Uinb phases)
Echangeurs thermiques
---
Rendement ou cop
--
de
U (Tension amont et aval)
F.6 Surveillance de l'installation électrique Des mesures peuvent être réalisées conformément au Tableau F.6. Tableau F.6 - Mesures pertinentes en fonction du type de départ, d'arrivée, de générateur ou d'échangeur d'énergie Types de mesures pertinentes Base
- au point de livraison
Energie active
b
Médian (en+ de base)
Evolué (en + de médian)
U (Tension)/ I (courant)
Harmoniques courant tension individuels
et
Harmoniques courant tension individuels
et
f (Fréquence) Facteur de puissance (ou cos phi)
C
0
Ill
...
ai
Energie réactive
~
Puissance active/réactive
GI "C
THDu et THDi (Taux de distorsion harmonique)
ë
ëi a.
-
pour chaque départ de d'au puissance moins 100kVA• (ex : 160A, 400V tri)
Energie active
U (Tension)/ I (courant) Facteur de puissance (ou cos phi) Energie réacstive Puissance active/réactive THDu et THDi (Taux de distorsion harmonique)
C
.2
:i
.0
.:
-
pour
chaque
départ
de
iii =ti puissance d'au moins 40kVA• GI "C
Energie active
Energie active U (Tension)/ I (courant)
(ex : 63A, 400V tri)
THDu et THOi (Taux de distorsion harmonique)
Puissance active/réactive
,c
::::, a,
Facteur de puissance (ou cos phi)
.5! .0
:! Ill GI
Cl
-
pour chaque départ de puissance d'au moins 3,5kVA• c (ex: 16A, 230V mono)
---
---
Energie active
- Transformateurs électriques
---
Rendement
(déséquilibre Uinb phases)
la
ts
0 Ill
de
U (Tension amont et aval)
C
a,
~
• La puissances dépend du type d'installation et de bâtiments : tertiaires, commerciaux, industriels, infrastructure, ... en fonction de l'application et des objectifs, d'autres mesures peuvent être mises en place (exemple : déséquilibre, alarme sur dépassement de seuil, ... )
b
c
40
Des bâtiments comme les datacenters nécessitent une surveillance des charges de plus de 2,3kVA (ex: 10A, 230V)
FD X 30-147
F.7 Moyens de mesurage La mesure peut être réalisée selon la précision préconisée au Tableau F.7. Tableau F.7 - Mesures pertinentes en fonction du type d'énergie Précision de la mesure
Electrlclté • (Energie active)
Base
Médian (en+ de base)
Evolué (en + de médian)
- Point de livraison : Classe du compteur tarifaire
- Point de livraison : Classe du compteur tarifaire
- Point de livraison : Classe du compteur tarifaire
-
principale :
-
principale :
-
secondaire :
-
Distribution Classe 1
secondaire :
Charges classe 1
principales :
Distribution Classe 1 Distribution Classe 2
Distribution Classe 1
---
---
-----
Vapeur
--
--
---
Frigoporteurs et Fluides frigorigènes (Débit)
--
--
---
et
--
--
---
Ressources fossiles (charbon, pétrole, ... )
--
--
---
Gaz (Débit) Air comprimé (Débit) Eau Chaude (Débit)
Biomasse Hygrométrie
et
Masse
Charbon : masse Pétrole : débit • Les classes de précisions réfèrent aux classes de précision spécifiées dans la NF EN 61557-12, NF EN 62053-21 ou NF EN 62053-22.
F.8 Inventaire des paramètres à surveiller L'organisme pourra faire une synthèse des résultats de la surveillance de l'installation, par exemple pour l'électricité conformément au Tableau F.8. Tableau F.8 - Exemple d'inventaire fonctionnel des paramètres à surveiller Valeur ou moyenne
durée
Valeur min
ou
durée
Valeur max
ou
durée
Facteur de puissance (PF) Harmonique tension (THDu) Harmonique courant (THDi) Tension (U) Déséquilibre de phase (Uinb) Creux de tensions (Udip) Interruptions (U int) Fréquence (1)
41
FD X 30-147
Annexe G (informative)
Exemples de synoptiques d'installations vis-à-vis des flux énergétiques et des moyens de mesurage
Les synoptiques peuvent être réalisé comme préconisé à la Figure G.1, Figure G.2, Figure G.3, Figure G.4, Figure G.5 ou Figure G.6.
Bande de diffusion Compteur électrique
Atelier
distillation
Atelier
concentration
Compteur général électrique
,_ ___ --► Atelier
séchage
Compteur électrique
►
Utilités Traitement
eaux usées
Compteur électrique
Figure G.1 - Synoptique de sous-comptage électrique Comptages d'énergie électrique actuels
HT
'
BT
◄------ ---:-------- ►
~--~
''
------~--,
TGBT 1
''
►
Serveur
'' ' ' ' ' ' '' ' ' ' ' ' '
TGBT2
Éclairage usine 2
Usine 2
Figure G.2 - Synoptique de répartition du réseau basse tension
42
FD X 30-147
1
/
--,
Comptage ea~ d'appoint :
/ (s, 1 1 1
Chaufferie Vapeur
i
Condensats
Pelage
Blanchiment
Stérilisation
Figure G.3 - Synoptique de comptage d'une chaufferie vapeur
c
Relevé manuel
Porcins Bovins PACNH3 35 bars 72°C
., 1
'
' ' ' '
Refroidissement huile GF H3
22°c
Ballonde récupération 100m3
' ' ' '
' ' ' '
Porcins : :
65°(
Bovins
Groupes NH3 BP: 3 bars -12°C
Eau froide
10°c
Figure G.4 - Graphe topo fonctionnel d'un processus agroalimentaire
43
FD X 30-147
Niveau Site: Unité de production d'eau potable (nom du site, foncion. adresse ....) Ex Niveau Ouvra e: fonction de l'ouvrage ( nom de l'ouvrage, foncion/procédé ...)
\ Comptages Réseaux externes: 1.
3
Périmètre du site
Bâtiment d'exploitation
Communicaûon
-------
\
-~-----
.Mesures Eau
S.
Electricité
•
---
--------
Points de Mesurage (nom mesure, fonction, ...):
Chaleur
4.
---
,,/ ----Réseau lnfo Indus et technique v-;;;- --~ \. Supervision & Bases de données L_ structurées « Patrimoines/Mesures » _/
d'énergie
Energie/Courant faible
Points de Mesurage
Milieu Naturel (Prélèvement : Forage) connexion (in/out) des différents « réseaux » du site
Pres ions, Débits, Vitesses de rotation, Mesures d'énergie.
Points de Mesurage :
Niveau, Débit, Pressions, Mesures d'énergie.
«
Zone: Réservoirs »
Figure G.5 -Graphe topo fonctionnel d'un site taulnement du Niveau Site: Unité de production d'eau potable • • • •
Point Point Point Point
de comptage de comptage de comptage de comptage
Gaz : Compteur Gaz type ..., année de pose ..., Vérification ..., N" télérelève ..., Chaleur: Compteur Chaleurtype ..., année de pose ..., Vérification ..., N' télérelève ..., Eau : Compteur Eau type ..., année de pose ..., Vérification ..., N° télérelève ..., tlectricité : Compteur tlectrldté type ..., année de pose ..., Vérification ..., N" télérelève ...,
Équipement du Niveau Ouvrage : Station de refoulement de l'usine, fonction pompage • Pompage 1 : Pompe 1 à variation de vitesse, marque, type ..., année de pose, année de dépose, localisation, ... • Pompage 2 : Pompe 2 à vitesse fixe, marque, type ..., année de pose, année de dépose, localisation, ... • Point de mesurage de pression : Capteur Pression- unité bars, marque, type, année de pose, année de dépose, localisation, ... • Point de mesurage de débit: Capteur Débit - m3/h et comptage m 3, marque, type, année de pose, année de dépose, localisation, ... • Point de mesurage d'énergie: Capteur« Puissance»· kW et comptage kWh, marque, type, année de pose, année de dépose, localisation, ... Remarques : Indicateurs de Performances Énergétiques (IPE) • Exemple pour la fonction pompage : la performance énergétique du pompage peut être calculée que si les paramètre d'influence comme le niveau amont/ pression à l'aspiration, la pression de refoulement, la consommation d'énergie, la vitesse de rotation, le contexte d'exploitation ... sont également enregistrés sur les mêmes périodes. D'autre part, seules des données validées (cohérence d'exploitation, qualité de la mesure, cohérences des mesures, ...) peuvent ~tre utilisées pour le calcul d'indicateurs de performance. • Ces indicateurs de performance doivent être calculés globalement pour le système par exemple calculer le Wh/m 3 de la fonction pompage, puis par équipement par exemple pour l'équipement pompe calculer le Wh/m 3/mHMT. Ces deux approches sont indispensables pour identifier soit un dysfonctionnement de l'équipement, soit un dysfonctionnement au niveau du système !
Figure G.6 - Points de mesure relatifs au graphe topo-fonctionnel du site
44
î
FD X 30-147
Annexe H (informative) Exemples d'architectures permettant le relevé et la mémorisation automatique de mesurages
Les trois architectures typiques permettant le relevé et la mémorisation automatiques des mesures sont spécifiées par la Figure H.1, Figure H.2 et Figure H.3
SITE (Client)
□
Serveur Energie
1
1
1
Passerelle de données 1 1
1
Conc ntrateur entrée/sortie
i i App;arcil de mesure à
Concentrateur entrée/sortie
......
Appareils de mesure (par exemple PMD* selon IEC61557-12)
Appareils de mesure (par exemple PMD* selon IEC61557-12)
1
Concentrateur entrée/sortie
iii
Passerelle de données
......
ii Appareil de mesure à impulsion numérique
Appareil de mesure à
Appareils de mesure impulsion numétique (par exemple PMD• ou avecdes sordes ou avecdes sorties ou avecdes sordcs analogiqucs/actionneurs analogiques/actionneurs analogiques/actionneurs selon IEC61557-12) impulsion numérique
......
....
Figure H.1 - Architecture locale basique c::::;i
r=I
Logiciel d'efficacité ~ énergétique atl
SITE (Client)
1
1
Passerelle de données
Passerelle de données
1
1 1
1
Conccntratcur entrée/sortie
Conccntratcur entrée/sortie
Conccntratcur entrée/sortie
Appareilde mesure à
Appareilde mesure à
Appareilde mesure à
impulsion numénque ou avecdes sortles analogique-s/actionneurs
impulsion numérique
impulsion numérique ou avecdes sorties analogiques/actionneurs
ou avec des sorties analogiques/actionneurs
□
î
1
Passerelle de données
1
Appareils de mesure (par exemple PMD• selon IEC61557-12)
Appareils de mesure (par exemple PM D* selon IEC61557-12)
Appareils de mesure (par exemple PMD•
····
selon IEC61557-12)
Figure H.2 - Architecture locale avancée
45
UPPA- UNIVERSITE DEPAUET DUPAYSDEL'ADOUR Pour
UPPA- UNIVERSITE DEPAUET DUPAYSDEL'ADOUR
FD X 30-147
PLATEFORME D'EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE (fournisseur de service)
Logiciel jg ~'effica~ité ig energétique !iiti
~
-----------
!:
...... _/
SITE (Client)
Banquede données énergie 1
1 1
1
Passerelle de données
Passerelle de données
......
Appareils de mesure
Appareils de mesure (par exemple PMo• selon IEC61557-12)
1
1
1
ConcentraLeur entrée/sortie
ConcentraLeur entrée/sortie
ConcentraLeur entrée/sortie
;;;
;;;
Appareil de mesure à impulsion umê1ique
ou avecdes sorties analngiques/actionncur.,;
Appareil de mesure à impulsion numérique ou avec des sorUes analogiques/actionneurs
1
......
;; Appareil de mesure à impulsion nur érique ou avec des sorties a alogiqucs/actio ncur