Apprivoiser la norme IE3

Le 1er janvier 2015 est une date importante pour les utilisateurs de moteurs électriques. Une partie de ceux-ci doivent en effet désormais répondre à la classe de rendement IE3 (International Energy Efficiency Class 3) ce qui implique quelques changements pour tous les intervenants dans la chaîne d'approvisionnement : des concepteurs aux utilisateurs, en passant par les intégrateurs. ABB identifie ici ce qui doit être fait, si cela est possible, pour faire en sorte que le marché conserve de l'avance sur les régulations.

Depuis le 1er janvier 2015, comme mentionné dans la directive EC640 / 2009 et dans l'amendement EU4 / 2009 (voir complément ci-après), chaque moteur triphasé qui fonctionne en direct sur le réseau (vitesse fixe), vendu sur le marché avec une puissance nominale comprise entre 7,5 et 375 kW (inclus) devra générer un rendement énergétique minimum correspondant à la classe de rendement IE3.

Les moteurs IE2 peuvent encore être utilisés, mais seulement s'ils sont associés à un contrôle électronique de la vitesse, essentiellement un variateur de vitesse. À partir du 1er janvier 2017, la réglementation, qui est souvent désignée comme EU MEPS (standard minimum européen pour la performance énergétique), s'appliquera également aux moteurs de 0,75 à 7,5 kW. Il est prévu qu'environ 30 millions de moteurs industriels existants dans la seule Europe seront ainsi progressivement remplacés dans le cadre de la directive EU MEPS. Il en résultera 5,5 milliards de kilowattheures d'électricité économisés chaque année, entraînant une réduction correspondante des émissions de dioxyde de carbone de 3,4 millions de tonnes. Maintenant, quelles sont les considérations à prendre en compte pour les fabricants de moteurs, les OEMs, les fabricants de machines, les intégrateurs et les utilisateurs finaux afin de réussir la transition vers le nouveau monde IE3 ?

Fabricants de moteurs
L'introduction de la classe de rendement IE3 obligatoire marque certainement le point de référence pour les fabricants de moteurs industriels et pose l'idée que les moteurs seront dorénavant confectionnés avec du matériel de grande qualité uniquement. Mais ce n'est pas toujours le cas. Pour les fabricants de renom, c'est une chance de montrer une vraie différenciation sur le marché dans d'autres aspects de leur offre de moteurs, comme la fiabilité, les contrats de service et le support technique. Cela implique également des changements en termes de coûts. Le passage à l'IE3 engendre un investissement plus important pour les fabricants, tandis que les processus de production ne pourront pas ou très peu être modifiés. Il y aura des coûts pour la refonte de produits, de nouveaux outils et l'utilisation accrue de matériaux plus coûteux.

OEMs et fabricants de machines
Bien que la directive EU MEPS affecte principalement les fabricants de moteurs, il y a des implications pour la gamme de moteurs qu'un OEM peut obtenir de son fournisseur habituel. La mise à disposition d'une gamme complète de moteurs IE3 provenant d'un seul fournisseur sera bénéfique pour les OEMs, en particulier ceux qui disposent d'une présence significative en Europe. Les OEMs doivent se préparer à utiliser des moteurs IE3 dans leurs machines et applications et être clairs avec leurs fournisseurs sur ce qu'ils souhaitent ou non. Par exemple, les applications à couple constant qui ne nécessitent pas forcément de baisser la vitesse, le montage d'un moteur IE2 et un entraînement à vitesse variable peuvent s'avérer non rentable.
Les OEMs devraient également examiner comment le changement affectera leur logistique et leur chaîne d'approvisionnement. Les moteurs IE3 peuvent être plus longs et plus grands que les moteurs IE2 équivalents. Certaines refontes des gammes de produits seront indispensables en intégrant les nouvelles tailles de moteur, la hauteur d'axe ou encore les fixations. Cependant, certains fabricants comme ABB, ont prouvé leur pertinence dans la conception des moteurs. Ne serait-ce que par la hauteur de l'arbre d'un moteur IE3 qui s'aligne avec celui du moteur standard IE2. Ceci favorise un remplacement plus rapide et plus performant, tout en conservant la même structure mécanique de la machine. Ainsi l'implantation d'un moteur IE3 est efficace.

Intégrateurs système
Un certain nombre de questions se posent pour les intégrateurs également. À présent, les intégrateurs de systèmes doivent établir une préférence en faveur des moteurs IE3 pour les applications à service élevés. De cette façon, les intégrateurs penvent aider à assurer la pérennité de leur conception. La nouvelle réglementation va également permettre aux intégrateurs de se focaliser d'avantage sur la consommation d'énergie et utiliser des départs-moteurs. C'est le cas lorsque la vitesse est fixe, la charge est constante ou pour des applications dites basiques. Les variateurs de vitesse s'utilisent dans des applications où ils procurent une valeur ajoutée, avec notamment des objectifs d'amélioration des coûts d'exploitation et de maintenance d'un processus où une économie d'énergie peut être significative.

Utilisateurs finaux
Du point de vue des utilisateurs finaux, les moteurs IE3 se positionnent 10 à 20% au dessus du prix d'achat d'un moteur IE2. Mais ils offrent un retour sur investissement de ce coût supplémentaire en un peu moins de deux ans. Avec un moteur de 200 kW 4 pôles fonctionnant 8000 heures / an pour un coût en électricité de 0,1€ /kWh, un moteur IE2 représenterait 169 521 € en coûts de fonctionnement annuels ; tandis que le moteur IE3 reviendrait à 167 945 €, fournissant une économie de 1 576 € / an ou 131 € /mois. La période de retour sur investissement dans ce cas précis serait bien en dessous des deux ans.

Un autre aspect important pour les utilisateurs finaux concerne la gestion de leur politique d'achat de moteurs. L'arrivée de la directive fait de 2015 le moment idéal pour revoir leur politique d'achat et de gestion des moteurs. Une réelle pertinence est avérée à ce changement de processus si cela n'a pas été envisagé au cours des 3 dernières années. L'un des principaux changements relatif à la politique d'approvisionnement des utilisateurs finaux consiste à s'assurer que tous les moteurs répondent à l'exigence minimum légale de la classe de rendement IE3. Dans le passé, les moteurs IE3 n'étaient pas facilement disponibles, mais ils sont maintenant beaucoup plus faciles à se procurer en cas de panne. Lorsque l'on regarde l'activité des moteurs actuellement installés, une attention particulière doit être portée à ceux qui travaillent entre 7000 et 8000 heures / an. Leurs coûts d'entretien et de maintenance sont importants, ce qui en fait des candidats idéaux pour un remplacement par des moteurs IE3.

Travailler avec le fournisseur
Le message principal consiste à faire rencontrer toutes les parties prenantes avec les fournisseurs afin d'évaluer dans quelle mesure les réglementations vont les affecter et quelle serait alors la meilleure stratégie d'achat pour la société. La réglementation est aujourd'hui mise en place et repousser à plus tard ces décisions stratégiques n'est pas une option. Bien que les acteurs principaux du marché possèdent déjà une gamme de moteurs IE3, beaucoup de petits fabricants utiliseront un variateur de vitesse avec un moteur IE2 pour obtenir les cotes d'efficacité requises.
Travailler avec un fabricant de moteurs ou un de ses partenaires de distribution est indispensable si l'on veut réaliser le meilleur investissement possible. Les principaux fabricants veulent éviter d'être considérés comme des fournisseurs de produits basiques et souhaitent donc accompagner leurs clients dès les premières étapes des projets. L'innovation est sans fin et pour les utilisateurs finaux, le meilleur moyen d'y parvenir est d'impliquer leur constructeur en amont de l'achat d'un moteur.

En bref
Les Normes et directives de rendement applicables aux moteurs triphasés aident à clarifier une situation qui est devenue de plus en plus compliquée pour toutes les personnes impliquées dans la chaîne d'approvisionnement :
- La norme IEC 60034-30-1 est considérée comme une base pour les futurs MEPS. Elle définit le principe à adopter et harmonise globalement les classes d'efficacité énergétique pour les moteurs électriques à travers le monde. Les normes IEC évoluent rapidement et un travail actif est nécessaire pour amener le champ d'application de la norme EU MEPS en conformité avec IEC / EN 60034-30-1
- La directive 2005 / 32 / CE (6 juillet 2005) du Parlement européen établit un cadre pour fixer les exigences d'écoconception à appliquer aux "produits consommateurs d'énergie".
- Le règlement de la Commission 640 / 2009 pour l'application de la ErP (Sur les produits d'énergie, anciennement EuP) - directive européenne - a été publié en juillet 2009. Il est basé sur la norme IEC 60034-30 et définit les classes d'efficacité minimales pour les moteurs basse tension (IE1, IE2, IE3) et décrit le calendrier de leur mise en œuvre. Le règlement modificatif EU4 / 2014 a été publié en janvier 2014. Le présent règlement a précisé la portée du règlement original EC640 / 2009 et fermé certaines lacunes que quelques fabricants utilisent.

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