Emerson Industrial Automation a fourni une solution à vitesse variable de Leroy-Somer composée d'un variateur Powerdrive MD2 associé à un moteur asynchrone à haut rendement IE2 pour réguler la consommation d'énergie du système central d'extraction de fumée de la plateforme de fusion d'une fonderie industrielle en Italie.
Créée en 1931, Zanardi Fonderie S.p.A. (Minerbe - VR) est une entreprise familiale qui produit depuis quatre générations des pièces en fonte à graphite sphéroïdale. La société a recherché des solutions permettant de conserver à son process industriel continu non seulement son niveau de qualité et de flexibilité, mais aussi des coûts de fonctionnement très compétitifs. La stratégie de l'entreprise a consisté à optimiser le rendement de l'équipement de production, notamment en améliorant l'efficacité énergétique. Pour mettre en place cette stratégie, Zanardi s'est rapproché de G.B.M. S.p.A. à Milan, une entreprise qui fournit depuis longtemps le secteur des fonderies. À son tour, G.B.M. a sollicité l'aide d'Emerson Industrial Automation en Italie, spécialisée dans l'optimisation des opérations de fabrication. G.B.M a commencé par étudier les possibilités de réduire la consommation d'énergie du système central d'aspiration des fumées de Zanardi. Ce système consomme une quantité d'énergie très importante mais il est essentiel à la protection de la santé des opérateurs au sein de l'usine.
Réguler le débit tout en réduisant la consommation
Les experts en économies d'énergie d'Emerson Industrial Automation, en collaboration avec Massimo Ceschel, Directeur de Production chez Zanardi, ont rassemblé des données permettant d'obtenir une vision claire des conditions de fonctionnement du matériel, ainsi que des objectifs en termes de coût et de performance. Leur but était de réguler le débit du système d'aspiration tout en réduisant sa consommation électrique. Alessandro Zanardi, le Responsable Technique de la société, a fourni aux techniciens d'Emerson une grande quantité d'informations sur la consommation du système, les débits nécessaires pour en garantir le bon fonctionnement à tous les stades de la fabrication (fusion, cassage des réfractaires, nettoyage du bec, etc.), allant même jusqu'à détailler le nombre d'heures de fonctionnement du système pendant une année. Les techniciens se sont également penchés sur les problèmes liés à l'utilisation de capteurs pour régler la pression différentielle (différence de pression entre le conduit et l'atmosphère), ce qui a permis de recommander d'interdire l'utilisation de tout instrument "vulnérable" dans un environnement où la température est élevée et où des poudres abrasives sont présentes.
Une solution à haute efficacité énergétique
Sur la base des données rassemblées, plusieurs scénarios ont été proposés à Zanardi Fonderie pour adapter le débit de l'équipement aux différents besoins à chaque niveau du système d'extraction. Définissant une solution technique simple et efficace, Emerson a proposé de remplacer le moteur existant par une solution moto-variateur à haute efficacité énergétique de Leroy-Somer, composée d'un moteur asynchrone à haut rendement série LSES piloté par un variateur de vitesse Powerdrive MD2. L'idée a été retenue, étayée par un état technique et financier détaillé démontrant un amortissement en moins de deux ans. L'ensemble de ce plan s'est déroulé sans prendre en compte la possibilité d'obtenir un Certificat d'Economies d'Energie (CEE), à l'issue de l'installation. Après avoir assisté à la présentation du projet, l'ingénieur de Zanardi a fait appel à la société Progelta de Rubano (province de Padoue), intégrateur système en charge de l'automatisation du process, afin d''interfacer le variateur pour réguler le débit en sortie du ventilateur. Un automate programmable (PLC) et un affichage synoptique sur PC communiquent avec le variateur au travers du Profibus pour adapter le débit de référence aux différentes phases définies par le PLC. Le projet prévoyait l'installation de la nouvelle solution d'entraînement en parallèle avec le système électromécanique existant ; ceci devait aussi permettre d'utiliser l'ancien système en cas d'urgence, en by-passant l'armoire de commande Powerdrive MD2. Le variateur Powerdrive MD2 a été installé à proximité du moteur LSES 315 dont le montage, en lieu et place du précédent, s'est effectué lors d'un arrêt de production programmé sur plusieurs jours. L'enregistrement des consommations d'énergie a démarré aussitôt après la mise en service du moto-variateur. Le système a parfaitement répondu d'un point de vue opérationnel et aucun effet négatif sur la capacité d'extraction n'a été constaté.
Une économie réelle d'énergie
Finalement, à la grande satisfaction de tous les acteurs de ce projet d'économie d'énergie, le ventilateur ne consomme plus qu'un peu moins de 1200 kWh/jour en moyenne, contre 2000 kWh/jour précédemment, ce qui se traduit par une économie de 40% sur la facture d'électricité. Compte tenu du coût total de l'opération, les économies réalisées vont permettre un amortissement plus rapide que les deux années initialement prévues dans les conditions de production actuelles.
Ainsi, par une modernisation simple mais efficace de son système d'extraction, Zanardi Fonderie S.p.A. est parvenu à réduire significativement la consommation d'électricité et l'empreinte carbone de son usine, à l'aide d'une solution performante et éprouvée, conçue par Emerson Industrial Automation en Italie.
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