Selon Karim Adada, ingénieur chez Entreprises Larry, il existe des compresseurs « verts » en termes de construction de l’équipement, mais c’est surtout en termes d’efficacité énergétique qu’on peut qualifier les compresseurs d’appareils « verts ». Les manufacturiers proposent des systèmes qui produisent un plus grand volume d’air à la même pression, tout en utilisant le moins d’énergie possible.
Comment produit-on cet effet ? Grâce à l’intégration d’un variateur de vitesse sur le moteur. C’est du moins ce que possèdent les compresseurs rotatifs à vis.
Pour diminuer l’empreinte énergétique, les manufacturiers offrent des compresseurs silencieux fonctionnant sans huile. La tête de compression de ces appareils est recouvert de téflon.
« Très résistants et parmi les plus versatiles, nous dit Jean-Pierre Fortin, président de Coair, le compresseur à vis est le modèle le plus utilisé de nos jours. C’est un compresseur volumétrique dont les pistons se présentent sous forme de vis. Un rotor (partie en rotation) mâle et un rotor femelle tournent l’un vers l’autre tandis que le volume situé entre eux et le carter de compresseur diminue. »
Dans cette catégorie, un appareil dit révolutionnaire et qualifié par ses concepteurs de compresseur le plus éco-énergétique, vient de faire son entrée sur le marché. « Nos compresseurs Atlas Copco à vitesse variable de 10 à 100 HP à aimants permanents refroidit à l’huile, permet de réduire la consommation d’énergie jusqu’à 50 % en moyenne et ce, dans des conditions les plus difficiles, affirme Stéphane Murray, représentant technico-commercial. »
Un système pneumatique permet de stocker de l’énergie, du moins temporairement, le gaz étant utilisé à la manière d’un ressort. À titre d’exemple, un compresseur type mu à l’électricité comprime environ sept volumes d’air à la pression atmosphérique en un volume. L’air à haute pression se déplace dans la machinerie ou les outils dans lesquels il se relâche à la pression atmosphérique, libérant l’énergie nécessaire à leur fonctionnement.
Récupérer l’énergie
Dans bon nombre d’installations, les centrales d’air comprimé présentent une faible efficacité énergétique. Qui plus est, les coûts de production de pertes d’énergie industrielle (volume d’air utilisé et quantité gaspillée) sont souvent méconnus des gestionnaires. On estime que les fuites et la surpression inutile entraînent des pertes pouvant atteindre 30 % d’air comprimé.
Pourtant, un système de récupération de chaleur adéquat parvient à sauver entre 50 et 90 % de l’énergie thermique perdue pour chauffer les locaux. De plus, cette pratique permet d’épargner des tonnes de CO2.
« Ce sont en théorie des machines très inefficaces, admet Karim Adada. Dans un compresseur refroidi à l’air, on utilise toutefois l’air rejeté pour chauffer l’usine ou une pièce comme l’entrepôt. Au lieu d’expulser l’air chaud à l’extérieur en hiver, on peut le recirculer dans des conduits de ventilation au-dessus du compresseur. »
L’autre option possible mais moins prisée est le chauffage de l’eau.
« Il s’agit de faire passer l’eau dans l’échangeur thermique du compresseur pour le refroidir, explique Karim Adada. Cette intervention engendre une énergie. Ensuite, on l’utilise pour préchauffer une bouilloire ou encore dans des procédés de nettoyage industriel, opérations de placage, pompes à chaleur, buanderies, etc. »
Selon l’Office de l’Efficacité Énergétique, entre 50 et 60 % de la chaleur des compresseurs peut être récupérée pour des applications de chauffage de l’eau; toutefois, on ne doit pas limiter le débit d’eau de refroidissement du compresseur sous peine de surchauffe. Les économies réalisées varient selon la taille de l’équipement et de l’énergie utilisée (gaz, électricité ou diesel).
De la conception à la fin de vie utile
Par ailleurs, le montant d’achat et les dépenses d’entretien d’un compresseur ne représentent qu’une faible partie des coûts du cycle de vie. L’investissement de départ et les dépenses d’entretien tournent chacun autour de 10 à 12 % du coût global du compresseur pendant toute sa durée de vie. La plus grande part des frais touche l’énergie consommée durant le fonctionnement proprement dit de l’appareil.
En somme, les bonnes pratiques sont basées sur l’ensemble du cycle de vie (de la conception à la fin de vie utile) de l’équipement et ses composantes. Une gestion appropriée procure des économies d’énergie, réduit les périodes de non disponibilité, accroît la productivité tout en diminuant l’entretien et améliorant la qualité des produits finis. « Les compresseurs à vis, ajoute le président de Coair, peuvent durer plus de 30 ans s’ils sont bien entretenus. »
Fuites inquiétantes
Par ailleurs, l’entretien des réseaux d’air comprimé, qui assurent le transport de l’air comprimé de la source d’approvisionnement vers les équipements de production, peut être l’objet d’économies importantes.
« La maintenance industrielle préventive, ajoute Karine Ouellette, coordonnatrice Marketing chez Comairco, favorise la baisse de consommation d’énergie tout en améliorant le fonctionnement des équipements. De plus, elle permet de réduire les frais d’entretien et d’éliminer les fuites d’air dans le circuit tout en augmentant l’efficacité et la production. »
Les fuites d’air (tuyaux flexibles fissurés ou raccords endommagés) sont difficiles à repérer en raison du bruit de fond de la machinerie ou de la ventilation. Elles peuvent représenter un volume important de l’énergie perdue dans le réseau et contribuer à une baisse de pression dans le système, entraînant une inefficacité des outils ou équipements pneumatiques.
On peut déceler parfois des pertes de l’ordre de 20 à 30 % du débit d’un compresseur. Les périodes d’arrêt de production (nuit ou fin de semaine) constituent des meilleurs moments pour détecter les fuites. Leur colmatage constitue l’intervention prioritaire pour un rendement optimal du système et le retour sur l’investissement est inférieur à six mois en général. Négliger les fuites, en plus du coût du gaspillage énergétique, peut conduire à l’achat inutile de nouveaux compresseurs d’air.
Avec ou sans huile
Par ailleurs, les compresseurs classiques requièrent une lubrification pour faire tourner les cylindres de compression, nécessitant un entretien régulier. Pour diminuer l’empreinte énergétique, les manufacturiers offrent des compresseurs silencieux fonctionnant sans huile. La tête de compression de ces appareils est recouverte de téflon.
« Les entreprises ne font pas assez appel à la technologie sans huile et à air compressé propre, déplore Karim Adada. Ces compresseurs d’air rotatifs non lubrifiés ont pourtant l’avantage d’éviter le risque de contamination de l’air de sorte qu’aucune huile ne se retrouve dans le procédé (exemple : secteur de la transformation alimentaire, des cosmétiques, des soins de santé, etc.) ».
En dépit de leur coût d’achat plus élevé qu’un compresseur standard, ces appareils exempts d’huile servent également pour des applications critiques, là où la qualité de l’air est essentielle (installations pétrochimiques, nucléaires et électroniques notamment).
En plus de diminuer les dépenses de maintenance (entretien minimum), ces engins réduisent le coût de fonctionnement de l’air comprimé dans les opérations et ont une plus longue durée de vie. Certains modèles
compacts possèdent un niveau sonore dérisoire.