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Projet de Master 1 (durée de 4 mois) dans lequel après des analyses approfondies des différentes postes de consommations du Halle Vallin (Salle de sport du Campus de Lille 1), je devais mettre en place les différentes solutions réfléchies en vue d’une économie d’énergie et de budget. Étapes et réalisation: - Analyse des différentes consommations (eau, électricité, gaz) - Recherche des postes importants de consommations - Recherche de solutions à apportées sur ces différents postes - Etude de la solution MATISSE (Grenoble) - Calcul du retour sur investissement de la solution MATISSE - Sensibilisation des usagers de la salle sur les consommations (Plaquette de sensibilisation) - Soutenance de projet afin que l'université adopte la solution MATISSE
Citation preview
Dossier réalisé par Grégory Katschnig, Gombert Gautier et Paccou Clément.
Projet semi-encadré MASTER 1 ASE.
Tuteur projet : M. Jean François Sergent
Analyse
Du Diagnostic de Performance Energétique
De l’université de Lille 1.
SOMMAIRE.
Introduction Page 1.
Cahier des charges Page 2.
Halle Vallin
Partie électricité Page 3.
A. Comparaison électrique sur deux années (2009 et 2010). Page 3.
B. Consommation d’électricité répartie par semestre depuis le 2ième semestre 2008. Page 4.
C. Consommation d’électricité sur le mois de Décembre 2010. Page 4.
D. Consommation électrique du mois de Décembre sur trois années. Page 6.
E. Consommation électrique du mois d’août 2009. Page 8.
F. Consommation électrique du 1 au 8 mars 2011. Page 9.
G. Consommation électrique de la semaine du 8 au 15 mars 2011. Page 9.
H. Consommation de base du Halle Vallin. Page 10.
Partie Gaz Page 11.
A. Consommation du gaz (2009 et 2010). Page 11.
B. Relevé de la température (2009 et 2010). Page 11.
C. Comparaison de la puissance de chauffe par la méthode du DJU. Page 12.
Consommation annuelle d’énergie Page 14.
Recensement des appareils Page 16.
Etude de la luminosité Page 18.
Réduction de la consommation électrique Page 20.
Retour sur investissement Page 23.
Polytech
Etude de la luminosité du couloir de Polytech Page 24.
A. Etude de l’existant Page 24.
B. Etude de la technologie LED Page 25.
Conclusion Page 26.
Bibliographie Page 27.
Annexes Page 28.
~ 1 ~
INTRODUCTION.
Le grenelle de l’environnement instauré par le président de la république durant
l’année 2007. Pour résoudre le problème du réchauffement climatique, les représentants de
l’état ainsi que différentes sociétés civiles se sont regroupés pour définir de nouvelles
normes d’aménagement et de développement durable.
L’énergie électrique et le prix gaz, coûtent de plus en plus cher aux utilisateurs, c’est
pourquoi il est nécessaire de réaliser des économies d’énergie. Afin de diminuer la
consommation d’énergie, il faut dans un premier temps déterminer la consommation en
énergie du bâtiment. La technique du diagnostique de performance énergétique permet
d’estimer la consommation d’énergie du bâtiment ainsi que son émission du gaz à effet de
serre. A la suite de la réalisation du DPE, un ensemble de conseils et de recommandations
afin de permettre de réduire leur consommation d’énergie.
Depuis l’arrêté du 7 décembre 2007, les bâtiments publics doivent un diagnostic de
performance énergétique de l’ensemble des bâtiments qui y sont rattachés, afin de se
conformer à la loi. C’est pourquoi, l’université de Lille 1, à déjà réaliser un diagnostique de
performance énergétique de l’ensemble des bâtiments de l’université.
Le but est de comparer la consommation des bâtiments de fonction équivalent, et à
long terme, de réaliser des travaux nécessaires pour rénover l’installation électrique, et
vérifier la bonne étanchéité thermique des bâtiments.
En résumé, le diagnostic de performances énergétiques a pour objectifs :
- D’informer l’usager, le visiteur ou l’occupant du bâtiment sur sa consommation
énergétique.
- De permettre la comparaison entre les bâtiments et de susciter une compétition
entre les différents opérateurs publics, les inciter au progrès et à l’exemplarité en
matière de gestion et de travaux entrepris.
- Enfin, le DPE a pour ambition de sensibiliser le gestionnaire et de lui donner des
éléments d’information afin de réduire les consommations d’énergie.
~ 2 ~
CAHIER DES CHARGES.
Notre travail consiste à la réalisation du diagnostique de performance énergétique, pour 2
bâtiments de l’université.
Dans un premier temps nous étudierons la consommation en énergie de la salle de sport
Halle Vallin et ensuite vérification de la luminosité des couloirs du bâtiment D de Polytech.
Sur la partie Halle Vallin, les seuls usages de l'électricité et du chauffage au gaz sont étudié.
A l'aide du logiciel de suivi de consommation énergétique Noé, nous devons étudier la
consommation énergétique de la Halle Vallin, étudier les appareils les plus impactant et de
proposer une solution pour améliorer l'installation électrique présente.
Pour le bâtiment D de Polytech, nous proposerons une rénovation de l'installation lumineuse
existante.
~ 3 ~
PARTIE ELECTRICITE.
Dans un premier temps, pour faire le point sur les consommations d’énergies et les
ressources consommées au Halle Vallin, nous avons dû examiner les données électriques et
gaz via le site www.noe.alerteo.com. Notre démarche d’analyse nous permet de répertorier
ces données de façon stratégique et exploitable sous forme de graphique. Cela nous permet
ainsi de repérer les erreurs, oublis et donc d’envisager des améliorations.
A. Comparaison électrique sur deux années (2009 et 2010).
Sur ce graphique, nous pouvons voir la consommation électrique sur les années 2009 et
2010. On remarque que lors du premier trimestre, la consommation de 2009 (rouge) est
supérieure et la situation s’inverse lors du dernier trimestre. Cependant, la consommation
électrique sur les deux années est quasiment identique, nous l’obtenons en additionnant la
consommation mensuelle des 12 mois :
Année 2009 : 64018 kWh
Année 2010 : 63457 kWh
On remarque que la consommation annuelle est presque identique, on peut en conclure
que la salle Halle Vallin à était utilisée de façon égal sur les deux années.
0
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)
Comparaison de la consommation électrique sur deux années.
Année 2009
Année 2010
Figure 1. Comparaison de la consommation sur 2 années.
~ 4 ~
B. Consommation d’électricité répartie par semestre depuis le 2ième semestre 2008.
Ce graphique nous
permet de comparer la
consommation électrique
suivant les mêmes
semestres. On aperçoit
que durant le 2nd semestre
2008, la consommation
électrique est largement
supérieure comparé au 2nd
semestres 2009 et 2010.
Nous pouvons aussi remarquer que la consommation est restée presque identique
durant les 1ers semestres 2009 et 2010.
C. Consommation d’électricité sur le mois de Décembre 2010.
Voici ci-dessus, la consommation électrique du mois de décembre 2010, on aperçoit sur
ce graphique, une consommation régulière due aux différentes utilisations de la salle de
sport.
0
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2ième semestre
2008
1ier semestre
2009
2ième semestre
2009
1ier semestre
2010
2ième semestre
2010
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Consommation électrique répartie par semestre.
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kWh
)
Consommation électrique - Décembre 2010.
1
2
Figure 2. Consommation électrique réparti par semestre.
Figure 3. Consommation électrique – Décembre 2010.
~ 5 ~
On observe aussi une baise de consommation lors des weekends (orange), cependant
certains samedis et dimanches la consommation est aussi élevée que certains jours de la
semaine. En regardant en détails sur le site www.noe.alerteo.com, on remarque que ceci est
dû à un oubli des derniers utilisateurs du Halle Vallin.
On distingue aussi une consommation de base qui est assez élevée pendant les vacances
(du 18 décembre 2010 au 2 janvier 2011), elle est environ égale à 250 kWh. Nous allons
chercher à savoir d’où viens cette consommation.
Nous avons calculé le coût de la consommation électrique sur chaque weekend, ceci
dans le but de distinguer les pertes financières qu’engendrent un weekend avec oubli.
Pour cela, nous avons pris le tarif EDF de l’université qui est un tarif Vert A5 Longue
Utilisation, dont le résumé est dans le tableau suivant :
Hiver : de novembre à mars.
Eté : d’avril à octobre.
Pointe : 2h le matin 2h le soir de décembre à février inclus.
Heures creuses : 8h par jour et dimanche toute la journée.
Weekend : Samedi 4 Décembre 2010 :
- Heures de Pointes : 4 *0,10346 * 22 = 11,84€
- Heures creuses : 8 * 0,042 * 10 = 3,36€
- Heures pleines : 12 * 0,063 * 20 = 15,12€
Dimanche 5 Décembre 2010 :
- Heures creuses : 24 * 0,042 * 16 = 16,12€
Le weekend 1, on remarque que l’éclairage est resté allumée pendant tout le
weekend du 4 Décembre au 5 Décembre inclus, c’est pourquoi nous avons calculés le prix
que coûte un oubli comme celui là. Nous allons par la suite réaliser les mêmes calculs pour
un weekend sans oubli et ainsi comparer l’impact de cet oubli d’un point de vue financier.
1
30,3 €
16,28 €
46,6 €
Figure 4. Tableau tarifaire Tarif A5 Vert Longue utilisation.
Nombre d’heure sur lequel le tarif s’applique
Tarif Nombre de kW consommé
~ 6 ~
Weekend : Samedi 25 Décembre 2010 :
- Heures de Pointes : 4 *0,10346 * 8 = 3,31€
- Heures creuses : 8 * 0,042 * 9 = 3,024€
- Heures pleines : 12 * 0,063 * 9 = 6,804€
Dimanche 26 Décembre 2010 :
- Heures creuses : 24 * 0,042 * 8 = 8,064€
Grâce aux calculs précédents, on observe un coût de 21,10 € pour un weekend sans
oubli d’extinction de l’éclairage, comparé au weekend 1, on constate que l’on peut ainsi
économiser environ 25€. Cet oubli c’est répéter 10 fois en 2010 et 9 fois en 2009, ce qui
revient à un surplus de dépense de 250€ en 2010 et 225€ en 2009 pour un coût moyen de
3886€ d’électricité pour le Halle Vallin. Ce dépassement représente environ 7% du budget
électrique.
Ces différents oublis représentent une dépense inutile et une perte financière pour
l’université, c’est pourquoi le but principal de notre étude et de rechercher des solutions
dans le but que ces oublis ne se répètent plus.
D. Consommation électrique du mois de Décembre sur trois années.
Sur le graphique suivant, nous avons comparés la consommation électrique sur le mois de
Décembre des trois années précédentes
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13,12 €
8,06 €
21,10 €
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kWh
)
Consommation électrique du mois de Décembre sur trois années (2008: bleu, 2009: rouge et 2010: vert).
Figure 5. Consommation électrique Décembre 2008, 2009 et 2010.
~ 7 ~
La partie la plus importante à exploiter sur ce graphique est la comparaison des différentes
années sur la période des vacances de noël.
On remarque que durant la période de vacances de noël 2008 et 2010, nous avons
une consommation électrique qui est entre 200 et 250 kWh, tandis que durant l’année 2009,
la consommation est jusqu’à 4 à 5 fois plus petit. La question que nous pouvons nous poser,
est pourquoi la consommation à été si haute pendant les années 2008 et 2010, alors que
pendant l’année 2009, le graphique prouve qu’il est possible d’avoir une consommation de
base pendant les vacances de 60 kWh.
Pour voir l’impact du surplus de consommation de 2008 et 2010, nous avons calculé le coût
de cette consommations comparé à la consommation de base de 60kWh, c’est pourquoi
pour un premier calcul afin de nous donner une idée, nous prenons un pris de kWh moyen
de 5,4342 cts d’euros. Voici le calcul ci-dessous :
Pendant les vacances 2008 :
- 120 kWh (consommation supplémentaire par rapport à la consommation de 2009 :
60 kWh).
- 5,4342 cts (prix du kWh moyen sur l’année en tarif Vert A5 Longue Utilisation).
- 15 (nombres de jours de vacances).
Pendant les vacances 2010 :
- 170 kWh (consommation supplémentaire par rapport à la consommation de 2009 :
60 kWh).
- 5,4342 cts (prix du kWh moyen).
- 15 (nombres de jours de vacances).
Inévitablement, ce coût est simplement qu’une indication, mais si nous nous basons sur ce
calcul, entre l’année 2008 et l’année 2010, nous obtenons malgré tout un coût
supplémentaire de 236,39€ comparé à si la consommation pendant les vacances durant les
trois années était de 60 kWh par jour pendant toute les vacances de noël.
~ 8 ~
E. Consommation électrique du mois d’août 2009.
Ce graphique nous permet d’observer pendant une période inoccupée de la salle (août
2009), la consommation électrique (consommation de base) minimum de la salle Halle
Vallin. Cette consommation est due aux appareils de sécurités (sorties de secours, VMC) qui
sont dans l’obligation de rester allumés.
On pourrait comparer cette consommation de base à celle des périodes de vacances et
ainsi ce demander pourquoi elle n’est pas identique à celle-ci.
Ce graphique nous permet d’observer pendant une période inoccupée de la salle (août
2009), la consommation électrique (consommation de base) minimum de la salle Halle
Vallin. Cette consommation est due aux appareils de sécurités (sorties de secours, VMC) qui
sont dans l’obligation de rester allumés.
On pourrait comparer cette consommation de base à celle des périodes de vacances et
ainsi ce demander pourquoi elle n’est pas identique à celle-ci.
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Consommation électrique Août 2009.
Consommation (kwh)
Figure 6. Consommation électrique Août 2009.
~ 9 ~
F. Consommation électrique du 1 au 8 mars 2011.
Sur le graphe ci-dessus, on aperçoit une semaine type pendant les cours et on observe
les différentes utilisations de la salle de sport. On remarque que la consommation électrique
à en majorité lieu le soir, cette consommation est due aux différents éclairages qui
permettent une meilleure visibilité pst l’utilisation de la salle.
Ce graphique nous permet de ce poser certaines interrogations, tel que la faible
consommation de base (par exemple du mardi 1h00 au mercredi 16h00), seulement entre 2
kWh et 5 kWh, alors que pendant les vacances de noël (lors de l’absence de toute
utilisation), la consommation de base majoré à 60 kWh.
G. Consommation électrique de la semaine du 8 au 15 mars 2011.
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Consommation électrique du 01/03/11 au 08/03/11.
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Consommation électrique du 08/03/11 au 15/03/11.
Oubli
Figure 7. Consommation électrique semaine type.
Figure 8. Consommation électrique semaine avec oublis.
~ 10 ~
Ce graphe découle du précédent, car il concerne la semaine suivante. On peut remarquer
une mauvaise gestion de la consommation électrique, car on remarque que l’éclairage reste
allumé pendant que la salle est inutilisée en rouge et orange. Une amélioration du
comportement des usagés quant à la gestion de l’éclairage doit être réalisé à court termes
afin de baisser la consommation de la salle Halle Vallin.
H. Consommation de base du Halle Vallin.
Cette courbe nous permet de déterminer à un moment où la salle de sport est inutilisée,
la consommation de base du Halle Vallin. Cette consommation comprend le
fonctionnement de la VMC, des veilleuses ainsi que des sorties de secours, en aucun cas,
nous ne pourrons agir sur cette consommation qui est indispensable pour la sécurité.
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2
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Consommation de base (dimanche 15 août 2010)
Consommation (kwh)
Figure 9. Consommation de base.
~ 11 ~
PARTIE GAZ.
A. Consommation du gaz (2009 et 2010).
Sur cette courbe, on peut apercevoir la consommation du gaz sur les années 2009 (bleu)
et 2010 (orange). On remarque que la consommation du gaz a été plus importante sur
l’année 2010 surtout sur le moment de l’hiver (de novembre à février).
Nous avons consommé sur le total 59091 m3 en 2009 et 61495 m3 en 2010, le pouvoir
calorifique supérieur dans le Nord est environ de 10 kWh/m3, ce qui revient en kilowatt à
une consommation calorifique de 590919 kWh et 614956 kWh en 2009 et 2010.
Nous allons donc voir pour mieux exploiter les courbes si la consommation supérieure de
2010 est cohérente avec une température moyenne plus basse qu’en 2009.
B. Relevé de la température (2009 et 2010).
Sur ce graphique, on remarque que la température à été moins élevé en 2010 (bleu) par
rapport à 2009 (rouge), ce qui signifie que la différence de consommation du gaz entre 2009
et 2010 est cohérente.
De toute façon, le chauffage est géré par la chaufferie et elle est exécutée en fonction de
la température journalière. En aucun cas, nous ne pourrons agir sur la consommation du gaz.
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Consommation du gaz.
Année 2009
Année 2010
Figure 10. Consommation du gaz en 2009 et 2010.
~ 12 ~
Les relevés de la consommation du gaz nous seront utiles uniquement pour le calcul de
la consommation annuelle d'énergie.
En effet, pour calculer la consommation énergétique du Halle Vallin, nous avons relevé,
grâce au site www.noe.alerteo.com les consommations d'électricité et du gaz du 1ier janvier
2009 au 31 décembre 2010, soit une période de 2 ans.
Actuellement, nous avons les relevés nécessaires afin de pouvoir calculer la
consommation annuelle d’énergie. Cette consommation annuelle d’énergie nous permettra
d’analyser si le bâtiment Halle Vallin se situe plutôt dans la partie des bâtiments économes
ou énergivores.
C. Comparaison de la puissance de chauffe par la méthode du DJU.
Afin de mieux comparer la consommation de gaz utilisée en fonction de la
température extérieure, nous avons utilisé la méthode du Degré Jours Unifiés (DJU). Cette
méthode consiste à comparer l’écart entre la moyenne de la température d’un jour, à la
température de référence d’un bâtiment, pour obtenir le nombre de degré de chauffe.
Pour la salle de sport Halle Vallin, la température souhaitée est de 18°C. Afin de
déterminer la température moyenne par jour, nous avons utilisé les données de
température du site www.météociel.fr.
Si la température extérieure est plus élevée que la température intérieure, le DJU
n’est pas compté négatif mais égal à zéro, car il n’est pas nécessaire de chauffer dans ces cas
là. Le total des degrés jours donne une indication sur la température du mois.
-5
0
5
10
15
20
25
Tem
pé
ratu
re (
°C)
Relevé de la température.
2010
2009
Figure 11. Relevé de la température suivant 2 années.
~ 13 ~
Nous avons comparé les mois d’octobre 2009 et d’octobre 2010. Dans les tableaux ci-
dessous, nous récapitulons les valeurs de la consommation de gaz du site
www.noe.alerteo.com et le DJU calculé à partir des données du site www.meteociel.fr.
A partir de ce tableau, on peut tracer les courbes suivantes :
Sur ces deux courbes on observe bien la différence entre la puissance de chauffe des
deux années. De plus, on remarque clairement sur la courbe de 2009, que pour un DJU
quasiment identique, la puissance de chauffe peut-être totalement différente.
Le total du DJU nous montre que le mois d’octobre 2010 a été plus chaud. Cela se lit
clairement sur les courbes car pour une même puissances, les points de l’année 2010 sont
regroupés autour du même DJU.
Octobre 2009 Octobre 2010
Figure 12. Calcul du DJU et de la puissance de chauffe.
Figure 13. Représentation du DJU en fonction de la puissance de chauffe.
~ 14 ~
CONSOMMATION ANNUELLE D’ENERGIE.
Nous avons répertorié ci-dessous la consommation d’énergie finale et primaire du 1ier
Janvier 2009 au 31 décembre 2010 (les valeurs ci-dessous sont des moyennes annuelles).
Pour ramener la consommation de gaz en kWh, nous avons dû utiliser le coefficient
de pouvoir calorifique, qui varie entre 9,5 à 10,5 kWh/m3 (Gaz de type B), le gaz de type B
est distribué dans le nord de la France.
Afin de convertir l'énergie finale en énergie primaire, il suffit de multiplier la
consommation d’énergie électrique finale par le coefficient 2,58 (En France pour 2,58kWh
d'énergie primaire, on produit 1kWh d'électricité). Ce même coefficient est de 1 pour le gaz.
Les frais annuels d'énergie (moyen) sont de 5,4342 cts€ le kWh pour l'électricité et de
4,82c€ le kWh pour le gaz. Nous avons ainsi pu calculer les frais annuels du Halle Vallin c’est
deux dernières années.
Nous avons donc avec toutes ces valeurs pu calculer la consommation énergétique
du bâtiment :
Nous obtenons ainsi une
consommation annuelle d’énergie de
330 kWhEP/m².an, ce qui correspond à
un bâtiment moyennement
énergivore.
De nombreuses optimisations
peuvent être réalisées sur la
consommation électrique. L’étude des
différentes améliorations possible est
étudiée dans la partie solution.
Figure 14. Tableau récapitulant énergie primaire – énergie finale.
Figure 15. Vignette du DPE.
~ 15 ~
Nous avons comparé les consommations d’électricité et de gaz du DPE existant à nos relevés
d’énergie récapitulé dans le tableau ci-contre.
Ainsi, nous avons chiffré l’écart entre les différentes consommations, pour
l’électricité, nous estimons un écart de 339% par rapport aux relevés précédents. Ceci
s’explique par le fait que lors du DPE précédent, la consommation électrique à était calculé
par rapport à la consommation totale de l’université reparti sur la surface du bâtiment. Ce
qui entraîne une erreur car le bâtiment est équipé de projecteurs qui consomment la plupart
de la puissance du bâtiment.
Pour la partie gaz, la répartition du chauffage se réalise à partir de la chaufferie en
fonction de la température extérieure. Les relevés du premier DPE ont été réalisés sur les
années 2006, 2007 et 2008, lors que nos calculs portent sur les années 2009 et 2010. Après
une étude météorologique des différentes années, nous avons remarqués que les années
2006, 2007 et 2008 ont été en moyenne plus chaude qu’en 2009 et 2010.
Valeur du DPE (kWh) Écart
Électricité 243066 71701,5 339,00%Gaz 455000 602937,5 75,46%
Valeurs réelles relevées au compteur (kWh)
Figure 16. Tableau récapitulant l’écart entre notre DPE et le DPE précédent.
~ 16 ~
RECENSEMENT DES APPAREILS.
Nous avons recensé tous les appareils électriques dont l’Halle Vallin est susceptible de
consommer. Nous les avons répertorié pièce par pièce, puis dans un tableau afin d’avoir une
vue globale des appareils.
Voici ci-dessous le plan du Halle Vallin permettant de mieux se repérer pour le
recensement des appareils électriques.
Figure 17. Photo du Halle Vallin de face
Figure 18. Plan du Halle Vallin
~ 17 ~
Nous avons recensés tous les appareils électriques du Halle Vallin, puis pour une lecture plus
simple, les avons rangés dans le tableau ci-dessous. Ce tableau ce lit de la façon suivante :
- A gauche (Nom des différentes pièces).
- En haut (Appareils recensés).
Ce tableau nous permet de voir la puissance totale consommée pour chaque
récepteur (Projecteur, sortie de secours, fluo …). On aperçoit qu’en additionnant toutes les
puissances, on arrive à une puissance total de 25kW. Si nous multiplions la puissance en
fonction d’une heure, nous obtenons l’énergie consommée durant une heure, ce qui
correspond à 25kWh. Cette énergie correspond à la consommation max que l’on obtient
dans la partie « étude électricité ». Les caractéristiques de toutes les lampes sont réalisées
en annexe 1.
Puissance totale de tous les
projecteurs dans toutes les pièces
Puissance totale de tous les
appareils électrique du Halle Vallin
Figure 19. Tableau récapitulatif des appareils électriques du Halle Vallin.
~ 18 ~
ETUDE DE LA LUMINOSITE.
Dans cette partie, nous allons voir si l’éclairage de la salle est optimal par rapport aux
normes de l’éclairage.
Pour cela, nous avons ainsi relevé à l’aide d’un luxmètre, la luminosité en différents
points de la salle de sport, ainsi que des pièces environnantes, cette étude à été réaliser un
jour de beau temps, ce qui a pu augmenter la luminosité dans les pièces environnantes, car
seul les pièce environnantes sont dotés de fenêtres, la salle principal (terrain de tennis) à
seulement une ouverture orienté vers le Nord. C’est ainsi que nous avons pu dessiner le
schéma ci-dessous sur lequel apparaissent l’éclairement lumineux du Halle Vallin.
Pour la suite de l’étude de la luminosité dans le Halle Vallin, nous avons utilisé le
logiciel Dialux qui nous à permis d’avoir une représentation de la salle. Ainsi, grâce à une
bibliothèque très large de plusieurs dizaines de fournisseurs, nous avons ainsi pu retrouver
les lampes exactes du Halle Vallin.
Le logiciel nous a ainsi permis d’avoir les représentations suivantes :
Voici ci-contre, la représentation du Halle Vallin
avec les quatre terrains de tennis ainsi que les
luminaires (flux lumineux représenter en jaune).
Ceci est une représentation en mode nuit. On
peut ainsi voir les effets de la lumières sur la salle.
Figure 20. Plan du Halle Vallin avec représentation des relevés e l’éclairement lumineux.
Figure 21. Représentation du Halle Vallin sur Dialux.
~ 19 ~
En insérant le mode « fausses couleurs », nous obtenons le graphique ci-dessus qui
représente l’éclairement lumineux en chaque point de la salle.
On peut voir que l'éclairement
lumineux est aux normes. En effet, comme
on peut le voir ci-contre, un terrain de
tennis (pour entrainement) nécessite un
éclairement lumineux moyen de 300 lux.
Nous avons relevé un éclairement
lumineux moyen d’environ 300 lux avec un
maximum de 460 lux au milieu de la salle,
et 261 lux au milieu des terrains de tennis.
L’entrée est aux normes, puisque étant
un couloir, elle nécessite plus de 100 lux, ce
qui est largement dépassé ici car l’entrée
est équipée de baies vitrées, ce qui rend les
lumières obsolètes en période de journée.
Les toilettes sont très largement en dessous des normes européennes puisque
l’éclairement lumineux minimum devrait être de 100 lux, alors qu’ici on a une moyenne de
40 lux chez les garçons et de 28 lux chez les filles (Trop peu de lampes y sont installées). Les
vestiaires sont par contre parfaitement aux normes grâce à l’éclairement lumineux extérieur
de leurs multiples fenêtres.
On peut donc en conclure que le Halle Vallin est aux normes, car notre étude se porte
principalement sur la salle de sport étant donné que la puissance des luminaires des autres
pièces est négligeable comparé à la puissance des projecteurs.
Figure 22. Représentation en « fausses couleurs » du Halle Vallin.
Figure 23. Tableau des normes de l’éclairage.
~ 20 ~
REDUCTION DE LA CONSOMMATION ELECTRIQUE.
Les oublis d’extinction des lampes augmentent considérablement la consommation
d’énergie électrique, surtout quand celles-ci sont oubliées pendant tout un week-end. Afin
de palier à ce problème, de réduire la consommation d’énergie électrique et par conséquent
de diminuer la facture d’électricité, il faut prévoir un système pour éteindre les lampes
automatiquement.
Ce système devra se comporter de façon autonome et « intervenir » seulement en
cas d’oubli. Un système d’interrupteur horaire ou de détecteur de présence semble être de
bonne solution.
En effet, nous avons observé que lors d’une utilisation de la salle, celle-ci est
inoccupé à partir de 23h, donc, on peut éteindre les lampes à partir de cette heure là.
Cependant, en cas d’utilisation plus longue de la salle, il faudrait prévoir un interrupteur
pour forcer l’éclairage, ce qui ne résout pas le problème d’oublis d’extinction après
utilisation, et un oubli en pleine journée fera consommer de l’électricité jusqu'à l’heure de
coupure réglée sur l’interrupteur horaire. Cette solution seule ne résout pas totalement le
problème.
A cela, on peut rajouter un système de détecteur de présence, afin de vérifier la
présence d’utilisateur dans la salle et éteindre les lampes lorsque la salle est inoccupée
pendant un depuis certain temps.
Les lampes utilisées pour ce genre d’installation sont des lampes à décharge, cela
signifie qu’on ne peut les rallumer immédiatement après leurs extinctions. Donc il faut
rechercher un système pouvant rallumer les lampes si besoin.
Après avoir effectué différentes recherches sur les technologies disponibles, nous
avons trouvé une technologie répondant à nos besoins, détection de présence, réglage des
heures d’utilisation de la salle, rallumage à chaud des lampes à décharges et elle permet la
variation de la puissance lumineuse utile en fonction de la lumière extérieur.
Nous avons pris contact avec la société Matise, afin d’en apprendre plus sur leurs
technologie.
L’automate – Programmateur
Pour régler les heures d’utilisation de la salle, un automate programmateur permet
de prévoir un calendrier au jour en fonction des heures d’utilisations prévues et de la
période scolaire ou vacances.
L’image ci-contre nous montre un aperçu de l’interface de l’automate.
~ 21 ~
Plusieurs types de consigne peuvent être
appliqués en fonction de l’utilisation de la salle
(nettoyage, entrainement, match).
Un suivi via une liaison réseau de type internet
et possible, l’automate se met à l’heure
automatiquement via l’émetteur de France
inter, de plus, il est possible de forcer
l’éclairage.
Variateur de puissance pour lampes à décharge
Pour commander la puissance des lampes, des variateurs de puissances sont utilisés afin de
régler l’utilisation définie par l’automate.
D’après les données du constructeur, le variateur permet :
De délivrer une puissance liée à l’activité
D’asservir la puissance en fonction de la lumière naturelle
D’augmenter la durée de vie des lampes
Coupure en cas de non présence
D’allumer les lampes à chaud
Le variateur fonctionne sur le principe de l’A.W.I (Adaptive Waveform Intersection), cela
permet de garder une tension max égale à la tenson secteur, en assurant la conservation de
la température de couleur des lampes.
La demi-alternance manquante permet
d’augmenter considérablement la durée de vie
des lampes. D’après les données du
constructeur, la durée de vie des lampes
pourrait être doublée :
Figure 24. Interface de l’automate MATISE.
Figure 26. Courbe de tension aux bornes de la lampe
Figure 25. Comparaison durée de vie des lampes.
~ 22 ~
Pour délivrer une puissance liée à l’activité, l’automate règle la puissance lumineuse
en fonction de la consigne donnée par l’automate.
Un détecteur de présence donne l’information de présence dans la salle au variateur.
Cependant, les lampes pourront être rallumées en cas de non-utilisation de courte durée.
L’asservissement de la puissance lumineuse se fait à l’aide d’une ou de deux sonde
photométrique, donnant une information sur la luminosité au variateur.
En supposant la courbe d’ensoleillement ci-contre, on peut espérer réaliser des économies
Selon le constructeur, une économie de 33% semble être une économie raisonnable selon
l’apport solaire reçu sur la ville de Lille.
Exemple d’installation
Sur l’image ci-contre, nous avons un aperçu d’une installation en variation de puissance
Figure 27. Courbe des économies réalisables.
Figure 28. Aperçu de l’installation
~ 23 ~
RETOUR SUR INVESTISSEMENT.
Nous avons fait une estimation de l’inflation dans les cas extrêmes. Voici ci-dessous le
prix du kWh en euros en fonction des années à venir. Cette courbe nous permettra de
calculer le temps de retour sur l’investissement en tenant compte de l’inflation.
Voici la courbe de gain total en fonctions des années. Nous pouvons désormais
estimer le temps de retour sur investissement sachant que le prix de l’investissement s’élève
à 15 000 euros. D’après la courbe, cette sommes aura été économisé par l’université grâce
au projet, en 2024 (dans 14 ans) pour une inflation de 3% et en 2025 pour une inflation de
1,5% (Le détail des calculs est réalisé en annexe 2).
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
20
17
20
18
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
Pri
x d
u k
Wh
(€
)
Coût du kWh suivant l'inflation
Inflation de 3% (prix du kWh)
Inflation de 1,5% (prix du kWh)
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Gai
n e
n €
Courbe du Gain en euros en fonction des années
Gain en euro (inflation de 1,5%)
Gain en euro (inflation de 3%)
Figure 30. Gain en € en fonction des années.
Figure 29. Coût du kWh en fonction de l’inflation.
~ 24 ~
ETUDE DE LA LUMINOSITE DU COULOIR DE
POLYTECH.
A. Etude de l’existant.
Le couloir de Polytech n’est pas du tout aux normes, puisque l’éclairement lumineux
moyen minimum autorisé est de 100 lux, or ici nous avons des zones à 30, 35. L’éclairage
n’est pas optimum, il y a des zones où l’on détecte plus de 300 lux. L’éclairement lumineux
n’est pas assez uniforme, c’est pourquoi il faudrait utiliser une autre technique d’éclairage. Il
doit exister des lampes qui diffusent à 2 mètres plus de 100 lux (ce qui n’est pas du tout le
cas ici)
On peut voir que le Emin/Emoy et très faible, ce qui veut dire que l’éclairement
lumineux n'est pas uniforme. Il y a des zones très peu éclairées ainsi que des zones très
éclairées. On ne peut donc pas diminuer la puissance des lampes car les zones à faible
éclairage seraient encore plus faibles. Il faut donc changer le type de luminaire ou
éventuellement la technologie.
type 2*36W
type luminaire
plafonnier TCS198 2*36W
35
espace entre luminaire (m) 3,5m
puissance tube (W) 36
70
puissance (W) 2570
Environ 250
30
0,12
7896
0,00006
473,76
plafonnier TCS198 2*36W
nb luminaire
nb tubes
Emoy (lux)
Emin (lux)
Emin/Emoy
conso annuelle (kWh)
prix du wh (euros)
prix conso annuelle (euros)
Figure 31. Tableau de consommation annuelle (lampes actuelles).
Figure 32. Lampes susceptible d’être installé.
~ 25 ~
B. Etude de la technologie des LED.
Les spécialistes sont tous d'accord pour dire que la LED sera l'éclairage de demain.
L’avantage évident des LED réside bien évidemment dans leur très faible consommation
d’énergie et leur coût de maintenance quasi nul (pas de remplacement des tubes). En effet,
elles ont une durée de vie d'environ 50000 heures (c'est-à-dire 23 ans d'utilisation à raison
de 6 heures par jour). Cependant il faut savoir qu'une lampe équipée de cette technologie
coûte trois fois plus chère que les lampes classiques. Pour ce qui est de l’éclairage via les LED
Philips 494 (figure 32 : une LED par luminaire), on s’aperçoit le problème reste le même, les
zones d'ombres reste très importantes et il y a toujours trop d'éclairage à certain endroits.
L'éclairement lumineux doit être plus faible mais plus uniforme. C'est pourquoi nous avons
opté pour les LED Philips401 (figure 32 : 9 LED par luminaire) qui assure un flux lumineux de
100 lux dans tout le couloir avec des maximum mesurés à 150 lux. Le problème de ceux type
de LED c'est qu'il en faut 4 fois plus que les LED 494 et donc le coût de l'installation devient
important. Il n'est donc, à mon avis, pas intéressant d'un point de vue coût (200 euros de
consommation en moins) de changer l'installation en vue du coût (environ 10 000 euros) à
moins de voir le prix de l'énergie augmenter fortement dans les prochaines années. Il est
donc par contre intéressant d'un point de vue norme.
type 1*46W 9*1,666W = 15W
type luminaire BBS494 BCS 402 nb luminaire 15 60
espace entre luminaire (m) 11,2m 2,8m
puissance (W) 46 15
puissance total (W) 720 900
Emoy (lux) 115 110
Emin (lux) 20 30
Emin/Emoy 0,17 0,27
conso annuelle (kWh) 2256 2820
prix du wh (euros) 0,00006 0,00006
prix conso annuelle (euros) 135,36 169,2
Figure 33. Tableau d’estimation de la consommation annuelle de la technologie des LEDs
~ 26 ~
CONCLUSION.
Le diagnostique de performance énergétique est un procédé complexe permettant de
déterminer la consommation en énergie du bâtiment étudié.
Dans notre projet, nous avons étudié le DPE de la Halle Vallin en fonction de sa
consommation en énergie. Grâce au site internet www.noe.alerteo.com nous avons pus
observé la consommation depuis le mois d'Août 2008 la consommation d'électricité et de
gaz du bâtiment. Après étude de la consommation, nous nous sommes rendus compte que
la consommation électrique du bâtiment est beaucoup moins importante que celle calculé
lors du DPE existant, et que, la consommation de gaz est sous-évalué. Nous avons déterminé
un écart de 339% pour l'électricité et de 75% pour le gaz. Cependant la consommation
électrique calculée lors du DPE a été calculé par rapport à la surface et la consommation
électrique totale et non sur les relevés du compteur de la Halle Vallin.
Suite à cela nous avons étudié les appareils les plus impactant de la salle de sport, les
projecteurs de la salle sont incontestablement les plus gourmand en énergie. Puis en
regardant en détail la consommation électrique, nous nous sommes rendu compte que les
projecteurs sont oubliés plusieurs fois dans l'année (6 oublis en 2009 et 7 oublis en 2010).
C'est pourquoi, nous avons cherché des solutions pour palier à ce problème, nous sommes
rentrés en contact avec une société répondant à notre besoin afin de mieux comprendre
leur technologie. Et en vue de l'amélioration, nous avons estimé le temps de retour sur
investissement. Le temps de retour sur investissement de 15 ans semble être une bonne
valeur au vue de la durée de vie des lampes (supérieur à 30000h).
Nous avons réalisé une brève étude, pour le remplacement des lampes situé dans les
couloirs du bâtiment D de Polytech. Ceci ne respectant pas les normes d'éclairage, nous
avons proposé une solution, pour remettre aux normes l'éclairage de tous les couloirs.
Ce projet nous a permis de mieux comprendre le fonctionnement d'un DPE, de mieux
envisager les intérêts et les enjeux du DPE. Et aussi de réaliser un projet à partir du cahier
des charges jusqu’une solution envisageable.
Afin de poursuivre les économies d'énergie, il est nécessaire de sensibiliser tous les étudiants
de l'université pour continuer à réduire et à économiser l'énergie. Il serait aussi intéressant
de renouveler le DPE de l'université pour le comparer à celui existant.
~ 27 ~
BIBLIOGRAPHIE.
Sites internet :
www.ademe.fr (Pour les lois du DPE)
www.meteociel.fr (Site de référence météorologique)
www.noe.alerteo.com (Site de données électrique, gaz de l’université de Lille 1)
www.matise.fr (Site pour les solutions d’économie d’énergie)
www.edf.fr (Pour le prix de l’électricité)
www.norka.fr (Pour le choix des luminaires)
www.philips.fr (Pour le choix des luminaires)
www.gdf.fr (Pour le prix du gaz)
www.dialux.com (Pour l’étude de l’éclairement)
~ 28 ~
ANNEXES. Annexe 1 : Caractéristiques du recensement des appareils électriques.
Ampoule Tubulaire sodium haute pression (250W)
Caractéristiques :
● Puissance de l'ampoule: 250W
● Culot: E40
● Verre claire
● Flux lumineux: 25200lm
● Température de couleur: 2000°K
● Durée de vie: 15000 heures
Ampoule Tubulaire sodium haute pression (400W)
Caractéristiques :
● Puissance de l'ampoule: 400W
● Culot: E40
● Verre claire
● Flux lumineux: 43200lm
● Température de couleur: 2000°K
● Durée de vie: 15000 heures
Sortie de secours (3W)
Caractéristiques :
● Puissance de l'ampoule: 3W
● Verre claire
● Flux lumineux: 45lm
● Durée de vie: 100000 heures
Fluo 150cm (63W)
Caractéristiques :
● Puissance de l'ampoule: 63W
● Flux lumineux: 5200lm
● Durée de vie: 50000 heures
Fluo 60cm (23W)
Caractéristiques :
● Puissance de l'ampoule: 23W
● Flux lumineux: 990lm
● Durée de vie: 50000 heures
60 cm
150 cm
~ 29 ~
Ampoule basse consommation (26W)
Caractéristiques :
● Puissance de l'ampoule: 26W
● Culot: E27
● Verre claire
● Flux lumineux: 1325lm
● Température de couleur: 6000°K
● Durée de vie: 15000 heures
Ampoule incandescente (60W)
Caractéristiques :
● Puissance de l'ampoule:60W
● Culot: E27
● Verre claire
● Flux lumineux: 1325lm
● Température de couleur: 6000°K
● Durée de vie: 15000 heures
~ 30 ~
Annexe 2 : Retour sur investissement.
Détail des calculs :
Pour chaque année, nous avons estimé le prix du kWh en fonction de l’inflation. Nous avons
pu en déduire une estimation du coût annuel de l’électricité dans le Halle Vallin en partant
sur une base de 2200h d’éclairement par an, c’est-à-dire environ 50500kWh. (50890 kWh en
2009 et 50289 kWh en 2010). De cela, nous en avons déduit l’économie que l’installation
pouvait apporter (33%) à l’université par an (en euro). Nous en avons conclu le retour sur
investissement.
ANALYSE D'IMPACT Système de Variation de Puissance de la Lumière
pour la Halle VALLIN
12c rue Ampère 38000 GRENOBLE [email protected] 04 56 00 50 05
Document : DP1R0555 Auteur : D.Paquier Date : Le 10 Mai 2011
Révision : A
Université de Lille
Gregory KATSCHING Master 1 Energie renouvelable
Analyse d'impact d'un système de variation de puissance pour éclairage de la Halle VALLIN
MATISE Grenoble Page 2 sur 12 DP1xxxx
SOMMAIRE
1. Objet ................................................................................................................................... 3
2. Principes : ........................................................................................................................... 3
3. Puissance ........................................................................................................................... 5
4. ECONOMIES ACCESSIBLES ............................................................................................ 5
Par asservissement à l’utilisation ........................................................................................... 5 Par asservissement à l'éclairement ambiant .......................................................................... 5 Non gaspillage du facteur de maintenance. ........................................................................... 7
Allongement de la durée de vie des lampes ........................................................................... 8 Suppression des surtensions et transitoires secteur .............................................................. 9 Anticipation du vieillissement des sources ............................................................................. 9
5. SOLUTION PROPOSEE .................................................................................................. 10
Variateur Acto NG ................................................................................................................ 10
L’automate- Programmateur TIMEO .................................................................................... 11 Sonde photométrique LUCIREX Analogique ........................................................................ 11
REVISIONS
A Création du document 10MAI2011 D.Paquier
Indice Désignation Date Rédacteur
Analyse d'impact d'un système de variation de puissance pour éclairage de la Halle VALLIN
MATISE Grenoble Page 3 sur 12 DP1xxxx
1. Objet La présente offre a pour objet l'analyse d'impact d'un système d'économies d'énergie par variation de puissance destiné à la Halle Vallin (campus de Lille1). Le système est destiné à piloter l'éclairage par lampes à décharge des deux salles, et basé sur une optimisation de l'éclairage en fonction du type d'occupation et des apports solaires.
2. Principes :
Le système est basé sur une optimisation énergique liée à la traque des gaspillages : 1- Allumer à bon escient
2- Fournir une puissance proportionnelle au besoin, en tenant compte des
apports solaires.
3- Adapter le besoin à l’activité, les différentes activités ne sont pas tous soumis aux mêmes exigences d’éclairement (scolaire, entrainement, compétition, ménage…)
4- Etudier les modes d’exception (inoccupation, sur-éclairement solaire …)
5- Assurer une assistance à la maintenance du site par une traçabilité des usages, pour anticiper le relamping et une meilleure gestion du site.
Fonctions :
- Une (ou 2) sondes photométriques mesurent en permanence l’éclairement du site - Durant les périodes « allumées », des variateurs asservissent l’énergie fournie aux sources par rapport à une consigne de référence. - Si l’éclairement mesuré devient supérieur à un seuil de sur-éclairement (réglable), témoin d’apports solaires important, l’éclairage s’éteint (selon la procédure OFF décrite ci-dessous). - Pour rallumer le site, l’éclairement devra être revenu à une valeur égale à la consigne. - La mesure se faisant toujours sur la sonde la moins favorisée (selon l’heure, les rideaux ou la période de l’année ce n’est pas obligatoirement la même) Nota : - Si le seuil de suréclairement est dépassé lors d’une commande ON, l’allumage ne se fait pas - Des voyants Led indiquent aux usagers l’état des autorisations. Option : le rallumage peut être automatique ou manuel.
Analyse d'impact d'un système de variation de puissance pour éclairage de la Halle VALLIN
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- Commande ON/OFF sur site Pour éviter toute fausse manipulation ces commandes sont légèrement
temporisées (2 sec) L’allumage par défaut est asservi sur la consigne « Scolaire » La coupure est accompagnée d’une commande d’éclairage de préavis en deux
phases : o Dès commande OFF enregistrée, Allumage de l’éclairage de préavis et
diminution de la puissance des sources (environ -50% de la pleine puissance)
o Après une temporisation (réglable), coupure de la puissance Durant cette phase, si le commutateur est replacé sur ON l’ordre OFF est annulé.
o Après une deuxième tempo (identique), coupure de l’éclairage de préavis Fonctions complémentaires : A fin d’économie d’énergie, une commande fugitive (< à la tempo de 2 sec) permet d’allumer l’éclairage de circulation sans déclencher la puissance, extinction par même action sur OFF. En cas de coupure EDF, les sources sont maintenue Off pour les refroidir au plus vite et un rallumage plus rapide. Durant ce temps, l’éclairage de préavis/accompagnement est activé. OPTION : Trois sorties TOR permettent de commander séparément les trois zones (commandes séparées) => Si un au moins des zones est éteinte, l’éclairage de préavis s’allume sur détection de présence, permettant ainsi la récupération des ballons égarés hors zone.
- Consigne « Entrainement » Selon un horaire programmé sur un calendrier hebdo, la consigne commute automatiquement sur une valeur supérieure dite « Entrainement » (réglable séparément de la première), même asservissement sur cette consigne, mais par défaut, les coupures de jour ne sont plus autorisées.
- Commande à Clé « Match » Si le commutateur « Match » est activé, les variateurs sont positionnés en mode by-pass et toute la puissance est fournie aux lampes (les niveaux d’éclairement de l’étude d’éclairage sont ainsi garantis), L’automatisme est hors fonction et aucune coupure automatique ne peut être faite.
- Extinction en fin d’utilisation du site Selon un horaire programmé sur un calendrier hebdo, le site déclenche l’extinction du site, selon le mode et avec le préavis indiqué plus haut pour la commande ON/OFF.
Analyse d'impact d'un système de variation de puissance pour éclairage de la Halle VALLIN
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3. Puissance
Puissance installée
PHASE 1 PHASE 2 PHASE 3
Eclairage Côté 1
8 x IM 250 W 2 x SHP 400 W
9 x IM 250 W 2 x SHP 400 W
9 x IM 250 W 2 x SHP 400 W
Eclairage Coté 2
9 x IM 250 W 2 x SHP 400 W
9 x IM 250 W 2 x SHP 400 W
8 x IM 250 W 2 x SHP 400 W
Le circuit FLUO de circulation peut être utilisé en préavis et accompagnement. Il sera géré séparément :
- Allumage d’accompagnement à l’allumage - Allumage de sécurité en cas de microcoupure - Allumage de préavis avant coupure du soir
4. ECONOMIES ACCESSIBLES
Par asservissement à l’utilisation
Selon programmation du calendrier et des consignes
Trois scénarios doivent être disponibles, à répartir sur un calendrier annuel : - Périodes « scolaire » = Activités scolaires + soir - Périodes « Petites vacances » = Activités soir seules - Périodes « Grandes vacances » = Activités estivales
Chaque scénario doit comporter :
- Plusieurs consignes d’éclairement selon les horaires d’activités - Un arrêt du soir avec préavis (allumage préavis) et extinction totale
( ou maintien des fluo pour extinction manuelle ou après délai) L’automatisme doit comporter
- Une commande à clé « plein feux sans condition », pour les compétitions. - Une commande partielle pour circulation en dehors des horaires autorisés.
Par asservissement à l'éclairement ambiant
Economies
Consigne d'éclairement
Eclairage artificiel
Heures de fonctionnement
Soir Matin
Ensoleillement
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Hypothèse sur l'apport solaire (département 59)
Ci-contre, la courbe d'ensoleillement annuelle pour la ville de LILLE.
La moyenne est de ~12,4H/J, la somme des heures d'ensoleillement annuelles à prendre en compte est de 365 x 12,4 = 4526 Heures . Sur ces heures, seules les heures de mi-journée sont réellement efficaces, durant ces périodes (8 mini, prises en compte dans le calcul final), la variation sera asservie aux apports solaires, amplifiant le niveau d'économies accessibles (scolaire + solaire). La moyenne de variation peut être profonde, mais un niveau raisonnable peut être placé à 33% de la puissance nécessaire, fournis par le soleil, durant ces périodes. En période de fort éclairement, une coupure de jour est possible Les courbes ci-contre montre une hypothèse prise de l'influence des apports solaire selon les saisons, intégrant la coupure de jour (variation = 100%) ---Hypothèse à vérifier selon apport réels---
Le total économisé apparait en cumul, et pour simplifier le calcul il a été pris une économie en "minute plein feux économisée", soit pour 33% sur une heure = 20mn économisées.
Le tableau se lit plus simplement et le
cumul se fait ainsi plus facilement sur l'année.
Gain liés aux apports solaires Le gain total est donc de 1442 h si le site est utilisé en journée et toute la semaine.
Lever
Durée du jour
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Non gaspillage du facteur de maintenance.
Dans tous les calculs d'installation, un surplus de puissance est ajouté par rapport au calcul donnant les niveaux requis d'éclairement, ce surplus de puissance est ajouté pour compenser les tolérances de fabrication des lampes ainsi que le vieillissement et l'encrassement des réflecteurs et des lampes. Ce surplus de puissance, pour nécessaire qu'il soit entraîne une dépense inutile et un gaspillage d'énergie par rapport au besoin calculé. Les courbes ci-dessous montre l'intérêt de l'asservissement des sources par variation de puissance, en effet l'utilisation de cette réserve d'énergie (et les coûts qui en résultent) ne sont mis en œuvre que lorsque les sources entrent réellement en phase d'usure avec perte de rendement.
La courbe A représente l'écart entre la puissance lumineuse fournie par les lampes et la valeur nécessaire requise en fonction du temps d'utilisation.
Elle met en évidence l'influence du facteur de maintenance sur la consommation moyenne d'un site.
La consommation est en effet permanente, dans l'attente de l'usure des sources. La courbe B représente le même écart, mais avec un système d'asservissement de la puissance fournie sur le niveau nécessaire (mesuré par une sonde photométrique en zone).
Elle met en évidence l'économie directe de puissance sur la consommation moyenne d'un site.
La courbe C, issue des deux précédentes, illustre le différentiel de coût entre les deux solutions.
L'une dépense en permanence, l'autre ne paye que quand cela est nécessaire.
Outre l'aspect économies directes liées à la consommation électrique, la limitation de
puissance demandée aux sources, tout au long de leur vie normale permet un allongement de la durée de vie de celles-ci.
Le facteur de maintenance (facteur dit "d'entretien") a été choisi sur la base usitée de 20%,
soit une économie d'environ 15% (la courbe étant non linéaire)
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Allongement de la durée de vie des lampes
En stabilisant la tension et en diminuant le niveau de stress des lampes, celles-ci voient leur durée de vie s'allonger de façon très significative. Les constructeurs de lampes à décharge évaluent la durée de vie moyenne nominale de celle-ci en laboratoire, dans des conditions de fonctionnement constantes et contrôlées. La réalité du terrain est bien différente, car de nombreux facteurs tels que l'effet miroir du réflecteur, la mauvaise évacuation de la chaleur produite, une platine d'alimentation inadaptée ou une tension d'alimentation trop élevée ou fluctuante affecte de façon significative la durée de vie réelle. En laboratoire, dans des conditions constantes et contrôlées, 50% d'une population de lampes SHP présentent une décroissance de 30% du flux lumineux après 23000 Heures. Dans les faits et "sur le terrain", on constate une décroissance de 30% après 8000 Heures d'utilisation seulement, et la chute est bien plus rapide (intempéries, T°, etc…)
L'hypothèse objective prise est un doublement de la durée de vie des sources.
Cet allongement de la durée de vie à une influence économique directe sur les coûts de
relamping. Le coût unitaire moyen pris doit être basé sur un relamping curatif intégrant le coût
unitaire de la lampe changée ainsi que tous les couts associés ( la location d'une nacelle et la main d'œuvre par ex).
100
80
60
40
20
0 4 8 12 16 20 24
% d
e lam
pes e
n é
tat
de f
onction
ne
me
nt
Heures d'utilisation (x 1 000) A : Limites max. sans régulateur B : Limites min. sans régulateur C : Avec régulateur / variateur
Comparaison sur les courbes de mortalité
A
B C
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Suppression des surtensions et transitoires secteur
Dans tout réseau électrique de puissance, des lignes d'alimentation électriques sont régulièrement perturbées, entraînant des surtensions très pénalisantes sur la durée de vie des lampes. Ces tensions sont sources de surconsommations importantes pour les lampes, voir spécification constructeur ci-contre : + 5% de tension = + 15% de consommation
Aucun diagnostic du site d'étant disponible, une hypothèse basse à été prise de :
5% de surconsommation lié à l'ensemble des variations secteur.
Anticipation du vieillissement des sources
Pour prévenir toute mésaventure liée à l'arrivée en phase de vieillissement des sources, le système prévient l'utilisateur (voyant "lampes en fin de vie") afin de pouvoir budgéter une opération de relamping avant que les lampes n'entre en phase de mortalité importante. Nota 1 : En option, l'alarme peut être transmise par SMS ou E-mail, nécessite un point ADSL ou l'intégration d'une puce SIM (sans consommation car utilisée que pour les alarmes).
Allumage de nuit
Soir Matin
Un =230Vac
Ecrêtage des surtensions
-10% - 5% 230V +5% +10% Tension d'alimentation
<====== Tolérance secteur =======>
100 %
+10 %
-10 %
Puis
sance c
onsom
mé
e
+20 %
-20 %
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Courant dans la charge
Tension de sortie
Tension d'entrée
5. SOLUTION PROPOSEE Le système d'économie d'énergie est articulé autour des produits suivants :
Variateur Acto NG
Les Acto NG fonctionnent selon un principe original et breveté de repliement des alternances secteur. Ce repliement, effectué à chaque demi-alternance, agit à la fois sur la tension et sur le courant traversant la lampe, ce qui limite la génération d'harmoniques sur le réseau, contrairement aux variateurs électroniques à découpage conventionnels. L’utilisation de composants IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), commandés par micro- processeur a permis de concevoir un procédé variation très performant, fonctionnant sur la partie arrière de l’alternance, baptisé A.W.I, (Adaptive Waveform Intersection). Ce procédé permet de conserver une tension crête équivalente à un fonctionnement sur secteur classique, ce qui garanti la conservation de la température de couleur des lampes Iodures Métalliques Blanches
Contrairement aux solutions habituelles, la baisse de flux ne s’obtient pas par
abaissement de la tension, mais par une réduction de la puissance fournie aux lampes, en agissant sur les deux paramètres tension et courant à la fois. Ainsi, la tension fournie à la lampe passe par sa valeur crête à chaque alternance, quelle que soit la profondeur de variation. La lampe se réamorce 100 fois par seconde, ce qui permet des baisses importantes de flux sans
décrochage ni scintillement.
Par principe, la limite de variation est limitée à 50% en flux.
Le procédé A.W.I adapte en permanence les paramètres de la variation grâce à un calcul en temps réel effectué à partir des mesures de courant, tension et déphasage de la charge alimentée.
Economies !
En conservant la caractéristique de la tension crête, ces
économies sont sans concessions sur la durée
de vie ou sur la température de couleur.
En conservant un courant maîtrisé lors du changement d'alternance, l'arc est toujours
efficacement entretenu.
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L’automate- Programmateur TIMEO
TIMEO est un programmateur annuel à programmes hebdomadaires. TIMEO est un Programmateur Radio-synchronisé :
La base de temps de TIMEO est radio synchronisée par l'émetteur GO de France-Inter qui diffuse l'heure légale Française.
----- TIMEO est toujours à l'heure française -----
TIMEO se programme via une liaison réseau unique (type internet) et tout le site se programme à travers cette liaison, équivalente à un site internet. (visu via Internet possible) Quatre consignes de puissance + Off Un zonning (gradins/tous…) Vous décidez la programmation selon :
- Trois scénarios modulables Des programmes hebdomadaires normaux - Un calendrier annuel avec visu des w-ends
Une fois les vacances et les activités de l’année programmées, plus de déplacement de personnel. Malgré ses possibilités exceptionnelles de programmation, celle-ci reste claire et directe grâce à l'interface directe. Tous les automatismes pilotés par TIMEO sont toujours à l'heure exacte, même après une coupure prolongée d'alimentation, puisque TIMEO se re-synchronise dès le rétablissement de l'alimentation. - Les passages heure d'été / heure d'hiver sont automatiques.
Sonde photométrique LUCIREX Analogique
Les sondes photométriques Lucirex permettent une mesure analogique précise de l'éclairement ambiant.
En sortie par boucle de courant 4-20mA elles peuvent être positionnée exactement à l’endroit où la mesure est la meilleure sans craindre de perte d’information.
Selon l'exposition du site, il est possible de positionner une deuxième sonde afin de moyenner la mesure (l’éclairement lié à l’orientation solaire variant durant la journée.
Scénario 3 « Vacances »
Scénario 2 « Congés »
Scénario 1 « Périodes Scolaires »
12c rue Ampère 38000 GRENOBLE [email protected] 04 56 00 50 05
Le diagnostic de performance énergétique, appelé aussi DPE est réalisé par des spécialistes afin d’identifier les consommations d’énergies des bâtiments. Son principal avantage est qu’il donne des recommandations techniques qui permettront aux futures acquéreurs de connaître les mesures les plus efficaces afin d’économiser l’énergie. Il tend aussi à sensibiliser les futurs occupants sur les consommations et rejets de leurs logements. C’est ainsi que l’affichage d’une étiquette énergétique est entré en vigueur depuis le 1ier janvier 2011. Présentement, notre étude porte sur le Halle Vallin (salle de sport), sur laquelle via le site www.noe.alerteo.com, nous observons toutes les consommations du bâtiment (électricité, gaz et eau). Ces informations sont collectées directement par des compteurs installés précédemment par des professionnels. Ces informations sous forme de graphique sont analysées dans le but de les comparer à des moments différents. Le bâtiment Halle Vallin est une salle de sport à première vue simple à étudier, mais au fur et à mesure de notre projet, nous remarquons que beaucoup de problèmes apparaissent. Effectivement, cela va de l’oubli d’extinction des projecteurs, aux lumières des sanitaires pendant les weekends, la nuit et aussi durant les vacances scolaires. C’est pour cela que nous nous sommes retournés vers des solutions plus ou moins complexes. Notre étude se prolonge dans des calculs économiques afin de déceler quelles solutions aura un meilleur retour sur investissement. Ce projet très intéressant nous à permis de découvrir en quoi consiste un DPE. Ce fut un vrai travail d'équipe pour mené ce projet à terme. The energy diagnosis is performed by specialists to identify the energy consumption of buildings. Its advantage is to gives technical recommendations that will allow buyers to know the most effective measures to conserve energy. It also aims to educate future user on consumption and emissions from their homes. That why the displays of energy label came into, since 1st January 2011. Our current study focuses on the Halle Vallin, which www.noe.alerteo.com via the website, we see all consumption of the building (electricity, gas and water). This information is directly collected by counting previously installed by professionals. This information is graphically analyzed to compare them at different times. The Halle Vallin Building is a gym at first sight look simple, but as and when our project, we note that many problems appeared. Indeed, it goes from oblivion of extinction of the spotlight, the lights of health during the weekends, at night and also during school holidays. That is why we return to solutions of varying complexity. Our study extends the economic calculations in order to identify which solutions will have a better return on investment. This exciting project is enabling us to discover what the energy diagnosis. It was a true team effort for
this project through to completion.