production de chaleur et vapeur

8/7/2019 production de chaleur et vapeur

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Matrise des dpenses nergtiquesMatrise des dpenses nergtiquesdans lindustriedans lindustrie

88--13 octobre 2007 ENSP Yaound13 octobre 2007 ENSP Yaound

P. MEUKAM Laboratoire dEnergtique

ENSP - Yaound

Equipements deproduction de

chaleur et de vapeur


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IntroductionIntroduction

LA SLECTION DES DOCUMENTS ET DES DONNEESLA SLECTION DES DOCUMENTS ET DES DONNEESTECHNIQUESTECHNIQUES

LANALYSE ET LINTERPRETATION DES DONNEESLANALYSE ET LINTERPRETATION DES DONNEESExploitation des RsultatsExploitation des Rsultats

LIDENTIFICATION DES PISTES POTENTIELLESLIDENTIFICATION DES PISTES POTENTIELLESDECONOMIE DENERGIEDECONOMIE DENERGIE

LE CHIFFRAGE DE LA RENTABILITE DES ECONOMIESLE CHIFFRAGE DE LA RENTABILITE DES ECONOMIES

DENERGIEDENERGIE

Matrise des dpenses nergtiques dansMatrise des dpenses nergtiques danslindustrielindustrie


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Auditer un quipement revient :apprcier la ralit dun ou de plusieursaspects du fonctionnement duditquipement par rapport un standarddonn..

OnOn partpart doncdonc dundun existantexistant.. AA cecepropos,propos, desdes documentsdocuments dede diversesdiversesnaturesnatures peuventpeuvent tretre disponiblesdisponiblesconcernantconcernant unun quipementquipement..

IntroductionIntroduction


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SLECTION DES DOCUMENTS ET DESSLECTION DES DOCUMENTS ET DES

DONNEES TECHNIQUESDONNEES TECHNIQUES

SLECTION DES DOCUMENTS ETSLECTION DES DOCUMENTS ET

DES DONNEES TECHNIQUESDES DONNEES TECHNIQUES

Critres de slection des documents

La collecte des donnes

Conclusion


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Les documents sontde diffrentesLes documents sontde diffrentesnaturesnatures dontvoici quelques exemples :dontvoici quelques exemples :

Plan (schma)technique dePlan (schma)technique deconstructionconstruction

Schmade processSchmade process Fiche technique de fonctionnementFiche technique de fonctionnement Fiche technique dexploitationFiche technique dexploitation


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DES DONNEES TECHNIQUESDES DONNEES TECHNIQUES Le schma technique de constructionLe schma technique de constructionIl peuttrouver sonimportance dans le sens de laIl peuttrouver sonimportance dans le sens de la

vrification de la conformit du schmavrification de la conformit du schmarelrel par rapport au schma initialpar rapport au schma initialBeaucoupdquipements sontsujet des modificationsBeaucoupdquipements sontsujet des modifications

pourune meilleure adaptation leur environnementpourune meilleure adaptation leur environnementdexploitation. Il peutsen suivre des ajustementsdexploitation. Il peutsen suivre des ajustementsncessaires pourune apprciationobjective de leurncessaires pourune apprciationobjective de leurfonctionnement, quinaturellementdevientdiffrentfonctionnement, quinaturellementdevientdiffrentdurfrentiel duconstructeur.durfrentiel duconstructeur.


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Le Schma de processLe Schma de processIl estimportantdans le sens de laIl estimportantdans le sens de la

comprhension du rle que lquipementcomprhension du rle que lquipementremplit dans son environnement deremplit dans son environnement defonctionnementfonctionnement..

Il sagitpar exemple de comprendre le procddeIl sagitpar exemple de comprendre le procddeproductionde la vapeurouceluide productionproductionde la vapeurouceluide productionde lachaleurdans le cas des quipements quide lachaleurdans le cas des quipements quinous intressentici.nous intressentici.


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DES DONNEES TECHNIQUESDES DONNEES TECHNIQUES Fiche technique de fonctionnementFiche technique de fonctionnement

Elle permetdeElle permetde comprendre le comportementcomprendre le comportementtechnique de lquipement concern auxtechnique de lquipement concern auxconditions de fonctionnement prcisesconditions de fonctionnement prcises ;;

E

lle permetE

lle permet ddapprcier laconformitou leapprcier laconformitou ledysfonctionnementdes parties oude lensemble dedysfonctionnementdes parties oude lensemble delquipementparrapport larfrencelquipementparrapport larfrence


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DES DONNEES TECHNIQUESDES DONNEES TECHNIQUES Fiche technique dexploitationFiche technique dexploitation

ElleElle informeinforme sursur lusagelusage quiqui estest faitfait dedelquipementlquipement dansdans sonson environnementenvironnementdede fonctionnementfonctionnement.. ElleElle permetpermet dedesassurersassurer queque lesles partiesparties ouou lquipementlquipement enenentierentier remplissentremplissent effectivementeffectivement lesles attentesattentesdexploitationdexploitation..


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DES DONNEES TECHNIQUESDES DONNEES TECHNIQUES Exemple de ficheExemple de ficheFiche des caractristiques dune chaudireFiche des caractristiques dune chaudire

CARACTRISTIQUESCARACTRISTIQUES VALEURSVALEURSPuissance calorifique utilePuissance calorifique utile 12 x1012 x1066 kcal/hkcal/hTimbreTimbre 18 bars18 bars

Pressionmaximale dePressionmaximale demarchemarche 16 bars16 bars

RendementsurPCIRendementsurPCI 83 85 %83 85 %Surface tubulaireSurface tubulaire 42.8742.87 mm22

hkcal /102.16v hkcal /102.1 6v


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DES DONNEES TECHNIQUESDES DONNEES TECHNIQUES Exemple de ficheExemple de ficheFiche des caractristiques dunbrleurFiche des caractristiques dunbrleur

CARACTRISTIQUESCARACTRISTIQUES VALEURSVALEURSPressionde lapompe Pressionde lapompe gasgas--oiloil

88--1212 kg/cmkg/cm33

Dbitmaximumde gasDbitmaximumde gas--oiloil 230 kg/h230 kg/hDpressionaufoyerDpressionaufoyer 0,040,04 kg/cmkg/cm33


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DES DONNEES TECHNIQUESDES DONNEES TECHNIQUES La nature de laudit raliser devraLa nature de laudit raliser devra

justifier la slection des documentsjustifier la slection des documents

approprisappropris..

Lanalyse dunoude plusieurs documentsLanalyse dunoude plusieurs documentspertinents se solde par le relevduncertainpertinents se solde par le relevduncertainnombre de donnes importantes pour lenombre de donnes importantes pour letravail daudit raliser.travail daudit raliser.


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La collecte des donnesLa collecte des donnes

Les donnes disponibles sontnaturellementLes donnes disponibles sontnaturellementabondantes.abondantes. Il est ici question deIl est ici question deslectionner les plus pertinentes parslectionner les plus pertinentes parrapport lobjectif visrapport lobjectif vis. La slectionrepose. La slectionreposesurtrois critres importantssurtrois critres importants

-- La facilit daccsLa facilit daccs-- La faisabilitLa faisabilit-- Limportance de la donne pour la suiteLimportance de la donne pour la suitedu travaildu travail


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La facilit daccsLa facilit daccsCertaines donnes peuvent tre plus facilesCertaines donnes peuvent tre plus facilesdaccs que dautresdaccs que dautres ::

Pour le calcul dune quantit dnergie par exemple,Pour le calcul dune quantit dnergie par exemple,on peut aussi bien faire usage dune vitesseon peut aussi bien faire usage dune vitessedcoulement que dune temprature. Cependant,dcoulement que dune temprature. Cependant,

pendant que lobtention de la donne vitesse peutpendant que lobtention de la donne vitesse peutncessiter un quipement sophistiqu ou imposerncessiter un quipement sophistiqu ou imposerdes calculs complexes, lacquisition de la donnedes calculs complexes, lacquisition de la donnetemprature ne ncessite quun thermomtre.temprature ne ncessite quun thermomtre.


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La faisabilitLa faisabilitTravaillant dans un environnement bienTravaillant dans un environnement bien

prcis, lauditeur devra tenir compte desprcis, lauditeur devra tenir compte desinstruments disponibles pour la ralisationinstruments disponibles pour la ralisationde son travail.de son travail.

Par exemple les instruments de laPar exemple les instruments de lamesure dunemesure dune

vitesse dcoulementdans une tuyauterievitesse dcoulementdans une tuyauterienabondentpas dans lindustrie,il faudra ennabondentpas dans lindustrie,il faudra enconsquence ventuellementse contenterdunconsquence ventuellementse contenterdunindicateur etdunchronomtre.indicateur etdunchronomtre.


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Limportance de la donne pour la suite duLimportance de la donne pour la suite dutravailtravail

Il nest pas pertinent daller mesurer desIl nest pas pertinent daller mesurer despressions alors quon veut se baser sur unepressions alors quon veut se baser sur uneanalyse des profils de tempratures pouranalyse des profils de tempratures pourapprcier une situation.apprcier une situation.


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ConclusionConclusion

Il est ici important de comprendre que laIl est ici important de comprendre que ladmarche au cours dun audit se doitdmarche au cours dun audit se doitgraduelle. Il est question de commencergraduelle. Il est question de commencerpar par les choses facilesles choses faciles qui suffisent qui suffisentsouvent dj pour les besoins de la cause,souvent dj pour les besoins de la cause,lusage des donnes lusage des donnes compliquescompliques devant absolument tre justifi par sadevant absolument tre justifi par sa

ncessit au courant du cheminement.ncessit au courant du cheminement.Aucune donne nest en consquenceAucune donne nest en consquenceinutile, mais son utilisation un momentinutile, mais son utilisation un momentou un autre de laudit doit treou un autre de laudit doit tre

opportune.opportune.


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Matrise des dpenses nergtiquesMatrise des dpenses nergtiques

dans lindustriedans lindustrie

LANALYSE ETLANALYSE ETLINTERPRETATION DESLINTERPRETATION DES

DONNEESDONNEES


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LANALYSE ET LINTERPRETATION DESLANALYSE ET LINTERPRETATION DES

DONNEESDONNEES

Elaboration des indicateursElaboration des indicateurs

Indicateur comme valeur de mesure

Indicateur comme ratio

Indicateur comme profil


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DONNEESDONNEES Indicateur comme valeur de mesure

Il sagit dune mesure donne en rapportavec:

soit le fonctionnement de lquipement(vitesses de rotation relle)

soit le process (temprature des fumes)

Cetindicateur serautilisultimementpourdes finsde comparaison en vue dunconstat.

Dans notre exemple,onpourraitchoisircomme

indicateur lamesure de latemprature desfumes.


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DONNEESDONNEES

Indicateur comme ratioIndicateur comme ratio

Unratio estunrapportque lauditeurdfinitentredeux valeurs dans le butde faire unconstat.

Dans le cas de notre chaudire, un exemple de

ratio pourrait tre le rapport entre dune part,la quantit de vapeur produite par lachaudire, et la consommation de la chaudireen combustible dans le mme intervalle detemps dautre part.


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LANALYSE ET LINTERPRETATION DESLANALYSE ET LINTERPRETATION DESDONNEESDONNEES

Indicateur comme ratioIndicateur comme ratio

Consommationrelle de combustible : 60 litres/heure (1)

Productionrelle de vapeur : 590 kg/heure (2)

Indicateur : Production de vapeur/Consommationde combustible :

Valeur relle = (2)/(1) = 590/60 = 9.83

lquipement produit 9.83 kg de vapeur par litrede combustible consomm, indpendamment desprescriptions du constructeur.


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Indicateur comme profilIndicateur comme profil

Llaboration de cet indicateur ncessitegnralement une collecte de donnes sur une plusou moins longue priode de temps. Unereprsentation sous forme de tarte comme ci-dessous servira gnralement clarifier la

rpartition de la consommation travers plusieursutilisateurs.


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Indicateur comme profilIndicateur comme profil

9%0%

2%

9%

2%

26%

49%

0%

3%

systme informatique

Communication

Distribution ESFAscenseur

Scurit incendie

Eclairage

Climatisation

Autres quipements

Week-end


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Les rfrences des indicateursLes rfrences des indicateurs

Le ratio de rfrence

- Consommation thorique de combustible : 55litres/heure (3)- Production thorique de vapeur : 640 kg/heure (4)

Le ratiode rfrence estgalementdfiniparlauditeur,mais sur labase de donnes de

rfrence fournies par le constructeur.


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DONNEESDONNEES Les rfrences des indicateursLes rfrences des indicateurs

Le ratio de rfrence

- Indicateur : Production de vapeur/Consommation decombustible :

Valeur thorique = (4)/(3) = 640/55 = 11.63

Cette valeur constitue la valeur de rfrence parrapport laquelle la valeur correspondant au

fonctionnement rel sera apprcie


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Lexploitation des indicateursLexploitation des indicateurs

Une fois les indicateurs labors etcalculs,Une fois les indicateurs labors etcalculs,leur exploitationdans le cadre dunauditleur exploitationdans le cadre dunauditconsiste enfaire une comparaisonconsiste enfaire une comparaison avec lesavec lesindicateurs de rfrence:indicateurs de rfrence:

Indicateur rel versus indicateur deIndicateur rel versus indicateur derfrencerfrence

LANALYSE ET LINTERPRETATIONLANALYSE ET LINTERPRETATION

DES DONNEESDES DONNEES


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Lexploitation de lindicateur ratioLexploitation de lindicateur ratio

Dans le cas de notre exemple, nous avonsDans le cas de notre exemple, nous avonscalcul un ratio de rfrence decalcul un ratio de rfrence de 11.6311.63 etetun ratio rel deun ratio rel de 9.839.83. Les deux valeurs. Les deux valeurstant diffrentes, lauditeur fait ainsi untant diffrentes, lauditeur fait ainsi un

constat de nonconstat de non--conformit de lindicateurconformit de lindicateurrel (rel (9.839.83) par rapport lindicateur de) par rapport lindicateur derfrencerfrence (11.63)(11.63)..




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ValeurValeur

rellerelle

ValeurValeur

indiqueindique

CompaCompa

raisonraison

ConstatConstat

DonneDonne

((Temprature,Temprature,pression,pression,consommationconsommation

etc...)etc...)RatioRatio(Tempratures,(Tempratures,pressions,pressions,consommation/prconsommation/pr

oduitetc...)oduitetc...)

Exemple de tableaude donnes


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ConclusionConclusionLanalyse et linterprtation des donnes seLanalyse et linterprtation des donnes se

solde par un constat de conformit ou nonsolde par un constat de conformit ou non des donnes, ratios et profils relsdes donnes, ratios et profils relspar rapportpar rapport

aux donnes, ratios et profils idaux ouaux donnes, ratios et profils idaux outhoriquesthoriques..




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IDENTIFICATION DESPISTES POTENTIELLES

DECONOMIE DENERGIE



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IDENTIFICATION DES PISTESPOTENTIELLES

DECONOMIE DENERGIE

Potentiel dconomie dnergie

partir de lindicateur dune mesure derfrence

Potentiel dconomie dnergie partir de lindicateur Ratio


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DECONOMIE DENERGIE Potentiel dconomie dnergie partir de lindicateur dune mesure de

rfrenceDans le cas de notre exemple pratique, notreindicateur est la temprature des fumes :Temprature mesure : 220

Temprature de rfrence : 248 278

Les fumes sortent de la chaudire unetemprature moins grande que celle prvuepar le constructeur


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DECONOMIE DENERGIEPotentiel dconomie dnergie partir delindicateur dune mesure de rfrence

Quantification de lconomie potentiellednergie Quantit dnergie correspondant la mesure rellede la temprature : m : masse des fumes, Cp : capacit calorifique pression constante des fumes

(T: variation de temprature de Te 220.

r pQ mc T! v (


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DECONOMIE DENERGIEPotentiel dconomie dnergie partir delindicateur dune mesure de rfrence

Quantification de lconomie potentiellednergie Quantit dnergie correspondant la mesure derfrence : m : masse des fumes, Cp : capacit calorifique pression constante des fumes

(T: variation de temprature de Te 248-278. .

efr pQ mc T! v (


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DECONOMIE DENERGIEQuantification de lconomie potentiellednergie Quantit dnergie conomiser potentiellement

serait:

Cette quantit dnergie calorifique devra tretraduite en quivalent combustible. La quantificationde lnergie conomisable ncessite enconsquence : La connaissance du volume ou de la masse desfumes La connaissance de la composition des fumes La connaissance de la nature du combustible brl

efr r( !


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DECONOMIE DENERGIEListe des actions relatives laralisation des conomies dnergie

rfrencerelle TT R

ConstatConstat Potentiel dconomiePotentiel dconomiednergiednergie

CauseCause ActionAction

TTrr < T< Trf.rf. QQreferefe -- QQrr MauvaiseMauvaisecombustioncombustion

Rglage dubrleurRglage dubrleur-- Vrificationde laVrificationde latemprature des intrantstemprature des intrants-- Rglage de la quantitRglage de la quantitdairde combustiondairde combustion-- Rglage de larichesseRglage de larichesse-- VrificationdeVrificationdelisolationdu foyerlisolationdu foyeretc.etc.


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IDENTIFICATION DES PISTES POTENTIELLESDECONOMIE DENERGIE

Choix de la squence de ralisation desconomies dnergie

La squence de ralisation dpend parfois des critresindpendants de lauditeur entre autres on peut citer : La lgislation (exemple les contraintesenvironnementales relatives aux missions), La nature des investissements pour la mise en uvredes mesures Le retour sur linvestissement etc.

Il devient ainsi important pour lauditeur de mettre ladisposition du dcideur toute information pouvantfaciliter la prise de dcision.


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Etapes daudit

rfrencerelle TT R

ConstatConstat PotentielPotentieldconomdconomieiednergiednergie

CauseCause ActionAction PotentiPotentiel dEEel dEEdedelactionlaction

QualitQualittechniquetechniquede lactionde laction

TTrellerelle


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Etapes daudit

rfrencerelle TT R

ConstatConstat PotentielPotentieldconomdconomieiednergiednergie

CauseCause ActionAction PotentielPotentieldEE dedEE delactionlaction

QualitQualittechniqutechnique dee delactionlaction

TTrellerelle


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DECONOMIE DENERGIE Potentiel dconomie dnergie partir partir de lindicateur Ratio

Ladiffrence entre le ratiorel et le ratiode rfrencelaisse constater lexistence dune situation denon-conformit Ratio rel : 9,83

Ratio de rfrence : 11,63La chaudire, pour la mme quantit de combustible consomme,produit moins de vapeur quelle devrait en produire selon lesconsignes du constructeur. Elle consomme en consquence plusde combustible que prvu par le constructeur par rapport la

quantit de vapeur produite.


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Potentiel dconomie dnergie partir partirPotentiel dconomie dnergie partir partirde lindicateur Ratiode lindicateur Ratio

Quantification de lconomie potentielle dnergie

Ratio rel : 9,83

Ratio de rfrence : 11,63

Ceci revient dire que chaque fois quun litre decombustible est brl dans la chaudire, cest plutt 0,84(9,83/11,63) litre qui devrait tre brl. Pour chaque litre decombustible brl, 0.16 [(11.63-9.,83)/11,63] litre est ainsibrl en pure perte.

Listing des actions relatives la ralisation desconomies dnergie (voir transparent delidicateur de mesure)


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Identification des pistes potentiellesIdentification des pistes potentiellesdconomie dnergiedconomie dnergie

Quantification nergtique du constatQuantification nergtique du constat

ValeurValeur

rellerelle

ValeurValeur

indiqueindique

CompaCompa

raisonraison

ConsCons

tattat

QQrelrel QQindind ((QQ

Donne (Temp.,Donne (Temp.,pression,pression,consommationconsommation

etc...)etc...)Ratio (Temp.,Ratio (Temp.,pressions,pressions,consommation/pconsommation/p

roduitetc...)roduitetc...)


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Identification des pistes potentiellesIdentification des pistes potentiellesdconomie dnergiedconomie dnergie

ConclusionConclusionLadmarche concernant lidentificationdes pistesLadmarche concernant lidentificationdes pistes

dconomie dnergie estsemblable etdoitdconomie dnergie estsemblable etdoitaboutiraummeaboutiraumme rsultat indpendammentrsultat indpendammentde lindicateur slectionn par lauditeurde lindicateur slectionn par lauditeur..Parrapport unquipementprcis et unParrapport unquipementprcis et un

environnementde travail donn, lauditeurenvironnementde travail donn, lauditeurdevra enconsquencedevra enconsquence choisirchoisirjudicieusement lindicateur le plusjudicieusement lindicateur le plusappropriappropri pour laralisationdumandatqui luipour laralisationdumandatqui lui

estconfi.estconfi.


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CHIFFRAGE DE LARENTABILITE DES

ECONOMIES DENERGIE



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CHIFFRAGE DE LA RENTABILITE DESCHIFFRAGE DE LA RENTABILITE DESECONOMIES DENERGIEECONOMIES DENERGIE

Objectif : mettre ladispositiondudcideurunevaluation chiffre de la rentabilit des

conomies dnergie. Traduction du potentiel des conomiesdnergie en potentiel des conomies

financires Evaluation de linvestissement ncessaire la ralisation des conomies dnergie

Calcul du retour sur investissement


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Traduction du potentiel des conomies dnergie enpotentiel des conomies financires

partirde lindicateur Productionde vapeur/Consommationdecombustible unpotentiel dconomie de combustible de 16% de laconsommation de la chaudire tait disponible.

Economie financire (%)= Volume de combustible X Prixunitaire X 16%

Ce chiffre montre clairement au dcideur le gain brut ralisable(compte non encore tenu de linvestissement ncessaire)


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Etapes daudit

rfrencerelle TT R

ConstatConstat PotentielPotentieldconomidconomiee

dnergiednergie

CauseCause ActionAction PotentielPotentieldEE dedEE de

lactionlaction

QualitQualittechniquetechnique

dede

PotenPotentieltieldE.dE.

FinanFinancirecire

RatioRatiorelrel

ll


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Quantification financire du constat

rfrencerelle TT R

ValeurValeur

rellerelle

ValeurValeur

indiq.indiq.

CompaComparaisonraison

ConsCons

tattat

QQrelrel QQindiindiqq

((QQ FCFAFCFA

DonneDonne(Temp.,(Temp.,

pres.,cons.pres.,cons.

etc...)etc...)

RatioRatio(Temp.s,(Temp.s,

pres.,pres.,cons./produitcons./produit

etc...)etc...)

Profil (temp.,Profil (temp.,pres.,cons.pres.,cons.

etc..)etc..)


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Evaluation de linvestissement ncessaire la ralisation des conomies dnergie

La ralisation des conomies dnergie suppose lexcution duncertain nombre dactions. Ces actions ont un cot qui doit tremis en vidence.

La dcision de la mise en uvre des recommandations

facile prendre

si gain financier consquent aux conomies dnergie est plusimportant que linvestissement ncessaire cette mise en uvre.

Montrer quau-del des cots lis la mise en uvre desrecommandations, il existe un gain financier net raliser


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Quantification financire du constat

rfrencerelle TT R

ValeurValeur

rellerelle

ValeurValeur

indiq.indiq.

CompaComparaisonraison

ConsCons

tattat

QQrelrel QQindiindiqq

((QQ FCFCFAFA

CotCot

DonneDonne(Tempratu(Tempratu

.,pres.,.,pres.,

cons.)cons.)

RatioRatio(Temp.s,(Temp.s,

pres.,pres.,cons./producons./produ

itetc...)itetc...)

ProfilProfil(temp.,(temp.,

pres.,pres.,


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Evaluation de linvestissement ncessaire la ralisation des conomies dnergie

Calcul du retour sur investissement


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Documents

production de chaleur et vapeur