Variateur de vitesse Altivar 71:Démarche d ’éco-conception mise en place
et exemples concrets
Mercredi 06 juillet 2005
Willy MARTINWilly MARTINPilote éco-conception
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Variateur de vitesse Altivar 71: Démarche d’éco-conception et exemples concrets
Plan de l’intervention
A. Le variateur de vitesse
C. Innovation
D. Gains environnementaux
B. Contexte du projet
E. Viabilité économique
F. Engagement
G. Effet d'entraînement
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A. Le variateur de vitesse A quoi ça sert?
VENTILATION VENTILATION
CONVOYAGECONVOYAGE
PONT ROULANT PONT ROULANT (levage)(levage)
MACHINE (outil)MACHINE (outil)
POMPESPOMPES
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A. Le variateur de vitesse Comment est-ce fait?
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B. Contexte du projet
Principes normalisés par la Norme FDX 30-310 ou ISO 14062 et bientôt OBLIGATOIRES (directive européenne EEE)
Approche globale : Ces exigences environnementales doivent tenir compte des impacts significatifs générés tout au long de la vie du produit depuis l'extraction des matières premières jusqu'à l'élimination du produit.
Approche multi-critères : Afin d’éviter un transfert de pollution d ’un milieu à un autre (sol, air), il est impératif de prendre en compte plusieurs impacts potentiels.
FABRICATION
MATIERESPREMIERES
DISTRIBUTION
UTILISATION
VALORISATION
Principes de l’éco-conception:
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B. Contexte du projet
L ’éco-conception: une discipline nouvelle
Un produit propre se vend plus facilement
Intégrer la démarche au système qualité
Protéger l’environnement de nos clients
Intégration et objectifs STIE: 6 challenges, 4 bénéficiaires
Être plus focalisé client
Être engagé pour la qualité
Être plus global
Augmenter l’engagement des collaborateurs
Penser innovation
Développer la responsabilité civile de l ’entreprise
Certification « conception »
Fondation SE (Lulli)
Démarche STIE pilote pour Schneider Electric
Programme d’entreprise « New 2004 »:
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B. Contexte du projetContexte réglementaire:
Législation déchets: notion de déchets « ultimes » Directive WEEE: Waste of Electrical and Electronic Equipment
– Responsabilité du producteur: Collecte et traitement à sa charge financière– 70 % de taux de recyclage (massique)– Traitement spécifique de certains éléments (listés)– Obligation d’information en vue de faciliter le démantèlement
Directive ROHS: Restriction Of Hazardous Substances– métaux lourds: Hg, Pb, Cd et Cr6– retardateurs de flamme bromés: polybromobiphényles (PBB) et
polybromodiphényléthers (PBDE)
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B. Contexte du projet
Spécificités du marché:
Variation de vitesse: marché très agressif
Les clés de la réussite
Clientèle industrielle
Évolution du marché, certains concurrents se placent
Des clients nous sollicitent
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B. Contexte du projetIntégration de la fonction
Responsable environnement site
1 pilote par processus (POTC, PCESO, …)
Responsabilité éco-conception
Pilote Connectique
Pilote Thermique
Pilote Marquage
Pilote Statique
/dynamique
Au bureau d’études, chaque sujet stratégique est traité par un pilote
Pilote Eco-conception
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B. Contexte du projetLes lignes directrices de la démarche
Anticiper et respecter la réglementation
Mettre à disposition des concepteurs des « guidelines » environnementales
spécifiant les exigences incontournables
permettant d’orienter les choix de conception
mise à jour régulière (réseau SEI, expertise, …)Conserver une démarche pragmatique en identifiant et en traçant les écarts
Permettant en particulier les échanges avec le marketing
S’inscrire dans un processus d’amélioration continue
Garantir que chaque produit améliore nos pratiques par rapport au précédent
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B. Contexte du projet
Le cheminement:
1997: Site STIE de Pacy sur Eure (France): Certification ISO 14 001 « assemblage de variateurs de vitesse et de démarreurs électroniques »
2002: Site STIE de Pacy sur Eure (France): Certification ISO 14 001 « Conception et assemblage »
Site TSIJ de Mie (Japon): Certification ISO 14 001 « Conception et assemblage »2003:
ATV 71: Promotion commerciale du premier variateur de vitesse « éco-concu »2005:
2004: Développement de l’Altivar 71 dans le cadre du process certifié d’eco-design
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INNOVATION DANS LE DOMAINE DE LA SURETE « Power Removal » :
– Arrêt sécurisé des applications– Fonction qualifiée par l’organisme INERIS– Incorporable dans des architectures de sécurité– Garantissant la sécurité des personnes– Suppression de matériel périphérique
C. InnovationC. Innovation
Options (communication, …)
Retours d’infos Pocket PC (Palm)
Pilotage et surveillance sur PC et via internet
Bluetooth
Carte application programmable
INNOVATIONS SUR LES FONCTIONNALITES DU PRODUIT :
Suppression de composants d’automatisme périphériques
Simplification du pilotage et de la maintenance de l’installation
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INNOVATIONS POUR LE RESPECT DE L’ENVIRONNEMENT 1er produit totalement éco-conçu
Dispositif d’atténuation des perturbations– Rayonnées– Conduites
Déclenchement des ventilateurs en fonction de la température– Limitation des nuisances sonores– Réduction de la consommation
C. Innovation
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MATIERES PREMIERES (1/2)
Évolution des matériaux utilisés
Réduction du volume : - 19%
Réduction de la masse : - 27%
D. Gains environnementaux
MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES
+62%+62%
-83%-83%
-27%-27%
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D. Gains environnementaux
Anticipation sur la substitution des substances visées par la directive RoHS
MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES
Interrogation des fournisseurs et vérifications en interne (laboratoire Schneider Electric)
MATIERES PREMIERES (2/2)
Remplacement du Cr VI par un ROM ou du Cr III
Substitution des retardateurs de flamme PBB et PBDE
Cartes ATV 71 « sans plomb »
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D. Gains environnementaux
MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES
Acier
Revêtement
Traitement de surface
tt00
Acier
Revêtementtt11>72h>72h
Aciertt22=2412h=2412h
AlZn
AlZn
Passivation
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D. Gains environnementaux
MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES FABRICATION/DISTRIBUTIONFABRICATION/DISTRIBUTION
APPROVISIONNEMENT Implication des Acheteurs pour des approvisionnements locaux (Amérique, Asie, Europe)
FABRICATION Identification des Meilleures Technologies Disponibles (BAT) pour nos procédés
d’assemblage par benchmark des entités industrielles Schneider Electric, Toshiba, …
DISTRIBUTION Calcul du gain lié à la production locale : 10 000 kms gagnés tous les 3 produits vendus!
Modalités de calcul
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D. Gains environnementaux
MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES FABRICATION/DISTRIBUTIONFABRICATION/DISTRIBUTION UTILISATIONUTILISATION
UTILISATION Rendements optimisés Réduction de la consommation de l’installation
– 1000 MW économisés/an grâce à la production annuelle Atv 71 – Calcul avec le logiciel Télémécanique « Eco 8 »
Modalités de calcul
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D. Gains environnementaux
FIN DE VIE (1/2) Anticipation de la directive WEEE Aptitude au démantèlement
– Réduction du nombre de vis– Démontabilité des pièces en matériaux non compatibles
MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES FABRICATION/DISTRIBUTIONFABRICATION/DISTRIBUTION UTILISATIONUTILISATION FIN DE VIEFIN DE VIE
Aptitude au recyclage– Suppression des inserts (métalliques, élastomères, …) dans les plastiques– Choix de matériaux compatibles
Exemples d’innovations
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D. Gains environnementaux
MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES FABRICATION/DISTRIBUTIONFABRICATION/DISTRIBUTION UTILISATIONUTILISATION FIN DE VIEFIN DE VIE
Taux de valorisation imposé par la directive européenne WEEE: 70%
FIN DE VIE (2/2) Résultat : Augmentation directe du taux de valorisation
Modalités de calcul
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E. Viabilité économique Bilan économique de l’activité éco-conception: Coûts estimés: 2,5 personnes/an pour l’environnement: 150 K€ Bilan d’une solution (coût produit)
Eco-conception = simplification.
0,30 €0,30 €
0,03 €0,03 €
0,1067 €0,1067 €
0,0317 €0,0317 €
Gain par produit: 0,81 €Gain par produit: 0,81 €
Gain annuel: Gain annuel: 162 000 €162 000 €
Gain par produit: 0,075 €Gain par produit: 0,075 €
Gain annuel: Gain annuel: 15 000 €15 000 €
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F. Engagement Programme d’entreprise Schneider Electric: New 2004
Volonté dans le cadre de ce programme de promouvoir l’éco-conception STIE site pilote pour un déploiement futur dans l’ensemble des entités du groupe
Engagement vis-à-vis de nos modes de fonctionnement Certification ISO 14 001 « Eco-conception » Intégration d’une approche « Produit-Processus » dans la politique environnement STIE Intégration de la démarche au Processus de développement certifié ISO 9001 Affectation de ressources dédiées à l’activité éco-conception
Engagement vis-à-vis des clients Promotion commerciale de l’Altivar 71 éco-conçu
Engagement vis-à-vis de la société Partage de notre expérience lors de conférences (écoles, universités, CCI, salons, …)
Intégration au processus
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G. Effet d’entraînement
Sur le marché de la variation de vitesse : Chiffre d’affaire : 3 milliards d’€ Marché en forte croissance : seulement 5% des installations équipées Évolution des modes de vie : + de confort et + de sécurité = + de produits Le leader mondial se place : Entraînement et promotion de l’éco-conception
Groupe Schneider Electric : Chiffre d’affaire : 8,8 milliards d’€ Innovations pilotes pour le déploiement de l’éco-conception sur tous les projets
majeurs du groupe
Dans le groupe Schneider Toshiba Inverter (STI) : Chiffre d’affaire : 400 millions d’€ Déploiement du savoir-faire dans les sites de développement STI : France, Japon, Etats-
Unis, et Nouvelle Zélande
Other40%
Siemens7%ABB
9%AB/Reliance
7%
Fuji/GE 7%
Yaskawa7.5% Mitsubishi
8%Schneider Toshiba Inverter
14.5%
700,000700,000Variateurs de Variateurs de vitesse sont vitesse sont
fabriqués fabriqués chaque annéechaque année
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Conclusion
Démystifier le coût de l’amélioration de l’impact environnemental : Un produit éco-concu est moins cher et se vend mieux
Forte adhésion des concepteurs Axe passionnant de créativité Les bons gestes ne sont pas plus contraignants que les mauvais
Déploiement effectif au sein du périmètre STI (France, Japon, USA, Nouvelle Zélande), et en cours mondialement dans l’ensemble du groupe Schneider Electric
Grand intérêt du réseau commercial volet éco-conception et économie d ’énergie dans l’argumentaire de l’ATV 71 Argument commercial différenciant par rapport à la concurrence
Démarche innovante : premier produit totalement éco-concu au sein du groupe Schneider Electric
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Inserts en laiton
Gamme précédente
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Variateur de vitesse Altivar 71: Démarche d’éco-conception et exemples concrets
Inserts en laiton
Mousses et joints
Gamme précédente
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Variateur de vitesse Altivar 71: Démarche d’éco-conception et exemples concrets
Inserts en laiton
Mousses et joints
Étiquettes (feuilles isolantes, obturateurs, …)
Gamme précédente
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Refroidisseur condensateur Refroidisseur condensateur (aluminium)(aluminium)
Cage Cage (acier)(acier)
RivetRivet
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Europe
PACY
USA
HoustonJapan
MIE
Pacy sur Eure - Pacy sur Eure = 0 kms
Pacy sur Eure - Mie = 9500 kms
Pacy sur Eure - Houston = 8000 kms
TOTAL = 17 500 kms
2500 kms
2500 kms2500 kms
Pacy sur Eure - Rayon Europe = 2500 kms
Mie - Rayon Asie, Océanie = 2500 kms
Houston - Rayon Amérique = 2500 kms
TOTAL = 7 500 kms
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Pour les process et les utilités du bâtiment
72 % de l’électricité consommée sert à faire tourner des moteurs
Compression30 %
Pompage20 %
Ventilation13 %
Process37 %
La consommation d‘électricité
Applications concernées: Pompage, ventilation, compression
Aujourd’hui seulement 5% des installations sont équipées de variateurs de vitesse
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à 80% du débit nominal, la puissance consommée est égale à 50% de la puissance nominale
Installation classique Installation économe avec variateur
à 80% du débit nominal, la puissance consommée est égale à 95% de la puissance nominale
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Exemple : Ventilation 15 kW/90 kWTEMIC Semiconducteurs - Nantes, France
Air recyclé
Air recyclé
Air neuf
Centrale d’air destinée à l ’usine de production
Économie d’énergie : 127 kWh / an
Débit utilesans variateur avec variateur
m3/h kW kW125000 90 9092300 73 5476800 71 2168000 71 20
Puissance consommée
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Exemple : Ventilation 3 … 37 kWThomson Multimédia - Villingen, Allemagne
Préparation d’air destinée aux salles blanches avec 7 ventilateurs
Économie d’énergie : 500 kWh/an
Débit utilesans variateur avec variateur
m3/h kW kW45000 37 3722500 31 4,6
Puissance consommée
Filtre + climatisation
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Economies d‘énergie
= 1 000 000 kW/an
Calibre moyen Altivar 71 : 10 kW
Rendement d’une installation avec Altivar 71 : 50 %
Prévisions annuelles de vente : ~200 000 produits
= 1 000 MW/an
Centrale nucléaire : 1000 MW
Gain d’énergie potentiel = 200 000 x 10 x 50
kW %
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Calcul du taux de valorisation
1 2 3 4
CatégorieRé-utilisation
(% )
Valorisationmatière
(% )
Valorisationénergétique
(% )
Traitement sansvalorisation
(% )Cartes lourdes 25% 55% 20%Batteries plomb 60% 40%Bobinages (cuivre et aluminium) 95% 5%Métaux ferreux 95% 5%Métaux non-ferreux 98% 2%Câbles 30% 70%Composants complexes 50% 50%Condensateurs 100%Plastiques halogénés 100%Plastiques non-halogénés 100%Fluides 100%
Taux de valorisation = 1+2+3
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E. Bénéfice social
Résultat de l’étude de satisfaction du personnel « PROSAT »
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G. Engagement
Cahier des charges
Prototypes
Nomenclature Matière Bilan matière Plan d’Évaluation Environnementale Bilan environnemental de conception
Analyse du Cycle de Vie Instructions de fin de vie Profil Environnemental de ProduitProduit fini
ExigencesRéglementaire (RoHS, WEEE, …)Livrables