Les lampes - CAUE971.org

Part de l’éclairage Public dans la factureénergétique• Des données EDFConsommation en 2009:1.254.519kWh/anMontant:………………… 137 169€ TTC/anConsommation EP 2009:826 778 kWh/anMontant:………………. 85 293€TTC/an6

Résultat du DiagnosticNombre d’habitants7871 habitantsNombre de kw installées146 kWNombre de Kw souscrits750 kWNombre de points lumineux 1091Nombre d’habt/ lampes 13,86Nombre d’armoires 52Nombre de lampes/armoires 21Consommation / Point lumineux586 kWhConsommation globale639 kWhNombre de transformateurs 417

Schéma 2011Réf:7811 hab. Avant Après Rplt desLampesPuissance installée 146 70Puissance souscrite 750 70Nbre. de Pointslumineux1091 1000Nbre. d’hab/lanterne 14 12Nbre d’armoires 52 41Nbre de lampes/armoire 21 24Consommation totale 639kW 307 kWNbre deTransformateurs41 418

REPARTITION PAR TYPE DELAMPESType Puissance Nombre PuissancetotaleSOHP 70 70 2 140SOHP 100 100 42 4200SOHP 150 150 62 9300SOHP 250 250 10 2500SOHP1000 1000 1 1000MBF 125 125 891 111375MBF250 250 45 112 50IOM400 400 8 3200IOM 70 70 27 1890IOM1000 1000 1 1000FLU 1x58 58 2 1169

Les facteurs d’unesur-consommation ou de tarification• Le défaut d’entretien systématique• La lampe en fin de vie (> 4 ans) entraîneune surconsommation pouvant atteindre20%• Des abonnements ne correspondant pas àla puissance appelée10

I- GAIN ENERGETIQUE11

1.1 Stratégies généralesà mettre en place12

• S’orienter vers un éclairage pertinent qui vanécessiter non seulement une ampoule adaptéemais aussi un luminaire offrant la meilleureadéquation avec l’ampoule et le besoind’éclairement;• Mettre en application la norme 13201 qui fixeles niveaux d’éclairement à maintenir au sol enfonction de la nature des voies.• Les lampes utilisées doivent présenter un indicede rendu des couleurs de 85 qui est la valeuridéale.Une efficacité lumineuse élevée garantie unepuissance installée optimale et des coûtsmaîtrisés.13

1.2. Solutions à court etmoyen terme14

1.2.1.1 Remplacement deslampesCaractéristiques des lampes installées• Les lampes Ballon fluorescent à vapeur demercure représentent 82% de la totalité duparc (938 des 1091 Lanternes en sontéquipées)• Inconvénients:UNE EFFICACITE LUMINEUSEINFERIEURE A 80lm/w.• LA DIRECTIVE EUROPÉENNE 2005 /32 diteEup du 18 Mars 2009 interdira leur mise sur lemarché en 2015 (13 Avril)16

Les lampes:Des MBF 125, SHP 70 par deslampes iodure métallique50W,70WDes SOHP 150, par deslampes iodure métallique 95WMBF 250 et SOHP250 W pardes lampes iodure métallique150W17

Aspect réglementaire: interdiction des lampes etappareillages énergivores• Le règlement européen dans le cadre de la directive 2005/32 dite « Eup »(Energy Using Products) touche les lampes fluorescentes sans ballastintégré;• Il impose des critères d’efficacité et de performance énergétique qui vontexclure du marché les produits les moins efficaces• L’objectif est de réduire la consommation d’énergie par l’installation detechnologies d’éclairage à rendement optimum dans les équipements etainsi réduire les émissions polluantes de gaz à effet de serre;• Mesures concernant les lampes: ne seront plus mis sur le marché:le 13/04/2010: disparition des tubes T8 halophosphates et tube en Ule 13/04/2012: disparition des tubes T10 et T12 et des IM et SHP les moinsefficaces (brûleur en quartz)le 13/04/2015: disparition des lampes à vapeur de mercure (ballon fluo) etSHP de substitutionle 13/04/2017: disparition de lampes fluocompactes 2 broches, des IM≤405W, des ballast pour fluo18

Simulation du remplacement:1054 Lampes déclinées de la manièresuivante:- 891 lampes MBF 125W- 45 Lampes MBF 250W- 42 Lampes SOHP 100 W- 62 Lampes SHOP 150W- 2 Lampes SOHP 70 W-10 Lampes SOHP 250w- 2 Lampes FTRU 70Wbilan\existant.xlsx• Eclairement moyen recommandé: 10 lux19

Le remplacement par des lampes solutions ioduremétallique ou sodium haute pression• Les lampes proposées:◊ Respect de la norme européenne◊ Réduction des émissions de Co2◊Des lampes compacts jusqu’à 40% plus petits◊Efficacité (ensemble lampe + appareillage) > 70lm/w◊Amélioration du rendement optique permettantd’espacer les luminaires tous les 40m◊Prolongation de la durée de vie économique : 3anspour les 45 et 60W et 4 ans pour les 90 et 140W◊Efficacité système supérieure des lampes ioduresmétalliques par rapport au sodium permettant deséconomies d’énergie jusqu’à 30%20

Bilan de puissanceSans appareillage• Etat actuel du parc: 146 127kW• Après le remplacement des lampes pardes lampes iodure métallique, un IRC de75 , température de couleur 2800K, uneefficacité énergique de 83lm/w.Bilan depuissance.xlsx• On obtient une puissance de 70477kW21

Conséquence du remplacement des lampesSur les 1091 lampes pour unfonctionnement annuel de 4380heuresConsommation actuelle:639 480kWh/anConsommation aprèsRemplacement :306600kWh/anSoit une économie d’énergie de:332 880kWh/an (52%)Bilan Carbone (Co2): 59 918Kg22

1.2.1.2 - Remplacement desballasts• Les ballasts ferromagnétiques utilisés pour les lampes SHP,MBF et IM consomment en plus de la source nominaleenviron 14 à 18 Watts (pour les lampes depuissance70,80,100,125 et 150) et 17 à 40 Watts (lampes depuissance 250 et 400 watts.• Les ballasts électroniques consomment environ 7 à 12 Wattspour les lampes de 70 à 150 Watts et de 19 à 30 Watts pourles lampes de puissance de 250 à 400• L’économie sur un luminaire équipé de ballastsferromagnétiques par un ballast électronique avec une lampeSHP 100W: 116 W-108= 8W• L’économie de chiffre à 8 watts par luminaire• Sur une année de fonctionnement : l’économie théorique serade : 4380x 0,008kW= 35,04kWh• Pour les 1000 luminaires, l’économie sera de 35 000kWh23

1.2.2.1- Mise en œuvre dedispositifs de réduction deConsommation24

1.2.2.1.1 L’HORLOGE ASTRONOMIQUERéduction en heure de consommation25

Rappel du dispositif• La proposition consiste à remplacer les Lumandars ( cellulesphotosensibles) et les interrupteurs crépusculaires par deshorloges astronomiques• Les avantages:◊ Permet de définir un nombre d’heures d’allumage selon la position IGN de laCommune◊l’horloge calcule automatiquement le lever et le coucher dusoleil afin d’enclencher l’allumage◊permet de programmer les temps d’allumage et est préférableà celui des interrupteurs crépusculaires ( éclairage permanentou semi permanent, retard à l’allumage)◊Un confort et une sécurité◊Aucun entretien26

Simulations• Avec un fonctionnement généralisé de 4071heures• Consommation après le remplacement deslampes :306600kWh• Avec l’installation de l’horloge astronomique laconsommation passera à : 284 970kWhbilan\avechorloge.xlsx1 Gain en consommation de: 21.630 kWh/an55% pour la consommation d’énergie actuelleBilan carbone: 50 575kg27

1.2.2.2LE VARIATEUR DEPUISSANCERéduction de la consommation en kw consommé28

Caractéristiques• Fonctionnement sur l’installation totale• Avantages:- Permet de réaliser des économies d’énergie jusqu’à 40%.Par exemple, une diminution de la puissance d’éclairement de23h00 à 5h00 du Lundi au vendredi- Maintien d’une tension constante à partir de l’alimentation duréseau qui est soumise à des variations (225 à 245 volts)• Inconvénient: ne fonctionne pas avec tous les types de lampes(lampe à décharge équipée en iodure métallique)• Deux types d’installations :- dans les armoires de commandes : un seul système àentretenir- dans les luminaires29

RESULTATS• Un fonctionnement sur 2035 h àpuissance réduite.• Une consommation globale: 150073kWh• Gain énergétique: 134 897kWh soit(284 970– 150 073)• Optimiser la durée de vie des lampesjusqu’à 20% de gain sur la maintenance30

II- GAIN FINANCIER31

1-JOUER SUR LA TARIFICATION(ABONNEMENT)32

Existant : Abonnement actuel + Consommation +Majorations48 abonnements (4 armoires n’ont pasd’abonnement) soit un coût annuel de85 293€• Dont :– 34 abonnements à un tarif codifié 072soient 486 kVA de puissance– 14 abonnements à 070 soient 264 KVAde puissance33

CaractéristiquesLes installations sont alimentées en bassetension depuis le réseau d’EDF● 2 formules d’abonnement sont proposées parEDF- Tarif simple codifié 070 avec un coût fixedu kWh consommé (moins onéreux)- Tarif double codifié 072 avec un coût dukWh selon deux plages horaires:• heures creuses:4x 365 jours= 1460 h en HC• heures pleines:4380- 1460= 2920h en HP34

Abonnement aveccomptageTableau Tarif Basse TensionCode TarifAbonnementannuel €/kVAPris de l’énergieC€/lWhSimple tarif 070 16,20 10,37Double tarif 072 TermefixeAb. An€/kVAHeurespleinesHeurescreuses16,80 34,08 10,37 5,90Code tarifAbonnement annuel€/kVAPrix de l’énergiec€/kWh071 72,32 5,3035

Les majorations :• La Taxe de contribution du Service Publicd’Electricité (0,0045€/kWh)• L’octroi de mer Régional (0, 4185 c€/kWh)• La CTA calculée sur la part fixe du Turpe (tarifd’utilisation du réseau public d’électricité).L’arrêtédu 29 décembre 2005 fixe le taux à :– 21% pour une alimentation inférieure à 40 000 V;– 8,20% pour une alimentation supérieure à 40 000 VCTA = 8,04+ 51,60Ps +16,80 x21%Ps ( puissance souscrite exprimée en kVA)36

LES SCÉNARII37

1. Ajustement de l’abonnement à la puissanceappeléePour les 1091 lampes appelant une puissancethéorique totale de 146 Kva correspondant à639 480 kWh pour une année defonctionnement de 4380 heures.Tarification actuelle : ( abonnement+consommation)Code tarif 072 : 52 672,19€ TTC/ANCode tarif 070: 68 679,20€ TTC/ANNouvelle tarification:Code tarif 071: 44 597,16€ TTC/AN38

2. Ajustement de l’abonnement après remplacementdes lampesRemplacement des 1052 lampes par des lampesiodure métallique pour une puissance théoriquetotale de 70 kVA correspondant à 306 600kWhsur une année de fonctionnement de 4380heuresTarification actuelle: (abonnement +consommation)Code tarif 072 : 25 623,20€ TTC / ANCode Tarif 070: 32 928,42€ TTC / ANNouvelle tarification:Code tarif 071: 21 382,20€ TTC / AN39

3. Ajustement de l’abonnement aprèsl’installation d’une horloge astronomiquePour une puissance théorique totale de 70 kVAcorrespondant à 284970kWh sur une annéede fonctionnement de 4071 heuresTarification actuelle: (Abonnement +Consommation)Code tarif 072 : 29 756,59€ TTC / ANCode Tarif 070: 30 685€ TTC / ANNouvelle tarification:Code tarif 071 : 20 235,81€ TTC / AN40

4. Ajustement de l’abonnement après l’installationd’un variateur de tensionPour une puissance théorique totale de 70kVA correspondant à 150073KwH sur uneannée de fonctionnement de 4071 heuresTarification actuelle:(abonnement+consommation)Code tarif 072 : 13 218€ TTC / ANCode tarif 070: 16 697€ TTC / ANNouvelle tarification:Code tarif 071 : 11 033€ TTC /AN41

Exemple: Gains escomptés dans lescénario 2 (remplacement des lampes)• Tarification en 2009 :………………..….. 85 293€(abonnement+consommation + Majorations)• Tarification : 29 050 €Abonnement + Consommation : ……………. 25 624 €Majorations :……………………………..…….. 3 428 €Taxe CSP ……………………………….......... 1 380€OM………………………………… …………… 1283€CTA …………………………………………….. 763€• Soit un Gain financier de……………… .......56243€42

III- INVESTISSEMENTS ÀREALISER43

Les lampes• 982 luminaires à remplacer• En solution SHP :Quantité: 938Coût unitaire avec appareillage: 122,42€Coût total : 114 829,96 €• En solution IM:Quantité: 982Coût unitaire avec appareillage: 151,07€Coût total: 148 350,74 €44

Coût annuel de maintenanceType de lampe MBF IOM SON COSMODurée de vie économique(A) 6000 8000 12000 12000Prix d’une lampe(B) 7,20€ 38,12€ 9,46€ 77,65€Nbre d’heures defonctionnement/an©Fréquence deremplacement deslampes/an (D=A/C)Coût du remplacement(E=B/D)Temps d’intervention parluminaire (mn)(F)4380 4380 4380 43801,37 1,83 2,74 2,745,26 20,83 3,45 28,3430 20 20 20Taux horaire (2.p)(G) 80 80 80 80Coût de la maintenance(G*F/60)/D29,20 14,57 9,73 9,7345

Coût global de fonctionnement• Calcul sur 10 ans pour 1000 luminaires• Prix du kWh: 0,053€Type delampeCoût deremplacementdes lampesCoût demaintenanceMBF IOM SON COSMO52 600€ 208 300€ 34500€ 283400€292 000€ 145 700€ 97300€ 97300€Coût total del’énergie318030€ 190354,80€190354,80€190354,80€Coût global defonctionnement662 630€ 544354,8€322154,80€571054,80€46

3- LES MÂTS47

Etat des lieux• 55 mâts en bon état• 6 mâts en état moyen• 29 mâts en état vétustes à remplacer.48

Récapitulatif des ACTIONS• Revoir les 48 abonnements et lespuissances souscrites• Remplacement des 982 lampes par dessolutions iodures métalliques bi puissanceou sodium haute pression• Installation des variateurs régulateurs detension avec horloge astronomique• Remplacement des armoires• Remplacement des mats vétustes49

Prévisions théoriques• Une économie de 56 243 €• Montant qui sera majoré par les CUMACvendus et pourront être utilisés pour:● le remplacement des lanternes etaccessoires,● l'achat des régulateurs de tension• Parallèlement raccorder directement l’EP auxtransformateurs réseaux afin de diminuer aumaximum le nombre d'armoires decommande50

IV- ASPECTENVIRONNEMENTAL51

Une approche«développement durable »: le CEE(certificat d’économies d’énergie)Mécanisme innovant prévu par la Loi du 13 juillet 2005 fixe les orientations dela politique énergétique et un réel soutien opérationnel ou financier pourconsolider les politiques en matière de maîtrise de l'énergieDeux acteurs: les obligés qui sont les fournisseurs d’énergie (EDF) et leséligibles (personnes morales, collectivités et entreprises)• Contexte: Pour lutter contre le réchauffement climatique, l’Etat impose auxfournisseurs d’énergie de réaliser des économies d’énergie• les fournisseurs peuvent réaliser des programmes ou acheter deséconomies auprès des acteurs éligibles.• Objectif général: tous les kW non consommés, sont gagnés. Ceséconomies sont comptabilisées en kwh Cumac ( économies finalescumulées sur la durée de vie de l’action et actualisées )• 3 certificats: noir (quota carbone), vert( énergie renouvelable), blanc (CEE)• 3 périodes triennales: 31 TWh CUMAC pour l’électricité durant la 1 èrepériode 2006-2009. A défaut, une pénalité de 0,02€/kWh est appliquée auxobligés.52

Les opérations éligibles- Des opérations standards (cumul durée de vie desactions 7 à 12 ans)• RES-EC-01: Régulation de tension• RES-EC-02: Maîtrise de la puissance réactive• RES-EC-03: variation de puissance• RES-EC-04: Installations de luminairesperformants- Des opérations non standardsChangement des lampes (diminution despuissances)53

La Procédure• Les collectivités peuvent déposer des demandesde CEE à condition d’atteindre le seuil de 2Gwhcumac• Les collectivités peuvent conclure un partenariatavec un opérateur obligé qui déposera lademande à la DRIRE• Les collectivités peuvent directement déposer lademande à la DRIRE dans l’objectif de vendreelles mêmes les CEE• Les CEE sont attribués par la DRIRE aprèsréalisation des travaux.• Valeur entre 0,2 et 2cts, le kWh cumac54

Exemples:-Opération standard RES-EC-02 « maîtrise de lapuissance »55% de réduction de la consommation d’énergie355 581kWh économisés par anGain : 6400kWh CUMAC par opération- Pour les opérations non standard: changementdes lampesMode de calcul CEE = 6400kWhcumac/luminaire55

GLOSSAIRE• SHP: sodium Haute pression• Iom: Iodure Métallique• MBF: Mercure Ballon Fluorescent• CDO-TT: lampe à brûleur céramique• Efficacité lumineuse: C’est le rapport entre le flux lumineuxémis par la lampe (en lumens (lm)) et sa puissance en watts(W).• . L'indice de rendu des couleurs ou IRC: mesure la restitutiondes « vraies »couleurs d’un objet éclairé c'est à dire, lacapacité d'une source lumineuse à restituer 8 couleursnormalisées sans en altérer les teintes. L'indice de rendu descouleurs, ou IRC, s'exprime en Ra Î[0,100]• Couleur: mesure la température de couleur, la valeur idéale3000K56

• Interrupteur crépusculaire: mesure la quantité delumière naturelle environnante et déclenchel’éclairage à partir d’un seuil ;• La Taxe de Contribution Tarifaired’Acheminement (CTA) : Obligatoire depuisl’ouverture du marché de l’énergie depuis janvier2005. Intégrée dans l’abonnement en 2005, ellefait l’objet d’un affichage séparé depuis le1erAoût 2009. Contribution qui vient alimenterla caisse nationale de retraite des industriesélectriques et gazières.57