Maintenance & Entreprise n°633

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Quand les ultrasons trahissent les fuites
Un détecteur d’ultrasons pour peu qu’il soit suffisamment
sensible permet de détecter des fuites de faible amplitude.
Appliquée au réseau de distribution d’air comprimé, cette
technique permet d’optimiser le fonctionnement de l’installation
pour mieux calibrer la puissance des compresseurs et
réduire le montant de la facture d’électricité.
De tous les flux qu’exploitent l’entreprise industrielle, l’air
comprimé est peut-être celui dont il est le plus difficile
d’apprécier l’indice de performance énergétique, ce qui
fait que de nombreux industriels ne se préoccupent guère d’optimiser
ce poste de dépense. A cela plusieurs raisons.
D’abord, il ne s’agit pas à proprement parler d’une énergie dangereuse
pour les utilisateurs. Son fluide porteur est sans couleur,
sans odeur et il n’est ni inflammable, ni explosif. Dans de
nombreuses applications, le potentiel de force mécanique qu’il
véhicule n’est pas utilisé de manière continue. Et surtout, l’air
comprimé est issu de la transformation d’une énergie mécanique,
elle-même générée le plus fréquemment, à partir d’une
énergie électrique et, dans quelques cas spécifiques à partir
d’une énergie fossile (essence ou gasoil).
Partant de la situation la plus courante, la logique parle d’évidence
: plus on consomme de l’air, plus on consomme d’énergie
électrique… une ressource facturée au kilowatt. Le jeu des
différentes étapes qui conduisent de la transformation initiale
à l’utilisation fait pourtant de l’air comprimé, l’une des énergies
les plus coûteuses pour l’entreprise qui en a l’usage.
Une cascade de pertes
Si l’on en croit les professionnels du secteur, un réseau de
distribution d’air comprimé peut occasionner jusqu’à 40 % de
pertes d’énergie dans le circuit qui mène du compresseur aux
points de distribution opérationnels ; la moyenne se situant autour
de 30 %. La raison coule de source : une fois comprimé,
l’air cherche à s’échapper partout où le réseau présente des
faiblesses (soudures, joints souples, colmatages, etc.). Ces
Pour maximiser l’énergie produite par un compresseur sur un site
industriel, il faut s’assurer que le réseau qui distribue l’air comprimé
est exempt de fuites aussi minimes soient-elles.
pertes dont une grande majorité peut être évitée, sont donc
directement responsables d’une surconsommation électrique
dans une proportion presque comparable. Elles s’ajoutent évidemment
aux dissipations consécutives aux passages d’une
énergie à l’autre (production de chaleur dans les circuits électriques
et mécaniques du compresseur, du sécheur, frottements,
etc.).
On identifie communément quatre types de fuites. Les fuites
importantes sont généralement les mieux maîtrisées et les
plus rapidement traitées. Il s’agit le plus souvent d’un incident
comme un raccord desserré, un tuyau percé, fendu ou rompu,
une vanne d’arrêt cassée, etc. Sauf lorsqu’il survient à distance
des activités humaines (fuite sous toiture, dans un passage
enterré, etc.), ces problèmes sont rapidement détectés ne
serait-ce qu’en raison du bruit parfaitement audible – le plus
souvent gênant – qu’ils génèrent. Lorsque l’incident se produit
à proximité d’un point d’utilisation, la perte de puissance est
telle que la recherche de panne s’impose à tous.
D’une autre nature, les fuites moyennes qui représentent environ
10 % de la puissance perdue sont elles aussi, rapidement
détectées par les opérateurs. Il peut s’agit de fuites se
produisant sur un vérin, sur un détendeur, etc. là encore, le
niveau de bruit généré permet une détection rapide à l’exception,
des environnements particulièrement bruyants. Même si
le débit d’une telle fuite est moindre, les pertes de puissance
occasionnées réduisent la puissance disponible au détriment
du compresseur.
Des pertes plus insidieuses
Dans une installation transportant l’air comprimé, l’essentiel
des pertes est cependant généré par les fuites de moindre
importance.
Ainsi, les fuites mineures qui sont à la limite de la détection
audible, passent le plus souvent inaperçues dans l’ambiance
sonore d’un site en fonctionnement normal. Elles peuvent en
revanche, être détectées lorsque les installations sont à l’arrêt.
Ces fuites représentent à elles-seules, de l’ordre de 30 % à
40 % du total des pertes de puissance pouvant être évitées.
Enfin, les micro-fuites sont de loin les plus insidieuses et les
plus préjudiciables aux entreprises soucieuses de leur bilan
énergétique. Absolument inaudibles à l’oreille humaine
puisqu’elles produisent des ultrasons, elles représentent la
moitié de la dépense inutile en énergie.
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Mars 2014 – N°633