Les moteurs, dans le secteur tertiaire, représentent 30 % de la consommation en électricité. Dans le secteur industriel, ce chiffre monte à 70 % ! Remplacer un ancien moteur énergivore par un moteur moderne à haut rendement est particulièrement rentable, surtout pour les installations à puissance élevée et les utilisations intensives.
L'importance des moteurs dans l’efficacité énergétique des machines
De nouveaux moteurs à haut rendement
Les moteurs électriques répondent à de nombreux besoins dans les entreprises artisanales et industrielles : ils font fonctionner les machines à air comprimé, les pompes, les systèmes de ventilation, de froid, les transports, etc.
Ces moteurs transforment l’énergie électrique en énergie mécanique. Leur rendement se mesure par la différence entre la puissance mécanique produite et la puissance électrique utilisée. On distingue plusieurs classes de rendement énergétique des moteurs, à un niveau international. Elles sont définies par la norme internationale IEC 60034 qui tend à harmoniser les spécifications techniques des moteurs électriques dans le monde :
- IE1 : rendement standard (ancienne génération).
- IE2 : rendement élevé.
- IE3 : rendement premium (obligatoire dans l’UE pour certains types de moteurs).
- IE4 : rendement super premium (en déploiement).
- IE5 : rendement ultra premium.
D’autres aspects sont normalisés par cette norme :
- la puissance ;
- les tensions et les fréquences ;
- les classes thermiques et températures de fonctionnement ;
- la protection et le refroidissement.
Pour optimiser l’efficacité énergétique d’une machine, il convient toujours de considérer l’ensemble du système constitué de l’onduleur, du moteur et de la transmission. Les systèmes entraînés électriquement offrent souvent un potentiel d’économie d’électricité de 20 à 30 % et plus.
Par ailleurs, le règlement européen 2019/1781 relatif à l’écoconception des moteurs électriques tend à améliorer la performance environnementale des moteurs et variateurs, en harmonisant les exigences d’efficacité énergétique dans l’ensemble de l’Union européenne. Il fixe des exigences à respecter pour tous les produits concernés vendus ou installés au sein de l’UE, notamment en matière de rendement minimum (IE2, IE3, ou IE4 selon les cas). Il impose également des obligations d’information aux fabricants et importateurs.
Les variateurs de vitesse
La mise en place de variateurs de vitesse améliore le rendement des moteurs électriques. Il s’agit d’une manière de réaliser des économies d’énergie : le variateur ajuste la vitesse de rotation du moteur en fonction des besoins. Cette solution est adaptée aux moteurs qui ne tournent pas à 100 % de leurs capacités en permanence. Elle se prête bien aux systèmes de compression, de pompage et de ventilation.
Attention au surdimensionnement
Le surdimensionnement de moteurs électriques entraine des pertes de rendement : la facture d’électricité augmente, sans améliorer la production. À l’inverse, les moteurs à haut rendement coûtent un peu plus cher à l’achat, mais permettent de réduire la consommation électrique.
Un facteur de puissance (cos φ) constamment faible est un indice de moteurs d’entraînement surdimensionnés.
Les avantages des moteurs à haut rendement
- Economies d’électricité : dans les cas où le moteur tourne suffisamment d’heures par an.
- Coûts d’exploitation réduits : les moteurs à haut rendement nouvelle génération chauffent moins, vibrent moins et nécessitent moins de maintenance.
- Accès à des aides financières : pour réduire les coûts d’investissement.
- Meilleur contrôle et productivité accrue : lorsque le moteur haute efficacité est complété avec un variateur de vitesse.
- Moins de bruit et meilleure qualité de travail.
Dans un atelier mécanique, le remplacement de la presse, cintreuse et plieuse hydraulique par un système avec servomoteur peut engendrer une réduction de la consommation d’électricité de 30 %. En effet, le système hydraulique, fonctionnant avec un moteur asynchrone triphasé, fonctionne en continu, même lorsque la machine ne produit pas, ce qui entraîne des pertes inutiles.
Comment améliorer l’efficacité énergétique des moteurs ?
Entretien et lubrifiants
Lubrifier, nettoyer les filtres et vérifier les alignements prévient les pertes liées aux défaillances mécaniques et aide à maintenir un bon niveau de performance ainsi qu’une durée de vie prolongée des moteurs.
Variateurs
Les dispositifs de régulation et de commande, comme les variateurs de fréquence, permettent d’adapter la puissance du moteur en fonction des besoins, ce qui entraîne moins de pertes énergétiques notamment lors des accélérations et décélérations.
Mise en marche/arrêt des moteurs
Mettre en marche et arrêter les moteurs en fonction des besoins permet de faire des économies d’énergie.
Plan d’action pour une gestion efficace des moteurs
Contactez la Chambre des Métiers avant d’entamer des démarches pour installer de nouveaux moteurs ou améliorer l’efficacité des moteurs existants dans le cadre de votre activité professionnelle. Vous pourriez bénéficier d’aides étatiques qui doivent absolument être demandées avant de signer un bon de commande ou bien de payer un acompte !
- État des lieux et étude préliminaire
- Inventaire complet des moteurs présents : type, âge, puissance, nombre d’heures de fonctionnement, état général.
- Identification des moteurs surdimensionnés, sous-utilisés ou anciens qui consomment plus que nécessaire.
- Installation de compteurs d’énergie et outils de suivi pour mesurer la consommation réelle.
- Observer le fonctionnement des machines : fréquence d’utilisation, temps d’arrêt, etc.
- Relever les problèmes éventuels : bruits, vibrations, échauffements, etc.
- Demande d’offres
Solliciter un professionnel pour analyser les possibilités d'amélioration comme le remplacement par un moteur à haut rendement IE3 ou IE4 ou l’ajout d’un variateur de vitesse.
- Évaluation du retour sur investissement
La durée d’amortissement est le délai nécessaire pour que les économies d’énergie compensent le coût initial de l’investissement.
Formule : Durée d’amortissement (années) = Coût initial / Économies annuelles
Le retour sur investissement (ROI) mesure la rentabilité d’un projet en comparant les bénéfices réalisés aux coûts initiaux.
Formule : ROI (%) = [(Bénéfices nets – Coûts initiaux) / Coûts initiaux] × 100
- Demande d’aides et financements
Identification des aides financières éligibles. Vous devez impérativement déposer les demandes correspondantes avant de signer un contrat ou de verser un acompte.
- Planification, mise en œuvre et réglages
- Planification des interventions à des moments qui perturbent le moins l'activité.
- À la mise en service, faire les ajustements nécessaires et les réglages du système.
- Formation des équipes aux nouvelles habitudes à adopter.
- Suivi et entretien
- Mettre en place un plan d’entretien régulier.
- Contrôle périodique de la consommation d’énergie.
- Former les équipes à détecter les signes d’usure ou les mauvais réglages.
- Réévaluer régulièrement les besoins pour adapter les moteurs ou variateurs si les activités évoluent.
Exemples d’entreprises luxembourgeoises qui ont amélioré l’efficacité énergétique de leur moteur
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De quelles aides puis-je bénéficier pour améliorer / remplacer mes moteurs ?
L’État luxembourgeois propose des aides financières afin d’encourager les entreprises à mieux gérer leurs moteurs ou à les remplacer si cela est nécessaire.
- Le SME Packages - Sustainabilty propose aux petites et moyennes entreprises un accompagnement et une aide financière pour les investissements durables entre 3.000 € jusqu’à 25.000 € (HTVA).
- Aide à l’investissement en faveur de la protection de l’environnement.
- Les entreprises porteuses d’un projet de transition écologique et énergétique peuvent bénéficier d’une bonification d’impôt, calculée en fonction des investissements et des dépenses d’exploitation effectués dans le cadre d’un projet de transition écologique et énergétique.
- Fit4 Sustainability ou étude environnementale pour faire une analyse technico-économique.
- Différents programmes de soutien des fournisseurs d’électricité, comme le programme enoprimes sont cumulables avec les aides étatiques.
- Découvrez également notre brochure reprenant les aides étatiques pour la mise en œuvre de mesures de décarbonisation.
Un accompagnement pour passer à l’action
Au Luxembourg, plusieurs outils / points de contact existent pour aider les entreprises dans la démarche de décarbonation, pour le financement des projets, équipements ou diagnostics énergétiques.
La Chambre des Métiers peut vous orienter vers :
- les subventions pour l’utilisation des énergies renouvelables, notamment à travers le programme Klimaprogramm Handwierk, une initiative de la Chambre des Métiers (partenaire du programme KlimaPakt fir Betriber) qui fournit des informations générales pour la décarbonation des entreprises ;
- les programmes de conseil technique et d’audit (experts et conseillers) ;
- les formations et évènements d’informations pour vos équipes.
Via l’outil mis en ligne par le KlimaPakt fir Betriber, vous pouvez découvrir les mesures existantes pour vous accompagner (cocher « artisanat » dans la colonne de gauche). Vous pouvez également vous inspirer des cas pratiques mis à votre disposition.
Luxinnovation accompagne les entreprises dans le cadre de l’aide à l’investissement en faveur de la protection de l’environnement, et concernant les appels d’offre (par ex. : photovoltaïque, électro-mobilité) ainsi que dans des projets de recherche et développement. Découvrez également le mapping des acteurs de la durabilité développé par Luxinnovation : une cartographie de l’écosystème des facilitateurs de la durabilité au Luxembourg.
N’hésitez pas à contacter le service eHandwierk / nos conseillers de la Chambre des Métiers [CDM - Sustainable Handwierk Home / Lien approprié] pour connaître les dispositifs les mieux adaptés à votre activité.
Défis et développements futurs
À mesure que l’Europe avance vers une économie plus durable et moins dépendante des énergies fossiles, les moteurs électriques constituent une préoccupation croissante. Ils représentent une part importante de la consommation d’électricité au sein des entreprises artisanales et dans les procédés industriels, et cette proportion tend à augmenter avec l’automatisation croissante des activités. Dans ce contexte, la réglementation européenne évolue rapidement afin d’orienter le marché vers des équipements plus performants et de réduire les pertes énergétiques.
Depuis l’entrée en vigueur du règlement (UE) 2019/1781, les exigences ont été renforcées et s’appliquent désormais à une gamme beaucoup plus large de moteurs et de variateurs. Cette montée en exigences répond aux objectifs européens de réduction de la consommation d’énergie, mais représente aussi un défi important pour les entreprises : adapter leur parc de machines, anticiper les investissements et rester en conformité dans un contexte réglementaire en évolution constante.
À ces contraintes s’ajoutent des défis techniques liés à l’innovation. L’essor des moteurs IE4 et IE5, plus efficaces mais aussi plus complexes et parfois plus coûteux, nécessite un accompagnement renforcé des entreprises. Les systèmes de pilotage électronique, les variateurs intelligents ou encore la maintenance prédictive se développent rapidement et transforment la manière dont les moteurs sont utilisés au quotidien.
En parallèle, les chaînes d’approvisionnement européennes subissent une pression croissante, liée à la forte demande en moteurs haut rendement, aux tensions sur les matériaux et aux délais de livraison qui peuvent s’allonger.
Malgré ces défis, les perspectives restent positives. Les moteurs à haut rendement constituent l’un des moyens les plus efficaces et les plus rapides pour réduire la consommation énergétique d’un atelier.