Diagnostic par mesures électriques

Les mesures électriques

La première étape dans une démarche d'efficacité énergétique est d'établir un diagnostic et vise principalement à obtenir une meilleure idée de où et comment l'énergie est consommée. Cela nécessite l'élaboration de mesures initiales et un processus d'évaluation comparative en vue de l'évaluation de la performance, définissant les principaux domaines d'amélioration et d'estimer les niveaux d'économie d'énergie réalisables. La logique derrière cette approche est basée sur le constat que "vous ne pouvez améliorer que ce que vous pouvez mesurer".

Avec un large domaine d'application et une liste détaillée des besoins, la norme CEI 61557-12 est applicable aux dispositifs de mesure pour la plupart des applications dans les tableaux et armoires, dans le monde entier. Voir le chapitre Mesure, le sous-chapitre relatif à cette norme.

Les appareils autonomes de mesure de puissance sont la solution naturelle pour obtenir des données pertinentes aux points les plus importants dans l'installation électrique. Une large gamme de dispositifs est disponible auprès des fabricants, couvrant toute la gamme de tension et de courant, fournissant des données sur un grand nombre de grandeurs électriques différentes (tension, courant, puissance, énergie, etc.), avec affichage local ou capacité de communication à distance. Cependant, de nombreux avantages peuvent être obtenus en combinant les fonctions de mesure et de protection en un seul appareil. Premièrement, cette approche conduit à une réduction des coûts d'installation de l'équipement: installer un seul appareil coûte moins cher que d'en installer deux. Ensuite, la combinaison de ces deux fonctions dans la même unité assure le dimensionnement correct des capteurs de courant, élimine les risques d'erreurs de connexion et garantit le bon fonctionnement global du dispositif testé en usine.

Des exemples d'architecture, incluant les deux types de dispositifs sont présentés : Tableaux intelligents (smart panels).

Comment choisir les instruments de mesure pertinents ?

La norme AFNOR "FD X30-147 : plan de mesurage de la performance énergétique- conception et mise en œuvre", publiée en Octobre 2015 et décrite ci-après est actuellement le document le plus avancé sur les moyens concrets pour construire un plan de mesure.

Ce document propose 3 niveaux de réalisation, en commençant par un "niveau de base", puis avec un "niveau moyen" et la finition par un "niveau avancé".

Mesure par zone ou par maille

La mesure de l'énergie active doit être réalisée zone par zone, ou maille par maille.

Mesures à réaliser	Mesures pertinentes
	Base	Moyen (en plus de la base)	Avancé (en plus du moyen)
Pour chaque zone ou maille	Energie active	Energie réactive Energie apparente Puissance	-

Fig. K7 – mesures appropriées pour l'énergie électrique

Mesure par type d'utilisation usage

Une attention particulière devrait être mise sur la mesure par type d'utilisation qui peut être utile pour déterminer les sources potentielles d'amélioration de l'efficacité énergétique.

Mesures à effectuer	Variables pertinentes
	Base	Moyen (en plus de la base)	Avancé (en plus du moyen)
HVAC	Energie active	Température interne: Hygrométrie Coefficient de performance	-
Eclairage	Energie active	-	-
Electroménager	Energie active	-	-
Moteurs	Energie active	Energie réactive	THDi Unb (Déséquilibre de tension)

Fig. K8 – mesures pertinentes pour différentes utilisations

Mesure des variables pertinentes

La norme ISO 50006 fournit des orientations sur les "fondements de l'énergie" et sur les "Indicateurs de performance énergétique". Ces éléments rassemblent la mesure de l'énergie avec d'autres paramètres pertinents. Par exemple la mesure de la consommation d'énergie en corrélation avec DJU (Degré Jour Unifié), ou la consommation d'énergie liée au nombre de personnes présentes dans un établissement, ou d'autres paramètres influents.

Tous ces paramètres pertinents doivent être mesurés ou estimés ou transférés d'une autre base de données.

Mesures à effectuer	Variables pertinentes
	Base	Moyen (en plus de la base)	Avancé (en plus du moyen)
HVAC	température extérieure (ou degré-jour)	température intérieure hygrométrie intérieure Nombre de personnes présentes ou indicateur équivalent (ex. : présence journalière moyenne)	Coefficient de Performance CoP puissance
Eclairage	saison	éclairage naturel Nombre de personnes présentes ou indicateur équivalent (ex. : présence journalière moyenne)	-
Electroménager	-	Nombre de personnes présentes ou indicateur équivalent (ex. : présence journalière moyenne)	-
Moteurs	-	Température ambiante	-
Générateurs	-	Température ambiante	-

Fig. K9 – mesures appropriées de facteurs influents selon les usages

Surveillance de l'installation électrique

Il est également important de surveiller le système de distribution électrique, car certaines mesures peuvent révéler des problèmes liés à l'efficacité énergétique, ainsi que certains risques liés aux actifs.

Mesures à réaliser		Mesures pertinentes
		Base	Moyen (en plus de la base)	Avancé (en plus du moyen)
Point de livraison		Energie active	Tension, facteur de puissance, puissance et énergie active / réactive, THDu THDi, fréquence	Tensions et courants harmoniques rang par rang
Tableau de Distribution	pour chaque départ ≥ 100 kVA (ex. : 160 A, 400 V tri)	Energie active	Tension, facteur de puissance, puissance et énergie active / réactive, THDu THDi, fréquence	Tensions et courants harmoniques rang par rang
	pour chaque départ ≥ 40 kVA (ex. : 63 A, 400 V tri)	-	Tension, courant, Facteur de Puissance, puissance et énergie active/réactive	THDu, THDi
	pour chaque départ ≥ 3,5 kVA (ex. : 16 A, 230 V mono)	-	-	Energie Active
Transformateurs		-	Rendement du transformateur	Déséquilibre de tension, tension primaire et secondaire

Fig. K10 – mesures appropriées de facteurs influents selon les usages