Introduction
L'industrie de l'aluminium cherche sans cesse à réduire ses coûts comme à améliorer la qualité de ses produits. A cet égard, en ce qui concerne les procédés mettant en œuvre des appareils de chauffage dans cette industrie, c'est souvent en minimisant la consommation énergétique que l'on obtient un meilleur rendement de la production. Cette recherche d'économie d'énergie doit cependant s'effectuer de manière ordonnée, les priorités d'action devant être bien établies et respectées pour s'assurer que les moyens utilisés aboutissent à des résultats concrets, optimaux et rentables. Lors de l'établissement de ces priorités d'action, l'analyse de l'interaction entre les mesures d'efficacité énergétique retenues dictera bien souvent leur chronologie d'implantation future et leur rentabilité relative.
L'établissement de ces priorités est évidemment fonction de plusieurs facteurs comme la production, l'âge et l'état des équipements impliqués. La faisabilité des mesures d'efficacité énergétique envisagées ainsi que leur rentabilité ne peuvent être évaluées qu'après une analyse individualisée pour chaque usine, principalement en fonction de ses coûts d'énergie.
L'établissement des priorités des mesures d'efficacité énergétique à implanter dans une usine est souvent réalisé par un comité Énergie, regroupant les membres du personnel provenant de différents secteurs de l'usine, ou par la direction de l'usine. Les personnes ainsi impliquées déterminent les actions à entreprendre pour l'implantation des mesures retenues dans l'usine, et se donnent les moyens pour effectuer un bon suivi des résultats obtenus par rapport à la consommation énergétique de l'usine.
De façon générale, ces personnes commencent par fixer un objectif de consommation énergétique pour l'usine ou pour l'un de ces départements, en relation principalement avec les prévisions de production et les budgets de fonctionnement et d'entretien de l'usine. Cet objectif est établi en fonction d'une période de facturation d'énergie, souvent nommée historique de facturation ou année de référence, ainsi que de la production de l'usine durant cette période.
Cet historique de facturation inclut tous les types d'énergie consommée par l'usine comme l'électricité, le gaz naturel ou le mazout. Il doit être pondéré afin de tenir compte des changements survenus au cours de cette période et pouvant avoir affecté de façon marquée la consommation énergétique de l'usine. Ces changements peuvent avoir été, par exemple, une panne majeure d'équipements ou un réaménagement dans le procédé de production de l'usine. L'historique de facturation peut être divise par secteur ou par bâtiment, selon les compteurs et les sous-compteurs d'énergie disponibles. Dans le cas particulier où il n'existe pas de compteur d'énergie pour un secteur où les personnes en charge de l'énergie désirent concentrer leurs efforts, il peut alors être bénéfique d'installer un sous-compteur pour isoler ce secteur du reste de l'usine et ainsi pouvoir quantifier son énergie consommée. Ce sous-compteur peut également servir par la suite à assurer un bon suivi énergétique des mesures implantées dans ce secteur.
Cet objectif de consommation énergétique mène normalement à l'établissement des priorités d'action avec une emphase prononcée en premier lieu, sur les mesures nécessitant peu d'investissement, ou dont la période de rentabilité simple est courte. Les mesures avec de plus grands investissements ou une rentabilité plus longue seront par la suite implantées dans l'usine, en tenant compte de l'inter-relation, ou effet de cascade, entre les différentes mesures d'efficacité énergétique préalablement installées.
La période de rentabilité simple est calculée selon le rapport entre la somme des investissements requis pour réaliser cette mesure et la somme des économies monétaires annuelles réalisées par l'implantation d'une mesure d'efficacité énergétique. La période de rentabilité simple visée dans l'industrie est généralement inférieure à 2 ans. Il existe d'autres types de calcul de la période de rentabilité qui tiennent compte, par exemple, de la perte de production, des frais supplémentaires d'entretien annuel, de la dépréciation ou de la plus-value apportée à l'usine par l'installation d'un nouvel équipement, du financement du projet, de la prévision des taux d'intérêt, de l'impact d'une mesure sur les impôts payés par la compagnie, de la vie utile des nouveaux équipements, etc.
D'autres critères que ceux strictement économiques peuvent également venir bonifier l'implantation de mesures d'efficacité énergétique dans une aluminerie. Ce sera le cas, par exemple, d'une usine où l'on désire augmenter la production au-delà de la capacité disponible des fours de fusion ou limiter l'ajout de nouveaux équipements dû aux contraintes d'espace. Ceci peut également être le cas d'une usine où l'on désire transférer une partie de la production d'aluminium sur un équipement existant où l'installation de récupérateurs de chaleur est nécessaire si l'on veut accroître la capacité de production et éliminer l'utilisation de fours désuets ou sous- utilisés. D'ailleurs, l'impact financier de la modification d'équipements existants pour obtenir un rendement énergétique plus efficace est souvent moins onéreux que l'installation de nouveaux équipements.
Finalement, des critères tels que la sauvegarde de l'environnement ou l'augmentation de la sécurité du personnel peuvent ajouter une plus value supplémentaire à l'implantation de mesures d'efficacité dans plusieurs cas.
La recherche d'actions ou de mesures d'économie d'énergie dans une usine exige donc une vision de l'ensemble des composantes du procédé de fabrication et des équipements utilisés. Des mesures d'économie simples comme la pose d'isolant sur les murs extérieurs et l'optimisation du fonctionnement des équipements électro-mécaniques des bâtiments comme l'éclairage ou le chauffage des pièces, sont également possibles. Lors de la mise en œuvre d'un programme d'efficacité énergétique dans une usine, les mesures peuvent avoir un effet d'entraînement sur le personnel, lorsqu'elles sont implantées de façon convenable et ne nuisent pas au confort des travailleurs.
Nous traitons dans ce guide de certaines mesures d'efficacité énergétique envisageables dans les alumineries ainsi que des concepts techniques permettant de les implanter. Il est difficile d'avancer des montants d'économie monétaire ainsi que des investissements pour une mesure particulière, étant donné que la rentabilité de chaque mesure doit faire l'objet d'une étude individualisée et est directement liée au coût de l'énergie payée par l'usine. Nous croyons qu'il n'en demeure pas moins que les mesures d'efficacité énergétique présentées dans ce document peuvent, de façon générale, être avantageusement réalisées et ofir une période de rentabilité intéressante.
Nous débutons ce guide par une présentation des mesures d'efficacité énergétique traditionnellement implantées dans le secteur industriel. Par la suite, nous traiterons, plus particulièrement, des mesures applicables aux fours de fusion telles que l'optimisation de la position des brûleurs à l'intérieur de fours réverbères, l'amélioration de 1'étanchéité des fours ainsi que l'installation de récupérateurs de chaleur sur les cheminées des fours de fusion d'aluminium.
Finalement, un bref survol de d'autres mesures d'efficacité énergétique pouvant être rencontrées dans l'industrie de l'aluminium sera présenté à la fin de ce guide.