La division IEC LV Motors d’ABB Motion développe et fournit des moteurs basse tension destinés à une large variété d’applications industrielles, avec un objectif clair : améliorer l’efficacité énergétique et la durabilité des équipements. Daniel Eberli, Global Business Line Manager, revient sur l’intérêt du remplacement des moteurs et du recours aux variateurs de vitesse, ainsi que sur les principales technologies de motorisation aujourd’hui disponibles.
Comment le remplacement des moteurs, avec l’ajout éventuel d’un variateur de vitesse, permet-il d’améliorer l’efficacité énergétique des sites industriels ?
Daniel Eberli – Les économies proviennent toujours de deux leviers. D’abord, remplacer le moteur pour en installer un plus efficace : passer d’un moteur IE2 à un IE4 ou IE5 génère des gains conséquents. Ensuite, ajouter un variateur de vitesse permet d’aller plus loin dans la performance énergétique, car beaucoup d’applications ne fonctionnent pas à charge constante, mais avec des profils variables. Prenons l’exemple d’une pompe de refroidissement. Parfois, elle doit tourner à pleine vitesse pour évacuer beaucoup de chaleur. Mais à d’autres moments, la demande est moindre et la pompe pourrait tourner à 30, 40 ou 50 % de sa vitesse nominale. Or, un moteur branché au réseau ne sait faire qu’une chose : tourner en continu à pleine vitesse. Pour reprendre mon exemple, on installe en aval de la pompe une vanne de régulation, qui bride le débit. Le moteur pousse donc l’eau à plein régime, mais une partie est bloquée plus loin par la pompe, ce qui génère une importante perte d’énergie. Avec un variateur, plus besoin de vanne. On ajuste directement la vitesse du moteur au besoin réel. Les économies sont considérables. Je vais faire une analogie avec l’automobile. Un moteur sans variateur, c’est comme rouler pied au plancher constamment, en freinant pour ralentir. Alors qu’avec un variateur, on règle sa vitesse uniquement avec l’accélérateur, de façon beaucoup plus efficace.
Concrètement, quel gain d’efficacité apporte le remplacement d’un moteur ancien par un modèle plus récent ?
D. E. – Chaque saut d’une classe d’efficacité à l’autre réduit les pertes de 15 à 20 %. Par exemple, un moteur IE2 a un rendement de 90 %. En passant à IE5, vous atteignez 95 %. Cela correspond à environ 5 % d’énergie économisée. C’est significatif, surtout quand on sait que la majorité des 300 millions de moteurs installés dans le monde sont encore en IE2, IE1, voire IE0.
Pouvez-vous expliquer les particularités des différentes technologies de moteurs ?
D. E. – Trois grandes familles dominent : moteurs asynchrones (induction), moteurs synchrones à aimants permanents (PM), et moteurs à réluctance synchrone (SynRM). L’induction est la technologie la plus utilisée (75 % des applications). Simple, fiable, elle peut fonctionner avec ou sans variateur. Mais elle atteint difficilement les rendements IE5. Les moteurs synchrones à aimants permanents permettent de rendre un moteur compact, efficace, avec un couple élevé à basse vitesse. Mais il existe un risque de démagnétisation à vitesse élevée, ce qui condamne le moteur à terme, et par ailleurs, les aimants intégrés sont souvent achetés en Chine et constitués de terres rares, ce qui alourdit l’impact environnemental. Les moteurs à réluctance synchrone (SynRM) ne nécessitent pas d’aimants, donc pas de risque de démagnétisation ni de dépendances aux terres rares. Ils sont plus simples à entretenir, génèrent moins d’échauffement et s’usent donc moins. La technologie SynRM affiche des rendements élevés et est bien plus durable. ABB ne produit pas exclusivement des moteurs SynRM. Dans certains cas, un moteur à aimants permanents reste préférable, par exemple dans l’extrusion, la propulsion marine, les compresseurs ferroviaires, où l’encombrement et le poids comptent. Mais le SynRM présente aujourd’hui beaucoup de potentiel dans de nombreuses applications.
Interview réalisée par Alexandre Arène
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