Memoire Online - Optimisation de l'efficacité énergétique et conception d'un système électrique de secours (cas du bà¢timent agronomie-bunker de l'Unikin)

Une installation d'éclairage bien ajustée peut contribuer à la rentabilité de l'entreprise à travers des gains économiques, des gains sociaux et des gains environnementaux.

Pour l'optimisation de l'éclairage dans les entités, nous allons utiliser 3 voies de réduction des consommations électriques :

? Réduction du temps d'utilisation par la mise au point d'un système de gestion d'allumage-Coupure.

L'optimisation de l'éclairage dépend de la qualité de lampe. Les différents paramètres qui nous permettent de juger la qualité d'une lampe sont (AMEE, 2019) :

L'efficacité lumineuse est le rapport entre le flux lumineux émis par la lampe et la puissance électrique consommée. L'unité d'efficacité lumineuse est le lumen/Watt (lm/W).

La température de couleur d'une source lumineuse est définie comme la couleur de la lumière émise et donc donne une indication sur l'ambiance lumineuse ainsi créée. Elle s'exprime en Kelvins (K) et correspond à la température à laquelle on devrait porter un corps noir pour qu'il émette une couleur identique à celle émise par la source.

Cet indice définit l'aptitude d'une lampe a nous faire distinguer toutes les couleurs. Il est mesuré sur une échelle de 0 (médiocre) à 100 (parfait). Une source caractérisée par un bon indice de rendu des couleurs émet une lumière contenant toutes les couleurs (donc toutes les longueurs d'onde) du spectre visible, restituant ainsi la couleur réelle des objets.

Le tableau suivant donne les caractéristiques des différentes lampes que l'on trouve sur le marché

Tableau 28. Caractéristique des différentes lampes qu'on trouve sur le marché (AMEE, 2019)

		Comparaison des lampes
		Puissance (W)	Flux lumineux (lm)	Efficacité lumineuse (lm/W)	Classe énergétique.	Température de couleur	Indice rendue couleur	Dure de vie (h)
Lampes à incandescence classique		25 - +100	200 - 1 900	5 - 19	E - G	2 700	100	1 000
Lampes à incandescence halogènes		5 - 500	50 -10 000	10 - 12 (30 pour les IRC)	B - G	3 000	100	2000 - 5000
Tubes fluorescents		15 - 58	1300-5000	60 - 105	A	2700 - 6700	80 - 95	8 000 - 12 000
Lampes économiques ou lampes fluo compactes (CFL)	Ballast intégré	3 - 23	100 - 6 000	35 - 80	A	2700 - 6500	80 - 90	6 000 - 10 000
	Ballast externe	5 - +80						8 000 - 16 000
Diodes Electroluminescentes (LED)		0,007 - 20	1,5 - 1500	20 - 75	B - D	2700 - 6500	50 - 80	5 000 - 100 000

La consommation électrique pour l'éclairage peut être évaluée en utilisant la formule très simple :

Co??somma????o?? éle????r??que (K??h) = ???????? de lampe * ?????????????????? (??) * ??emps (h) 4.1

Prenons l'exemple d'un bureau en Agronomie qui a 4 lampes de tube linaire T12 de puissance unitaire 40 w fonctionnant pendant 9 h en moyen par jour. Et ces tubes ont une efficacité lumineuse de 75 lm/W

C?? = 4 * 40 * 9 = ???????? ???? par jour ou ??. ???? ?????? par jour 4.2
En un mois, le bureau consommera (Cm) :

(Nous avons pris 26 jours par ce qu'il y a 4 dimanche dans un mois et le dimanche, le bureau reste souvent fermé)

Si le bureau payait la facture d'électricité, les lampes seulement allaient dépenser (Pm) : Avec 1 KWh = 210.97 Fc.

Optimisons l'éclairage de ce bureau et voyons, le résultat après optimisation.

Premièrement pour l'optimisation de ce bureau, nous allons remplacer les tubes linaire T12 par de lampes électroluminescentes (LED) ayant presque la même efficacité lumineuse que celui de tube enfin de réduire la puissance.

Sur le marché (Amazon), nous avons trouvé une lampe LED de marque Osram ayant une puissance 18 W avec une efficacité lumineuse de 80 lm/W coûtant 1.5$ ayant une durée de vie de 20 000 heures.

Donc en gardant le même nombre de lampe mais de faible puissances que les premières, le bureau va consommer (Cj) :

Nous remarquons que seulement en utilisant les lampes moins puissantes, nous allons économiser 0.792 KWh d'énergie par jour pour ce bureau soit une réduction d'énergie de 55%.

Le niveau d'éclairement moyen recommandé pour le bureau est de 500 lumens (AMEE, 2019) et vu que le bureau a des fenêtres et est souvent occupé la journée soit de 9h à 17h, la lumière du soleil nous aidera à avoir le niveau d'éclairement nécessaire donc nous allons diminuer le nombre de lampes de 4 à 2.

Nous aurons donc 2 lampes LED dans le bureau et la consommation journalière (Cj) deviendra :

En réduisant la puissance unitaire de lampe et le nombre de lampe dans le bureau, nous allons consommer par jour 0.324 KWh et économiser

??????r??i?? ????o??omisé?? = 1.44 - 0.324 = ??.?????? ?????? ?????? ???????? 4.7

En diminuant le nombre de lampe de 50 %, nous allons réduire notre consommation de 77.5%. Avec 1 KWh = 210.97 Fc, le bureau payera maintenant (Pm) :

En comparant le prix de la facture par mois avant l'optimisation (équation 4.4) et celui après optimisation (équation 4.8) nous remarquons que nous allons économiser 6 121.5 Fc par mois.

Il y aussi un autre moyen qui nous permettra de réduire la consommation dans le bureau, en diminuant le temps d'utilisation de lampes. Nous pouvons utiliser par exemple le détecteur de présence qui permet de réduire la consommation électrique en éteignant automatiquement les lumières dans le local lorsqu'il n'est pas occupé ou soit on peut utiliser un système semi-automatique pour l'allumage et la coupure des équipements. (Cfr Prototype).

Ce dernier nous permet non seulement de réduire la consommation électrique du bureau mais aussi d'augmenter la durée de vie de l'équipement.

Nous allons appliquer la même règle pour la suite. III.2.2.1. Optimisation de l'éclairage des auditoires

D'après la réglementation, l'éclairement moyen pour les auditoires est de 1100 lumens (AMEE, 2019).

L'optimisation dans les auditoires se fait en réduisant la puissance unitaire de lampes tout en respectant le niveau d'éclairement nécessaire.

Optimisation de l'efficacité énergétique et conception d'un système électrique de secours (cas du bà¢timent agronomie-bunker de l'Unikin)

III.2.2. Optimisation de l'éclairage