Gestion Énergétique des Moteurs Électriques

Contexte : L'efficacité énergétique dans l'industrie.

Une usine souhaite réduire ses coûts énergétiques en optimisant le fonctionnement de ses équipements. L'étude se concentre sur un moteur asynchrone triphaséLe type de moteur électrique le plus répandu dans l'industrie, fonctionnant sur un réseau triphasé et dont la vitesse de rotation est légèrement inférieure à la vitesse du champ magnétique tournant. qui entraîne un convoyeur à bande. L'objectif est de réaliser un bilan énergétique complet du moteur actuel et de le comparer à une alternative plus performante pour quantifier les gains potentiels.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous permettra d'appliquer les formules fondamentales de l'électrotechnique pour calculer la puissance, le rendement et le coût énergétique, des compétences essentielles pour tout technicien ou ingénieur travaillant dans le domaine de l'énergie.

Objectifs Pédagogiques

Calculer la puissance électrique absorbée par un moteur triphasé.
Déterminer la puissance mécanique utile et le rendement global.
Évaluer la consommation d'énergie annuelle et son coût financier.
Comparer des solutions techniques pour l'amélioration de l'efficacité énergétique.

Données de l'étude

L'étude porte sur le moteur M1 d'un convoyeur fonctionnant à son régime nominal.

Fiche Technique du Moteur M1 (Standard IE1)

Schéma de l'installation

Caractéristique	Symbole	Valeur
Puissance mécanique nominale	\( P_{\text{u}} \)	30 kW
Tension nominale (entre phases)	\( U_{\text{n}} \)	400 V
Courant nominal	\( I_{\text{n}} \)	57 A
Facteur de puissance nominal	\( \cos \phi_{\text{n}} \)	0.85
Vitesse de rotation nominale	\( n_{\text{n}} \)	1460 tr/min

Conditions d'exploitation

Paramètre	Valeur
Durée de fonctionnement journalière	8 heures / jour
Nombre de jours de fonctionnement	250 jours / an
Coût de l'énergie électrique	0.15 € / kWh

Questions à traiter

Calculer la puissance active nominale absorbée (\(P_{\text{a,n}}\)) par le moteur M1.
En déduire le rendement nominal (\(\eta_{\text{n}}\)) du moteur M1.
Calculer la consommation énergétique annuelle (en kWh) et le coût annuel de fonctionnement.
On envisage de remplacer M1 par un moteur M2 à haut rendement (IE3) de même puissance utile (30 kW) mais avec un rendement de 93,6%. Calculer la nouvelle puissance active absorbée (\(P_{\text{a,new}}\)) par ce moteur.
Calculer l'économie financière annuelle réalisée et le temps de retour sur investissement (TRI), sachant que le coût d'achat et d'installation du moteur M2 est de 2500 €.

Les bases de l'électrotechnique des moteurs

Pour résoudre cet exercice, il est essentiel de maîtriser les relations fondamentales liant puissance, énergie et rendement dans un système triphasé.

1. Puissance en régime triphasé
La puissance active (celle qui est convertie en travail et en chaleur) absorbée par une charge triphasée équilibrée est donnée par : \[ P_{\text{a}} = \sqrt{3} \cdot U \cdot I \cdot \cos \phi \] Où \(U\) est la tension entre phases, \(I\) le courant de ligne et \(\cos \phi\) le facteur de puissance.

2. Rendement d'un convertisseur
Le rendement \(\eta\) est le rapport entre la puissance utile (généralement mécanique pour un moteur) et la puissance absorbée (électrique). \[ \eta = \frac{P_{\text{u}}}{P_{\text{a}}} \]

Correction : Gestion Énergétique des Moteurs Électriques

Question 1 : Calcul de la puissance active absorbée (\(P_{\text{a,n}}\))

Principe

La puissance active est la partie "utile" de la puissance électrique, celle qui est réellement transformée en puissance mécanique et en pertes thermiques (chaleur). On la calcule à partir des grandeurs électriques nominales du moteur : tension, courant et le déphasage entre ces deux grandeurs (via le facteur de puissance).

Mini-Cours

Dans un circuit AC, on distingue trois puissances : la puissance apparente S (en VA), produit de U et I ; la puissance active P (en W), qui produit le travail ; et la puissance réactive Q (en VAR), nécessaire aux champs magnétiques. Elles sont liées par le triangle des puissances. La puissance active est la projection de la puissance apparente, d'où l'intervention du \(\cos \phi\).

Remarque Pédagogique

Pensez au facteur de puissance comme à un "coefficient d'efficacité" du courant. Plus il est proche de 1, plus le courant absorbé est utilisé efficacement pour produire un travail mécanique. Un mauvais \(\cos \phi\) signifie que l'on "tire" plus de courant que nécessaire pour la même puissance utile.

Normes

Les caractéristiques des machines électriques tournantes, comme les moteurs, sont définies par la norme internationale IEC 60034. C'est elle qui standardise la manière dont les constructeurs doivent présenter les données sur la plaque signalétique.

Formule(s)

Formule de la puissance active en triphasé :

P_{\text{a,n}} = \sqrt{3} \cdot U_{\text{n}} \cdot I_{\text{n}} \cdot \cos \phi_{\text{n}}

Hypothèses

Pour appliquer cette formule, nous posons les hypothèses suivantes :

Le réseau triphasé est parfaitement équilibré (tensions et courants identiques sur les 3 phases).
Le régime est sinusoïdal permanent.
Le moteur fonctionne à son point de fonctionnement nominal, tel que défini sur sa plaque.

Donnée(s)

Nous extrayons les chiffres d'entrée directement de la fiche technique du moteur M1.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Tension nominale	\(U_{\text{n}}\)	400	V
Courant nominal	\(I_{\text{n}}\)	57	A
Facteur de puissance	\(\cos \phi_{\text{n}}\)	0.85	-

Astuces

Pour un ordre de grandeur, la puissance absorbée est toujours supérieure à la puissance utile. Pour un moteur de 30 kW, on s'attend donc à une puissance absorbée légèrement supérieure, typiquement entre 32 et 35 kW pour un moteur standard. Si votre résultat est inférieur à 30 kW, il y a une erreur.

Schéma (Avant les calculs)

Visualisons le flux de puissance. L'énergie électrique entre dans le moteur pour être convertie.

Flux de puissance entrant

Calcul(s)

Application numérique de la formule :

\begin{aligned} P_{\text{a,n}} &= \sqrt{3} \times 400 \text{ V} \times 57 \text{ A} \times 0.85 \\ &= 33544.1 \text{ W} \end{aligned}

Conversion en kilowatts :

P_{\text{a,n}} \approx 33.54 \text{ kW}

Schéma (Après les calculs)

Le triangle des puissances permet de visualiser la relation entre la puissance active (calculée), la puissance apparente et la puissance réactive.

Triangle des puissances du moteur M1

Réflexions

Le résultat de 33,54 kW est cohérent avec notre astuce de vérification (légèrement supérieur à 30 kW). La différence entre la puissance absorbée et la puissance utile (33,54 - 30 = 3,54 kW) correspond aux pertes totales du moteur (chaleur, frottements).

Points de vigilance

L'erreur la plus fréquente est d'oublier le facteur \(\sqrt{3}\), qui est spécifique aux calculs de puissance en triphasé avec les tensions et courants de ligne. Une autre erreur est de mal interpréter la tension (simple vs composée). Ici, 400V est la tension entre phases, c'est la bonne à utiliser avec cette formule.

Points à retenir

Pour maîtriser cette question, retenez impérativement la formule de la puissance active en triphasé. C'est un pilier de l'électrotechnique. Comprenez que chaque terme (U, I, cos φ) a un rôle physique précis dans le calcul de la puissance "vraiment" consommée.

Le saviez-vous ?

Le moteur asynchrone a été inventé par Nikola Tesla en 1888. Sa simplicité, sa robustesse et son faible coût en ont fait le moteur le plus utilisé dans le monde industriel, représentant plus de 50% de la consommation électrique mondiale !

FAQ

Résultat Final

La puissance active nominale absorbée par le moteur M1 est d'environ 33,54 kW.

A vous de jouer

Recalculez la puissance absorbée si, à cause d'un mauvais réglage, le facteur de puissance chutait à 0,78 ?

Question 2 : Calcul du rendement nominal (\(\eta_{\text{n}}\))

Principe

Le rendement mesure l'efficacité de la conversion d'énergie. Un moteur n'est pas un convertisseur parfait : une partie de la puissance électrique qu'il absorbe n'est pas transformée en puissance mécanique mais est "perdue", principalement sous forme de chaleur.

Mini-Cours

Les pertes dans un moteur sont de plusieurs natures : les pertes par effet Joule dans les enroulements (stator et rotor), les pertes dans le fer (par hystérésis et courants de Foucault), et les pertes mécaniques (frottements des roulements, ventilation). Le rendement est le bilan de toutes ces pertes.

Remarque Pédagogique

Le rendement est le critère de performance énergétique le plus important d'un moteur. Même une différence de 1 ou 2% peut sembler faible, mais sur des milliers d'heures de fonctionnement, elle représente des économies d'énergie et financières considérables.

Normes

La norme internationale IEC 60034-30-1 classifie les moteurs selon leur rendement en différentes classes (IE1, IE2, IE3, IE4, IE5). IE1 est la classe standard, et IE5 la plus performante. Cette classification permet de comparer facilement les moteurs entre eux.

Formule(s)

Formule du rendement :

\eta_{\text{n}} = \frac{P_{\text{u}}}{P_{\text{a,n}}}

Hypothèses

Le calcul est effectué au point de fonctionnement nominal, car le rendement d'un moteur varie en fonction de sa charge. C'est généralement à 75%-100% de sa charge nominale qu'un moteur est le plus efficace.

Donnée(s)

Nous utilisons la puissance utile de l'énoncé et le résultat de la question 1.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Puissance utile nominale	\(P_{\text{u}}\)	30	kW
Puissance absorbée nominale	\(P_{\text{a,n}}\)	33.54	kW

Astuces

Le rendement est toujours un nombre inférieur à 1 (ou 100%). Si votre calcul donne une valeur supérieure, vous avez probablement inversé la fraction !

Schéma (Avant les calculs)

Le diagramme de flux de puissance illustre bien le concept de rendement.

Bilan des puissances

Calcul(s)

Application numérique :

\begin{aligned} \eta_{\text{n}} &= \frac{30 \text{ kW}}{33.54 \text{ kW}} \\ &= 0.89445 \end{aligned}

Conversion en pourcentage :

\eta_{\text{n}} \approx 89.4 \%

Schéma (Après les calculs)

Un diagramme de Sankey est idéal pour visualiser la répartition de la puissance. On calcule les pertes : \(P_{\text{pertes}} = P_{\text{a,n}} - P_{\text{u}} = 3.54 \text{ kW}\).

Diagramme de Sankey du moteur M1

Réflexions

Un rendement de 89,4% est une valeur typique pour un moteur de cette puissance en classe de rendement standard IE1. Cela signifie que pour 100 W d'électricité consommée, seuls 89,4 W sont réellement transformés en mouvement, les 10,6 W restants étant dissipés en chaleur.

Points de vigilance

Ne jamais inverser la puissance utile et la puissance absorbée dans la formule. Le rendement doit physiquement être inférieur à 1. Assurez-vous aussi que les deux puissances sont exprimées dans la même unité (kW ou W) avant de faire la division.

Points à retenir

Le rendement est la clé de la performance énergétique. Sa formule, \(\eta = P_{\text{utile}} / P_{\text{absorbée}}\), est universelle pour tous les systèmes (moteurs, transformateurs, etc.). Maîtriser ce concept est essentiel pour toute analyse d'efficacité.

Le saviez-vous ?

Le passage d'un moteur IE1 (rendement standard) à un moteur IE3 (rendement premium) peut réduire les pertes énergétiques du moteur de 20% à 40%. Cela a conduit de nombreux pays à interdire la vente de moteurs de classe IE1 pour encourager les économies d'énergie à grande échelle.

FAQ

Résultat Final

Le rendement nominal du moteur M1 est d'environ 89,4 %.

A vous de jouer

Si le même moteur ne fournissait qu'une puissance utile de 25 kW avec des pertes totales de 3.8 kW, quel serait son nouveau rendement ?

Question 3 : Calcul de la consommation et du coût annuel

Principe

L'énergie (facturée en kWh) est simplement la puissance (en kW) utilisée pendant une certaine durée (en h). Le coût est le produit de cette énergie par le tarif unitaire (€/kWh) appliqué par le fournisseur d'électricité.

Mini-Cours

Il est crucial de distinguer la Puissance (kW), qui est une capacité instantanée à fournir un travail, de l'Énergie (kWh), qui est la quantité totale de "travail" fournie sur une période. Une ampoule de 1 kW (forte puissance) allumée 1h consomme 1 kWh. Une ampoule de 0.1 kW (faible puissance) allumée 10h consomme aussi 1 kWh.

Remarque Pédagogique

C'est souvent ici que les gains d'efficacité deviennent concrets. Un gain de quelques centaines de Watts de puissance peut paraître faible, mais multiplié par des milliers d'heures de fonctionnement, il se transforme en milliers de kWh et d'euros économisés.

Normes

Il n'y a pas de norme technique ici, mais le calcul est basé sur les principes de la facturation de l'énergie électrique, standardisés par les fournisseurs et les régulateurs du marché de l'énergie.

Formule(s)

Formule de l'énergie :

E = P \times t

Formule du coût :

\text{Coût} = E \times \text{Prix Unitaire}

Hypothèses

Pour ce calcul, on suppose que :

La puissance absorbée par le moteur est constante pendant toute la durée de fonctionnement.
Le prix du kWh est constant sur l'année (pas de variation heures pleines/creuses).

Donnée(s)

Nous utilisons les données d'exploitation et le résultat de la question 1.

Paramètre	Symbole	Valeur
Puissance absorbée	\(P_{\text{a,n}}\)	33.54 kW
Heures par jour	-	8 h
Jours par an	-	250 j
Prix de l'énergie	-	0.15 €/kWh

Astuces

Pour une estimation rapide, retenez que 8h/jour sur 250 jours font 2000 heures. Le coût annuel d'un appareil fonctionnant en continu dans ces conditions est donc de : \( \text{Coût} \approx P_{\text{kW}} \times 2000 \times \text{Prix}_{\text{kWh}} \).

Schéma (Avant les calculs)

Ce schéma illustre les deux composantes temporelles qui seront utilisées pour calculer la consommation annuelle totale.

Durée d'exploitation annuelle

Calcul(s)

Calcul du temps de fonctionnement annuel :

\begin{aligned} t_{\text{annuel}} &= 8 \frac{\text{h}}{\text{jour}} \times 250 \frac{\text{jours}}{\text{an}} \\ &= 2000 \frac{\text{h}}{\text{an}} \end{aligned}

Calcul de l'énergie annuelle consommée :

\begin{aligned} E_{\text{annuelle}} &= P_{\text{a,n}} \times t_{\text{annuel}} \\ &= 33.54 \text{ kW} \times 2000 \text{ h} \\ &= 67080 \text{ kWh} \end{aligned}

Calcul du coût annuel :

\begin{aligned} \text{Coût}_{\text{annuel}} &= E_{\text{annuelle}} \times \text{Prix}_{\text{unitaire}} \\ &= 67080 \text{ kWh} \times 0.15 \frac{\text{€}}{\text{kWh}} \\ &= 10062 \text{ €} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Le résultat final peut être visualisé comme un coût total pour une année d'opération.

Coût total annuel

Réflexions

Un coût de plus de 10 000 € par an pour un seul moteur montre l'importance capitale de la gestion de l'énergie dans un contexte industriel. C'est un poste de dépense majeur qui justifie des études d'optimisation et des investissements dans du matériel plus performant.

Points de vigilance

L'erreur la plus commune est la confusion entre kW et kWh. Assurez-vous d'utiliser la puissance en kW et le temps en heures pour obtenir une énergie en kWh, l'unité qui correspond au prix fourni. Ne multipliez pas des Watts par des heures, ou vous aurez un résultat 1000 fois trop petit.

Points à retenir

La relation Énergie = Puissance × Temps est fondamentale. Retenez que pour calculer un coût, il faut toujours passer par une quantité d'énergie (en kWh), qui représente la "quantité de produit" que vous achetez au fournisseur d'électricité.

Le saviez-vous ?

Dans l'industrie, la facture d'électricité peut comporter une part liée à l'énergie réactive (en kVARh). Si le facteur de puissance global de l'usine est trop bas, le fournisseur applique des pénalités. C'est pourquoi les industriels installent des batteries de condensateurs pour améliorer leur \(\cos \phi\) et réduire leur facture.

FAQ

Résultat Final

La consommation annuelle est de 67 080 kWh, ce qui représente un coût de 10 062 €.

A vous de jouer

Quel serait le coût annuel si le prix de l'énergie augmentait à 0,21 €/kWh ?

Question 4 : Nouvelle puissance absorbée avec le moteur M2

Principe

Le nouveau moteur doit fournir la même puissance mécanique pour accomplir la même tâche (entraîner le convoyeur). Cependant, grâce à son meilleur rendement, il aura besoin de "gaspiller" moins d'énergie en chaleur et donc d'absorber moins de puissance électrique au total.

Mini-Cours

Les moteurs à haut rendement (IE3, IE4) bénéficient de technologies améliorées : utilisation de plus de cuivre dans les bobinages (réduit les pertes Joule), tôles magnétiques de meilleure qualité (réduit les pertes fer), et conception mécanique optimisée (roulements et ventilation plus efficaces).

Remarque Pédagogique

C'est le calcul clé pour justifier un remplacement de matériel. En quantifiant précisément la réduction de la puissance appelée sur le réseau, on peut ensuite calculer les économies directes et prouver la rentabilité de l'opération.

Normes

Le moteur M2 est de classe IE3 ("Premium efficiency") selon la norme IEC 60034-30-1. Cette norme garantit un niveau de rendement minimal pour une puissance donnée, ce qui assure la performance de l'équipement.

Formule(s)

Formule de la puissance absorbée en fonction du rendement :

P_{\text{a,new}} = \frac{P_{\text{u}}}{\eta_{\text{new}}}

Hypothèses

L'hypothèse fondamentale est que la charge mécanique (le convoyeur) requiert toujours exactement 30 kW de puissance utile. Le changement de moteur ne modifie pas le besoin de la machine entraînée.

Donnée(s)

On utilise la puissance utile commune et le nouveau rendement.

Paramètre	Symbole	Valeur
Puissance utile	\(P_{\text{u}}\)	30 kW
Nouveau rendement	\(\eta_{\text{new}}\)	93,6 % (soit 0,936)

Astuces

Puisque le rendement augmente, la puissance absorbée doit obligatoirement diminuer. Si votre résultat est supérieur à 33,54 kW, votre calcul est incorrect. Vous avez probablement multiplié au lieu de diviser.

Schéma (Avant les calculs)

Comparons les flux de puissance attendus pour les deux moteurs.

Comparaison M1 vs M2

Calcul(s)

Application numérique :

\begin{aligned} P_{\text{a,new}} &= \frac{30 \text{ kW}}{0.936} \\ &\approx 32.05 \text{ kW} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Le diagramme de Sankey du moteur M2 montre des pertes réduites (\(32.05 - 30 = 2.05\) kW), ce qui est bien inférieur aux 3.54 kW du moteur M1.

Diagramme de Sankey du moteur M2

Réflexions

Le passage à un moteur IE3 permet une économie de puissance de \(33.54 - 32.05 = 1.49\) kW. Cela signifie que pour chaque heure de fonctionnement, on économise 1,49 kWh. Cela peut sembler peu, mais sur la durée, l'impact sera significatif.

Points de vigilance

Assurez-vous d'utiliser le rendement sous sa forme décimale (0,936) et non en pourcentage (93,6) dans la formule, sinon votre résultat sera 100 fois trop petit.

Points à retenir

Pour une même puissance utile, un meilleur rendement se traduit directement par une plus faible puissance absorbée. C'est le principe fondamental de l'efficacité énergétique : faire le même travail en consommant moins de ressources.

Le saviez-vous ?

Les variateurs de vitesse électroniques sont un autre moyen très efficace d'améliorer l'efficacité énergétique. En adaptant la vitesse du moteur au besoin réel de la charge (qui n'est pas toujours de 100%), ils peuvent générer des économies d'énergie allant jusqu'à 50% ou plus, bien au-delà du simple changement de moteur.

FAQ

Résultat Final

La nouvelle puissance active absorbée par le moteur à haut rendement M2 est d'environ 32,05 kW.

A vous de jouer

Quelle serait la puissance absorbée si on choisissait un moteur ultra-premium de classe IE4 avec un rendement de 94,5% ?

Question 5 : Calcul de l'économie et du retour sur investissement

Principe

L'économie financière est la traduction monétaire du gain énergétique. Le Temps de Retour sur Investissement (TRI) est un indicateur économique simple qui permet de décider si un investissement est pertinent en calculant le temps nécessaire pour que les gains cumulés remboursent la dépense initiale.

Mini-Cours

Le TRI est un critère de décision de base en gestion de projet. Un TRI court (par ex. < 2-3 ans) est généralement considéré comme très attractif. Un TRI long (par ex. > 7-10 ans) peut être jugé trop risqué ou pas assez rentable. La décision dépend de la stratégie de l'entreprise et du coût du capital.

Remarque Pédagogique

C'est l'étape finale qui parle aux décideurs. Un ingénieur doit savoir traduire ses calculs techniques en arguments économiques. Savoir calculer un TRI est aussi important que de savoir calculer une puissance.

Normes

Pas de norme technique, il s'agit de concepts financiers et de gestion standards.

Formule(s)

Formule de l'économie annuelle :

\text{Économie Annuelle (€)} = (\text{Coût}_{\text{ancien}} - \text{Coût}_{\text{new}})

Formule du Temps de Retour sur Investissement :

\text{TRI (ans)} = \frac{\text{Coût de l'investissement}}{\text{Économie annuelle}}

Hypothèses

Nous supposons que les conditions d'exploitation (heures, coût kWh) et le coût de l'investissement sont fixes pour la durée du calcul.

Donnée(s)

Nous utilisons les résultats précédents et le coût de l'investissement.

Paramètre	Valeur
Coût annuel M1	10 062 €
Coût investissement M2	2 500 €

Schéma (Avant les calculs)

On peut représenter l'investissement comme un flux financier : une sortie d'argent initiale, suivie d'entrées d'argent récurrentes (les économies).

Flux de trésorerie de l'investissement

Calcul(s)

Calcul de la nouvelle consommation énergétique annuelle :

\begin{aligned} E_{\text{new}} &= P_{\text{a,new}} \times t_{\text{annuel}} \\ &= 32.05 \text{ kW} \times 2000 \text{ h} \\ &= 64100 \text{ kWh} \end{aligned}

Calcul du nouveau coût annuel :

\begin{aligned} \text{Coût}_{\text{new}} &= E_{\text{new}} \times \text{Prix}_{\text{unitaire}} \\ &= 64100 \text{ kWh} \times 0.15 \frac{\text{€}}{\text{kWh}} \\ &= 9615 \text{ €} \end{aligned}

Calcul de l'économie annuelle :

\begin{aligned} \text{Économie}_{\text{annuelle}} &= \text{Coût}_{\text{ancien}} - \text{Coût}_{\text{new}} \\ &= 10062\text{ €} - 9615\text{ €} \\ &= 447 \text{ €} \end{aligned}

Calcul du TRI :

\begin{aligned} \text{TRI} &= \frac{\text{Coût de l'investissement}}{\text{Économie}_{\text{annuelle}}} \\ &= \frac{2500 \text{ €}}{447 \text{ €/an}} \\ &\approx 5.59 \text{ ans} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Le point d'intersection de la courbe des économies cumulées avec la ligne d'investissement représente le TRI.

Courbe des gains cumulés

Réflexions

Un temps de retour sur investissement de 5,6 ans est souvent considéré comme acceptable dans l'industrie pour des équipements avec une longue durée de vie. Si la durée de vie attendue du moteur est de 15-20 ans, alors l'investissement générera des bénéfices nets pendant environ 10 à 15 ans après avoir été "remboursé".

Points de vigilance

Le TRI est un indicateur simple mais limité. Il ne prend pas en compte l'inflation, le coût d'opportunité de l'argent ou les flux financiers après la période de retour. Pour des décisions d'investissement plus complexes, des indicateurs comme la Valeur Actuelle Nette (VAN) sont plus appropriés.

Points à retenir

Savoir argumenter un investissement est une compétence clé. La méthode est toujours la même : 1. Calculer le coût de la situation actuelle. 2. Calculer le coût de la nouvelle solution. 3. En déduire le gain. 4. Comparer le gain au coût de l'investissement pour juger de sa rentabilité.

Le saviez-vous ?

De nombreux gouvernements et agences de l'énergie proposent des subventions et des aides financières (comme les Certificats d'Économie d'Énergie - CEE - en France) pour encourager les entreprises à investir dans des équipements à haute efficacité énergétique. Ces aides peuvent considérablement réduire le TRI.

FAQ

Résultat Final

L'économie annuelle est de 447 €, et l'investissement sera rentabilisé en environ 5,6 ans.

A vous de jouer

Quel serait le TRI si une subvention réduisait le coût de l'investissement à 1800 € ?

Outil Interactif : Simulateur de Coût Annuel

Utilisez ce simulateur pour voir comment le temps de fonctionnement et le prix de l'électricité influencent les coûts et les économies générées par le passage à un moteur à haut rendement.

Paramètres d'Entrée

Heures de fonctionnement / jour 8 heures

Prix de l'électricité (€/kWh) 0.15 €/kWh

Résultats Clés (sur 250 jours/an)

Coût Moteur Standard -

Coût Moteur Haut Rendement -

Économie Annuelle -

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. La puissance active absorbée par un moteur triphasé dépend de :

La tension et le courant uniquement.
La tension, le courant et le facteur de puissance.
Uniquement de la puissance mécanique fournie.

2. Un moteur avec un rendement de 95% signifie que :

95% de l'énergie électrique est perdue en chaleur.
Le moteur fournit 95% de la puissance du réseau.
95% de l'énergie électrique absorbée est convertie en énergie mécanique.

3. Pour calculer le coût énergétique, quelle puissance doit-on utiliser ?

La puissance active absorbée.
La puissance mécanique utile.
La puissance réactive.

Puissance Active (P): Exprimée en Watts (W), c'est la puissance qui produit un travail utile (mouvement, chaleur). C'est celle qui est facturée par le fournisseur d'énergie.
Rendement (η): Nombre sans unité (ou en %), il représente l'efficacité d'un appareil à convertir l'énergie qu'il absorbe en énergie utile. Un rendement de 1 (ou 100%) serait parfait, ce qui est physiquement impossible.
Facteur de Puissance (cos φ): Nombre sans unité entre 0 et 1, il mesure l'efficacité avec laquelle le courant électrique est utilisé pour produire un travail. Un facteur de puissance proche de 1 indique une très bonne utilisation de l'énergie.