variateur de vitesse altivar 71: démarche d éco-conception mise en place et exemples concrets...

Variateur de vitesse Altivar 71:Démarche d ’éco-conception mise en place

et exemples concrets

Mercredi 06 juillet 2005

Willy MARTINWilly MARTINPilote éco-conception

[email protected]

Schneider Toshiba Inverter Europe 2

Variateur de vitesse Altivar 71: Démarche d’éco-conception et exemples concrets

Plan de l’intervention

A. Le variateur de vitesse

C. Innovation

D. Gains environnementaux

B. Contexte du projet

E. Viabilité économique

F. Engagement

G. Effet d'entraînement



A. Le variateur de vitesse A quoi ça sert?

VENTILATION VENTILATION

CONVOYAGECONVOYAGE

PONT ROULANT PONT ROULANT (levage)(levage)

MACHINE (outil)MACHINE (outil)

POMPESPOMPES



A. Le variateur de vitesse Comment est-ce fait?




Principes normalisés par la Norme FDX 30-310 ou ISO 14062 et bientôt OBLIGATOIRES (directive européenne EEE)

Approche globale : Ces exigences environnementales doivent tenir compte des impacts significatifs générés tout au long de la vie du produit depuis l'extraction des matières premières jusqu'à l'élimination du produit.

Approche multi-critères : Afin d’éviter un transfert de pollution d ’un milieu à un autre (sol, air), il est impératif de prendre en compte plusieurs impacts potentiels.

FABRICATION

MATIERESPREMIERES

DISTRIBUTION

UTILISATION

VALORISATION

Principes de l’éco-conception:




L ’éco-conception: une discipline nouvelle

Un produit propre se vend plus facilement

Intégrer la démarche au système qualité

Protéger l’environnement de nos clients

Intégration et objectifs STIE: 6 challenges, 4 bénéficiaires

Être plus focalisé client

Être engagé pour la qualité

Être plus global

Augmenter l’engagement des collaborateurs

Penser innovation

Développer la responsabilité civile de l ’entreprise

Certification « conception »

Fondation SE (Lulli)

Démarche STIE pilote pour Schneider Electric

Programme d’entreprise « New 2004 »:



B. Contexte du projetContexte réglementaire:

Législation déchets: notion de déchets « ultimes » Directive WEEE: Waste of Electrical and Electronic Equipment

– Responsabilité du producteur: Collecte et traitement à sa charge financière– 70 % de taux de recyclage (massique)– Traitement spécifique de certains éléments (listés)– Obligation d’information en vue de faciliter le démantèlement

Directive ROHS: Restriction Of Hazardous Substances– métaux lourds: Hg, Pb, Cd et Cr6– retardateurs de flamme bromés: polybromobiphényles (PBB) et

polybromodiphényléthers (PBDE)




Spécificités du marché:

Variation de vitesse: marché très agressif

Les clés de la réussite

Clientèle industrielle

Évolution du marché, certains concurrents se placent

Des clients nous sollicitent



B. Contexte du projetIntégration de la fonction

Responsable environnement site

1 pilote par processus (POTC, PCESO, …)

Responsabilité éco-conception

Pilote Connectique

Pilote Thermique

Pilote Marquage

Pilote Statique

/dynamique

Au bureau d’études, chaque sujet stratégique est traité par un pilote

Pilote Eco-conception



B. Contexte du projetLes lignes directrices de la démarche

Anticiper et respecter la réglementation

Mettre à disposition des concepteurs des « guidelines » environnementales

spécifiant les exigences incontournables

permettant d’orienter les choix de conception

mise à jour régulière (réseau SEI, expertise, …)Conserver une démarche pragmatique en identifiant et en traçant les écarts

Permettant en particulier les échanges avec le marketing

S’inscrire dans un processus d’amélioration continue

Garantir que chaque produit améliore nos pratiques par rapport au précédent




Le cheminement:

1997: Site STIE de Pacy sur Eure (France): Certification ISO 14 001 « assemblage de variateurs de vitesse et de démarreurs électroniques »

2002: Site STIE de Pacy sur Eure (France): Certification ISO 14 001 « Conception et assemblage »

Site TSIJ de Mie (Japon): Certification ISO 14 001 « Conception et assemblage »2003:

ATV 71: Promotion commerciale du premier variateur de vitesse « éco-concu »2005:

2004: Développement de l’Altivar 71 dans le cadre du process certifié d’eco-design



INNOVATION DANS LE DOMAINE DE LA SURETE « Power Removal » :

– Arrêt sécurisé des applications– Fonction qualifiée par l’organisme INERIS– Incorporable dans des architectures de sécurité– Garantissant la sécurité des personnes– Suppression de matériel périphérique

C. InnovationC. Innovation

Options (communication, …)

Retours d’infos Pocket PC (Palm)

Pilotage et surveillance sur PC et via internet

Bluetooth

Carte application programmable

INNOVATIONS SUR LES FONCTIONNALITES DU PRODUIT :

Suppression de composants d’automatisme périphériques

Simplification du pilotage et de la maintenance de l’installation



INNOVATIONS POUR LE RESPECT DE L’ENVIRONNEMENT 1er produit totalement éco-conçu

Dispositif d’atténuation des perturbations– Rayonnées– Conduites

Déclenchement des ventilateurs en fonction de la température– Limitation des nuisances sonores– Réduction de la consommation

C. Innovation



MATIERES PREMIERES (1/2)

Évolution des matériaux utilisés

Réduction du volume : - 19%

Réduction de la masse : - 27%


MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES

+62%+62%

-83%-83%

-27%-27%




Anticipation sur la substitution des substances visées par la directive RoHS


Interrogation des fournisseurs et vérifications en interne (laboratoire Schneider Electric)

MATIERES PREMIERES (2/2)

Remplacement du Cr VI par un ROM ou du Cr III

Substitution des retardateurs de flamme PBB et PBDE

Cartes ATV 71 « sans plomb »





Acier

Revêtement

Traitement de surface

tt00

Acier

Revêtementtt11>72h>72h

Aciertt22=2412h=2412h

AlZn

AlZn

Passivation




MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES FABRICATION/DISTRIBUTIONFABRICATION/DISTRIBUTION

APPROVISIONNEMENT Implication des Acheteurs pour des approvisionnements locaux (Amérique, Asie, Europe)

FABRICATION Identification des Meilleures Technologies Disponibles (BAT) pour nos procédés

d’assemblage par benchmark des entités industrielles Schneider Electric, Toshiba, …

DISTRIBUTION Calcul du gain lié à la production locale : 10 000 kms gagnés tous les 3 produits vendus!

Modalités de calcul




MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES FABRICATION/DISTRIBUTIONFABRICATION/DISTRIBUTION UTILISATIONUTILISATION

UTILISATION Rendements optimisés Réduction de la consommation de l’installation

– 1000 MW économisés/an grâce à la production annuelle Atv 71 – Calcul avec le logiciel Télémécanique « Eco 8 »





FIN DE VIE (1/2) Anticipation de la directive WEEE Aptitude au démantèlement

– Réduction du nombre de vis– Démontabilité des pièces en matériaux non compatibles

MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES FABRICATION/DISTRIBUTIONFABRICATION/DISTRIBUTION UTILISATIONUTILISATION FIN DE VIEFIN DE VIE

Aptitude au recyclage– Suppression des inserts (métalliques, élastomères, …) dans les plastiques– Choix de matériaux compatibles

Exemples d’innovations




MATIERES PREMIERESMATIERES PREMIERES FABRICATION/DISTRIBUTIONFABRICATION/DISTRIBUTION UTILISATIONUTILISATION FIN DE VIEFIN DE VIE

Taux de valorisation imposé par la directive européenne WEEE: 70%

FIN DE VIE (2/2) Résultat : Augmentation directe du taux de valorisation




E. Viabilité économique Bilan économique de l’activité éco-conception: Coûts estimés: 2,5 personnes/an pour l’environnement: 150 K€ Bilan d’une solution (coût produit)

Eco-conception = simplification.

0,30 €0,30 €

0,03 €0,03 €

0,1067 €0,1067 €

0,0317 €0,0317 €

Gain par produit: 0,81 €Gain par produit: 0,81 €

Gain annuel: Gain annuel: 162 000 €162 000 €

Gain par produit: 0,075 €Gain par produit: 0,075 €

Gain annuel: Gain annuel: 15 000 €15 000 €



F. Engagement Programme d’entreprise Schneider Electric: New 2004

Volonté dans le cadre de ce programme de promouvoir l’éco-conception STIE site pilote pour un déploiement futur dans l’ensemble des entités du groupe

Engagement vis-à-vis de nos modes de fonctionnement Certification ISO 14 001 « Eco-conception » Intégration d’une approche « Produit-Processus » dans la politique environnement STIE Intégration de la démarche au Processus de développement certifié ISO 9001 Affectation de ressources dédiées à l’activité éco-conception

Engagement vis-à-vis des clients Promotion commerciale de l’Altivar 71 éco-conçu

Engagement vis-à-vis de la société Partage de notre expérience lors de conférences (écoles, universités, CCI, salons, …)

Intégration au processus



G. Effet d’entraînement

Sur le marché de la variation de vitesse : Chiffre d’affaire : 3 milliards d’€ Marché en forte croissance : seulement 5% des installations équipées Évolution des modes de vie : + de confort et + de sécurité = + de produits Le leader mondial se place : Entraînement et promotion de l’éco-conception

Groupe Schneider Electric : Chiffre d’affaire : 8,8 milliards d’€ Innovations pilotes pour le déploiement de l’éco-conception sur tous les projets

majeurs du groupe

Dans le groupe Schneider Toshiba Inverter (STI) : Chiffre d’affaire : 400 millions d’€ Déploiement du savoir-faire dans les sites de développement STI : France, Japon, Etats-

Unis, et Nouvelle Zélande

Other40%

Siemens7%ABB

9%AB/Reliance

7%

Fuji/GE 7%

Yaskawa7.5% Mitsubishi

8%Schneider Toshiba Inverter

14.5%

700,000700,000Variateurs de Variateurs de vitesse sont vitesse sont

fabriqués fabriqués chaque annéechaque année



Conclusion

Démystifier le coût de l’amélioration de l’impact environnemental : Un produit éco-concu est moins cher et se vend mieux

Forte adhésion des concepteurs Axe passionnant de créativité Les bons gestes ne sont pas plus contraignants que les mauvais

Déploiement effectif au sein du périmètre STI (France, Japon, USA, Nouvelle Zélande), et en cours mondialement dans l’ensemble du groupe Schneider Electric

Grand intérêt du réseau commercial volet éco-conception et économie d ’énergie dans l’argumentaire de l’ATV 71 Argument commercial différenciant par rapport à la concurrence

Démarche innovante : premier produit totalement éco-concu au sein du groupe Schneider Electric



Inserts en laiton

Gamme précédente



Inserts en laiton

Mousses et joints

Gamme précédente



Inserts en laiton

Mousses et joints

Étiquettes (feuilles isolantes, obturateurs, …)

Gamme précédente



Refroidisseur condensateur Refroidisseur condensateur (aluminium)(aluminium)

Cage Cage (acier)(acier)

RivetRivet



Europe

PACY

USA

HoustonJapan

MIE

Pacy sur Eure - Pacy sur Eure = 0 kms

Pacy sur Eure - Mie = 9500 kms

Pacy sur Eure - Houston = 8000 kms

TOTAL = 17 500 kms

2500 kms

2500 kms2500 kms

Pacy sur Eure - Rayon Europe = 2500 kms

Mie - Rayon Asie, Océanie = 2500 kms

Houston - Rayon Amérique = 2500 kms

TOTAL = 7 500 kms



Pour les process et les utilités du bâtiment

72 % de l’électricité consommée sert à faire tourner des moteurs

Compression30 %

Pompage20 %

Ventilation13 %

Process37 %

La consommation d‘électricité

Applications concernées: Pompage, ventilation, compression

Aujourd’hui seulement 5% des installations sont équipées de variateurs de vitesse



à 80% du débit nominal, la puissance consommée est égale à 50% de la puissance nominale

Installation classique Installation économe avec variateur

à 80% du débit nominal, la puissance consommée est égale à 95% de la puissance nominale



Exemple : Ventilation 15 kW/90 kWTEMIC Semiconducteurs - Nantes, France

Air recyclé

Air recyclé

Air neuf

Centrale d’air destinée à l ’usine de production

Économie d’énergie : 127 kWh / an

Débit utilesans variateur avec variateur

m3/h kW kW125000 90 9092300 73 5476800 71 2168000 71 20

Puissance consommée



Exemple : Ventilation 3 … 37 kWThomson Multimédia - Villingen, Allemagne

Préparation d’air destinée aux salles blanches avec 7 ventilateurs

Économie d’énergie : 500 kWh/an

Débit utilesans variateur avec variateur

m3/h kW kW45000 37 3722500 31 4,6

Puissance consommée

Filtre + climatisation



Economies d‘énergie

= 1 000 000 kW/an

Calibre moyen Altivar 71 : 10 kW

Rendement d’une installation avec Altivar 71 : 50 %

Prévisions annuelles de vente : ~200 000 produits

= 1 000 MW/an

Centrale nucléaire : 1000 MW

Gain d’énergie potentiel = 200 000 x 10 x 50

kW %



Calcul du taux de valorisation

1 2 3 4

CatégorieRé-utilisation

(% )

Valorisationmatière

(% )

Valorisationénergétique

(% )

Traitement sansvalorisation

(% )Cartes lourdes 25% 55% 20%Batteries plomb 60% 40%Bobinages (cuivre et aluminium) 95% 5%Métaux ferreux 95% 5%Métaux non-ferreux 98% 2%Câbles 30% 70%Composants complexes 50% 50%Condensateurs 100%Plastiques halogénés 100%Plastiques non-halogénés 100%Fluides 100%

Taux de valorisation = 1+2+3



E. Bénéfice social

Résultat de l’étude de satisfaction du personnel « PROSAT »



G. Engagement

Cahier des charges

Prototypes

Nomenclature Matière Bilan matière Plan d’Évaluation Environnementale Bilan environnemental de conception

Analyse du Cycle de Vie Instructions de fin de vie Profil Environnemental de ProduitProduit fini

ExigencesRéglementaire (RoHS, WEEE, …)Livrables

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Documents