Sur le papier, une centrale de mesure donne beaucoup plus d’informations. Mais plus d’informations ne veut pas forcément dire plus de valeur. Sur de nombreux départs secondaires, on cherche surtout à savoir combien une machine, une zone ou une installation consomme. Dans ce cas, un compteur d’énergie suffit largement.
Chez Finemeca, nous faisons donc une distinction simple. Aux endroits où il faut comprendre le comportement électrique global de l’installation, nous utilisons une centrale de mesure. Quand il faut surtout répartir les consommations entre différents usages, nous utilisons un compteur d’énergie. Et lorsqu’il faut instrumenter vite, de façon portable, ou simplement savoir si un équipement tourne ou non, une mesure par pince ampèremétrique peut aussi être la bonne réponse.
La centrale de mesure au TGBT
Le TGBT est généralement le premier point que nous regardons dans un projet de mesure énergétique.
C’est à cet endroit que l’on veut disposer d’une vision globale de l’installation électrique. Un simple index en kWh ne suffit pas. Nous voulons suivre la puissance instantanée, les tensions, les courants par phase, le cos phi et l’énergie active.
Ces informations permettent de comprendre comment l’installation se comporte réellement, et pas seulement combien d’énergie elle a consommé depuis la mise en service du compteur.
C’est pour cette raison que nous installons une centrale de mesure au TGBT.
Cette logique complète le plan de comptage énergétique. On commence par comprendre l’architecture du site et par identifier les grands flux. Ensuite seulement, on descend vers les tableaux secondaires, les ateliers, les bâtiments techniques et les différents usages.
Le photovoltaïque mérite également une centrale de mesure
Nous appliquons la même logique à une installation photovoltaïque.
Ici aussi, nous voulons davantage qu’un total de kWh produits. La centrale de mesure permet notamment de contrôler le cos phi, ce qui est important lorsqu’on cherche à vérifier le comportement réel de la production photovoltaïque.
Nous avons détaillé cette logique dans notre article consacré à la mesure de la production, de l’autoconsommation et de l’injection photovoltaïque.
Le principe reste le même : lorsqu’un point de mesure sert à comprendre le fonctionnement électrique d’une installation, il faut disposer des grandeurs nécessaires pour l’analyser.
Une centrale de mesure est donc cohérente au TGBT et sur la production photovoltaïque. Mais cette logique ne doit pas être reproduite mécaniquement sur tous les départs du site.
Plus on descend dans l’installation, plus le besoin change
Quand on quitte le TGBT et que l’on entre dans l’atelier, les bâtiments techniques ou la HVAC, la question n’est généralement plus la même.
On veut savoir combien consomme une machine, une ligne, un groupe de ventilation, une installation frigorifique ou un tableau secondaire.
Dans ce cas, la donnée essentielle est l’énergie consommée.
Un compteur d’énergie fournit un index en kWh. Cet index peut être récupéré par impulsions puis transmis par un device LoRaWAN vers la plateforme de monitoring.
C’est une solution simple pour réaliser du sous-comptage sans devoir récupérer toute une série de grandeurs électriques qui ne seront pas utilisées.
Nous utilisons ce principe dans notre kit de télémétrie électrique avec compteur d’énergie.
L’objectif n’est pas de transformer chaque départ électrique en laboratoire de métrologie. Il est de disposer de suffisamment d’informations pour comprendre où part l’énergie.
Regrouper plusieurs sous-comptages dans un même coffret
Pour les départs secondaires, nous pouvons regrouper plusieurs points de mesure dans un même coffret.
Celui-ci rassemble l’alimentation et plusieurs devices LoRaWAN. Chaque device peut récupérer les impulsions de plusieurs compteurs d’énergie.
Cette architecture permet de suivre plusieurs machines ou usages depuis un seul coffret, sans installer une centrale de mesure complète sur chaque départ. On multiplie les points de comptage là où ils sont utiles, tout en gardant une installation simple et lisible.
C’est aussi une manière concrète de maîtriser le coût du projet. Le nombre de points de mesure peut augmenter sans pour autant multiplier les équipements les plus complets là où ils n’apporteraient rien de plus.
La pince ampèremétrique : rapide à installer, mais moins précise
Il existe une troisième possibilité lorsque l’objectif n’est pas de réaliser un sous-comptage de précision : mesurer le courant avec une pince ampèremétrique, autrement dit un transformateur d’intensité.
C’est une solution très utile lorsqu’il faut instrumenter rapidement une installation, réaliser un test ou disposer d’un système portable.
La pince mesure le courant qui traverse le conducteur. À partir de cette mesure, il est possible d’estimer l’énergie consommée en kWh.
Il faut toutefois être clair sur la limite de cette méthode. Contrairement à nos compteurs d’énergie et à nos centrales de mesure, la tension n’est pas forcément mesurée. Le calcul de l’énergie repose alors sur une tension théorique et non sur une tension réellement mesurée.
La mesure est donc moins précise.
Ce n’est pas forcément un problème. Tout dépend de ce que l’on cherche à savoir, à condition que cette limite soit expliquée au client dès le départ.
Pour comparer précisément des consommations ou établir un sous-comptage énergétique durable, nous préférons un véritable compteur d’énergie.
En revanche, pour déterminer rapidement si une installation fonctionne ou est à l’arrêt, observer ses périodes d’utilisation ou effectuer une campagne de mesure temporaire, la pince ampèremétrique est particulièrement intéressante.
Son autre avantage est la rapidité d’installation. Certaines solutions intègrent directement le device LoRaWAN et son transformateur d’intensité. D’autres utilisent plusieurs transformateurs d’intensité séparés, notamment lorsqu’il faut mesurer les courants d’une installation triphasée.
Une centrale de mesure sur chaque machine serait une mauvaise idée
Il serait techniquement possible d’installer une centrale de mesure sur chaque machine.
Sur un atelier important, cela pourrait rapidement représenter plusieurs dizaines, voire une centaine de points de mesure très détaillés.
Mais quel serait l’intérêt ?
Le coût d’installation augmenterait, le nombre de données collectées exploserait et, surtout, une grande partie de ces informations ne serait jamais consultée.
C’est un piège classique du monitoring : mesurer parce qu’on peut mesurer.
Une donnée n’a d’intérêt que si elle sert à comprendre une situation, à comparer des usages, à détecter une dérive ou à prendre une décision.
Si le seul objectif est de connaître la consommation électrique d’une machine sur une journée, une semaine ou un mois, il n’y a aucune raison de récupérer en permanence ses tensions, ses courants par phase et son cos phi.
Le compteur d’énergie fait le travail. Et, dans certains cas, une mesure par pince ampèremétrique suffit déjà à répondre à la question posée.
À l’inverse, lorsqu’on veut analyser un point stratégique de l’installation, la centrale de mesure donne les informations nécessaires.
Le choix ne se fait donc pas sur le nombre de fonctions disponibles dans l’appareil. Il se fait sur la question à laquelle on veut répondre.
Ce que mesure réellement un compteur d’énergie
Un compteur d’énergie destiné au sous-comptage fournit avant tout un index d’énergie active en kWh.
C’est cette information qui nous intéresse lorsqu’on veut répartir la consommation entre plusieurs usages.
À partir de cet index, le système de monitoring peut suivre l’évolution de la consommation dans le temps, comparer des périodes ou mettre en évidence une dérive.
Cela permet par exemple de comparer la consommation d’une machine entre deux semaines de production, de vérifier le poids d’un équipement HVAC dans la consommation d’un bâtiment ou d’identifier un usage qui reste actif en dehors des périodes prévues.
Ce type de mesure complète très bien une courbe de charge globale. La courbe du TGBT montre qu’un phénomène existe. Le sous-comptage aide ensuite à déterminer où il se produit.
Pour la différence entre puissance et énergie, notre article sur les kW, kWh, kVA et le cos phi reprend les grandeurs à distinguer.
C’est aussi pour cette raison qu’un plan de comptage ne consiste pas à placer le même appareil partout.
La centrale de mesure répond à une question de compréhension électrique. Le compteur d’énergie répond à une question de répartition des consommations.
Trois façons de mesurer, trois usages
Notre règle de décision est simple.
Au TGBT, nous installons une centrale de mesure.
Sur la production photovoltaïque, nous installons également une centrale de mesure, notamment pour pouvoir contrôler le cos phi.
Sur les tableaux secondaires, les machines, la HVAC et les autres usages, nous privilégions un compteur d’énergie lorsqu’un index en kWh suffit pour atteindre l’objectif.
Pour une mesure temporaire, un test rapide ou la détection de l’état marche/arrêt d’un équipement, une mesure par pince ampèremétrique peut être suffisante. Elle est beaucoup plus rapide à mettre en œuvre, mais son estimation de l’énergie peut être moins précise lorsque la tension utilisée dans le calcul n’est pas mesurée.
Les deux approches fixes existent dans nos kits de télémétrie électrique : un kit basé sur une centrale de mesure et un kit basé sur un compteur d’énergie.
Le but n’est pas de choisir l’appareil qui donne le plus d’informations. Le but est de choisir celui qui donne les informations dont on a réellement besoin.
Commencer par la question, pas par le matériel
Un bon sous-comptage électrique commence rarement par une référence de matériel.
Il commence par une question.
Veut-on comprendre le comportement électrique global d’une installation ? Dans ce cas, la centrale de mesure est généralement le bon choix.
Veut-on savoir quelle part de la consommation revient à une machine, un atelier ou un équipement technique ? Un compteur d’énergie est souvent suffisant.
Veut-on instrumenter vite, de façon légère, ou simplement connaître les états de marche et d’arrêt d’un équipement ? Une pince ampèremétrique peut parfaitement convenir.
Cette distinction permet de construire un système de monitoring lisible, utile et proportionné au besoin.
Nous partons de l’existant. Nous ajoutons la mesure là où elle manque et nous faisons circuler la donnée là où elle doit aller.
L’objectif n’est pas d’accumuler des mesures. C’est de rendre la consommation compréhensible pour pouvoir agir dessus.
La démarche s’inscrit dans notre approche du monitoring énergétique.