Abaques de coûts d’investissement et de maintenance des cogénérateurs

Les abaques qui suivent ont été élaborés à partir des caractéristiques d’un échantillon de cogénérateur à moteur à combustibles liquide (diesel, biodiesel ou huile) et gaz (gaz naturel ou biogaz) actuellement sur le marché (en 2014). Ils permettent de déterminer, à partir de la puissance électrique :

  • Son coût d’entretien, avec un contrat « tout compris » (huile, assurance « bris de machine » et dépannages) :

    Schéma abaque 01.

  • Son coût d’investissement (comprenant le prix de base pour une entreprise type; le supplément pour marche en parallèle avec le réseau électrique, y compris les protections nécessaires; conteneur avec capotage acoustique; récupération de chaleur sur cogénération) :

    Schéma abaque 02.

  • Son rendement électrique (αe) à pleine charge :

    Schéma abaque 03.

Attention, les courbes ont été établies pour des valeurs moyennes. Chaque cas est cependant particulier et les valeurs à prendre en considération peuvent s’éloigner de manière significative des valeurs présentées ici. Seule une étude particulière de faisabilité réalisée par un bureau d’études compétent pourra servir de base pour envisager un éventuel investissement.

Le module sur la cogénération à été réalisé par l’ICEDD, Institut de Conseil et d’Etudes en Développement Durable asbl – © ICEDD – icedd@icedd.be

Négocier le contrat de maintenance

Négocier le contrat de maintenance

Source: Cofely.


Les coûts de la maintenance

La durée annuelle de fonctionnement est essentielle pour évaluer le coût de maintenance. En effet, il existe un très gros entretien vers 35 000 – 40 000 heures de fonctionnement du moteur. Le coût de la maintenance est donc lié au nombre d’heures de fonctionnement, quelle que soit la charge du moteur pendant ces heures. Des données typiques relatives aux coûts unitaires de maintenance sont disponibles.

La répartition des coûts de maintenance et de combustible se présente de façon générale dans le rapport 20 % – 80 %.

Par poste, les coûts se répartissent comme montrés dans le graphique suivant.

  • Coût des prestations de conduite 15 %;
  • Coût des prestations de maintenance de premier niveau 10 %;
  • Coût des pièces relatives à la maintenance préventive 40 %;
  • Révision générale 20 %;
  • Assurances 15 %.

La répartition des coûts de maintenance par poste.


Une maintenance primordiale

En moyenne, on parle d’une durée de vie pour un moteur de cogénération de l’ordre de 50 000 heures, soit environ 10 années de fonctionnement selon l’usage. Pendant cette période, il est nécessaire d’effectuer des entretiens régulièrement pour garantir ses performances et la sécurité de l’installation. Dans la plupart des cas, seul ou via un prestataire de service, l’exploitant s’astreint à effectuer certaines opérations simples sur base d’une formation effectuée par l’installateur ou le constructeur. Cette formation doit être décrite dans le cahier des charges. Le prestataire de service pourra effectuer des opérations comme :

  • La conduite journalière (relevés de compteurs et contrôles visuels).
  • Suivant les prescriptions du constructeur : les vidanges et le changement des filtres à huile, des filtres à air ou encore des bougies.

Cependant, le maître d’ouvrage doit obligatoirement sous-traiter à un prestataire de service professionnel ou directement au constructeur les opérations de maintenance plus complexes nécessitant un outillage et des compétences particulières, comme des analyses ou paramétrages du moteur (endoscopie, réglage des culbuteurs, du mélangeur, etc.) ou des interventions sur des pièces maîtresses (l’alternateur, les culasses, le vilebrequin, etc.).

Il est conseillé à l’exploitant d’établir un contrat de maintenance sur la durée de vie du moteur avec le prestataire (ou directement avec le constructeur) où est précisé notamment :

  • la durée du contrat;
  • le coût des prestations qui sera lié à la quantité d’énergie produite;
  • les limites de prestation;
  • les délais d’intervention;

Établir un contrat est doublement avantageux pour l’exploitant du site : en cas de panne, c’est la garantie qu’un technicien va intervenir rapidement, il n’y a donc pas d’interruption prolongée du moteur; c’est aussi le moyen pour lui de maîtriser ses dépenses annuelles, car ce qu’il doit payer est prévu dans le contrat. Un contrat se négocie lors de la consultation des installateurs, lors des études de conception.

Afin d’obtenir un outil de production adapté à ses besoins, le maître d’ouvrage doit négocier ou définir plusieurs points clés :

  • les garanties des équipements;
  • les garanties de performance;
  • le protocole de réception;
  • le plan de maintenance;
  • une formation adaptée;
  • la liste des pièces détachées minimum et leur prix;
  • le contrat d’assistance technique.

Tout contrat de maintenance comprend aussi les éléments standards suivants :

  • des clauses de résiliation;
  • des clauses d’exclusion;
  • des habilitations du personnel;
  • des modalités de facturation et de paiement;
  • le révision du contrat.

Les éléments spécifiques aux contrats de maintenance de cogénération sont notamment :

  • les équipements concernés : le groupe, les raccordements…
  • les engagements en termes de résultat : taux de disponibilité, puissances fournies, consommations, émissions;
  • les engagements en terme de moyen : délais d’intervention, fourniture des consommables sur place…
  • les obligations du client : conditions de fourniture de gaz, accessibilité de l’installation, information de la société de maintenance avant toute modification, information de la société de maintenance de toute anomalie de fonctionnement.

Les contrats comprennent les clauses relatives aux assurances :

  • L’extension de garantie constructeur sur la période d’amortissement.
  • Elle couvre les frais de main-d’œuvre et de remplacement de pièces défectueuses au-delà de la période de garantie constructeur.
  • Elle peut être négociée directement avec le constructeur indépendamment du contrat de maintenance.
  • Les bris de machine, conclue soit par le client, soit par la société de maintenance et revendue au client.
  • La destruction de tout ou partie des biens assurés (pour cause interne ou cause humaine).
  • Les pertes d’exploitation.
  • La couverture des conséquences financières d’un arrêt ou d’un non-démarrage partiel ou total, quelle qu’en soit la cause (ce qui nécessite des moyens de comptage sur l’installation).
  • Les modalités : pénalités en cas de défaillance électrique et thermique .
  • L’assurance perte d’exploitation n’est pas contractée par la société de maintenance, elle coûterait beaucoup trop cher, mais peut être inclue dans la police d’assurance générale du client.

Le contrat de maintenance est conclu au minimum sur la durée d’amortissement.
Attention de couvrir la révision du moteur si elle a lieu pendant la période d’amortissement.

Les paramètres relevés et archivés ainsi que les alarmes incluses dans la télésurveillance sont à définir explicitement.


Types de contrat

Contrat de type « préventif »

Ce contrat inclut généralement toutes les maintenances prévues dans le plan de maintenance simple du constructeur de la machine à l’exclusion de la maintenance générale des 50 000 heures qui implique souvent la révision complète du bloc-moteur ou son remplacement.

Contrat de type « préventif et curatif » (souvent appelé omnium simple)

Comme son nom l’indique, ce type de contrat comprend la maintenance préventive et la téléassistance. La maintenance curative permet la prise en charge de toutes les interventions résultant d’un arrêt moteur nécessitant le changement d’une pièce détachée du groupe (hors bougies, filtres). Le contrat est régulièrement accompagné d’une garantie de résultat, portant sur la disponibilité de la machine.

Contrat de type garantie simple

En plus de la maintenance préventive, de la téléassistance, de la maintenance curative, ce type de contrat inclut la garantie de disponibilité. Il inclut aussi une assurance bris de machine et couvre les pertes d’exploitation (avec un plafond).

Contrat garantie totale

Ce type de contrat comprend toutes les prestations du contrat « garantie simple », mais aussi la conduite, plusieurs visites par semaine, des réglages du moteur et la réalisation des vidanges.

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Organiser la maintenance de l’installation

Organiser la maintenance de l’installation

Source : aipower.


Organiser la maintenance

La nature et la fréquence des interventions de maintenance sont définies par le constructeur. Le contrat de maintenance doit suivre ses prescriptions. Si l’expérience le suggère, l’échéancier pourra ou devra être adapté dans un sens ou dans l’autre, en accord avec le constructeur.

Contrairement à la conduite, le personnel doit ici être qualifié. C’est la société de maintenance qui l’effectue, même si elle peut éventuellement déléguer la maintenance de premier niveau.

Toute intervention doit faire l’objet d’un compte rendu qui sera distribué aux intervenants.

La maintenance de premier niveau est effectuée en général plusieurs fois par saison :

  • la vidange du carter d’huile et du réfrigérant d’huile s’il y a lieu;
  • le prélèvement d’huile en vue d’analyse :
    • la recherche de métaux pour en déduire l’usure du moteur et prendre les mesures adéquates,
    • l’oxydation et nitration de l’huile pour déterminer l’acidité de l’huile et adapter la fréquence des vidanges,
    • du glycol dans l’huile signifie une fuite dans le circuit de refroidissement.
  • le nettoyage / changement du filtre à huile;
  • le nettoyage / changement du filtre à air;
  • le graissage des roulements;
  • le contrôle, nettoyage ou changement des bougies;
  • le contrôle du niveau d’électrolyte des batteries de démarrage et remplissage si nécessaire;
  • le complément des liquides de refroidissement;
  • le contrôle de l’état des courroies;
  • la recherche approfondie de fuite;
  • la vérification des jeux aux soupapes;
  • la vérification et resserrage des connexions électriques;
  • le nettoyage du récupérateur de condensat;
  •  …

La maintenance préventive ne s’effectue en général qu’une fois par saison

  • le réglage de l’allumage et de la carburation;
  • le réglage des jeux de culbuteurs;
  • le remplacement des pièces;
  • la vidange et changement des liquides de refroidissement et prélèvements pour analyses;
  • le contrôle et nettoyage des échangeurs;
  • le contrôle général des sécurités;
  • le contrôle des rejets après redémarrage, mesure de la composition des gaz de combustion;
  • le contrôle des extracteurs d’air du local;
  • (endoscopie, contrôle des surfaces internes du moteur).

Remarques relatives au bon déroulement de la conduite et de la maintenance :

  • Les pannes existent et arrivent. Il est nécessaire que la société de maintenance fournisse une équipe efficace avec une télésurveillance appropriée pour garantir des interventions rapides.
  • Les constructeurs autorisent la sous-traitance de certaines actions de maintenance tout en maintenant la garantie.
  • Certains nouveaux moteurs ont des systèmes de contrôle qui remplacent le premier niveau de maintenance : détecteurs de détonation; mélange ajusté par vanne électronique, inversion automatique de l’ordre d’allumage…
  • Des automatismes trop nombreux et complexes multiplient les risques de panne. Un suivi régulier sur place par une personne compétente reste un gage de bon fonctionnement.
  • En pratique, il faut noter que les interventions sont le plus souvent liées à des fuites ou à des erreurs de manipulation.
  • La température d’huile (trop chaude ou trop froide) et les problèmes de viscosité que cela entraîne sont un autre problème régulièrement rencontré. Si une huile est trop chaude, le moteur ne pourra redémarrer avant 2 ou 3 heures.
  • Il existe des prix de maintenance au kWh ou, beaucoup plus fréquent, à l’heure de fonctionnement. Ils ne tiennent pas toujours compte des périphériques. Il importe de définir le contenu de la maintenance dans le contrat. Idem pour les alternateurs, pour la partie électrique et l’aéro réfrigérant.
  • L’analyse de l’huile à chaque vidange, fournie gratuitement par le fournisseur d’huile, est importante, car elle fournit de précieux renseignements.

Tenir un échéancier

Voici à titre d’exemple un tableau de maintenance. À rappeler que chaque constructeur possède souvent son propre plan de maintenance. Dans le cadre d’un projet d’installation d’un système de cogénération, n’oubliez pas de préciser dans le cahier des charges que l’installateur doit vous fournir le plan de maintenance sous forme, par exemple, d’un échéancier à afficher sur l’armoire de commande du cogénérateur.

1/ Fréquence (h) 24 750 1 500 3 600 7 200 10 800 14 400 21 600 43 200
Conduite
Relevé des paramètres X
Contrôle des niveaux X
Contrôle des fuites X
Contrôle des bruits X
Contrôle des vibrations X
Contrôle visuel des fumées X
Contrôle préchauffage X
Maintenance premier niveau
Remplacement filtre huile X
Remplacement filtre air X
Vidange huile X
Contrôle bougies X
Analyse huile X
Nettoyage récupérateur condensat X
Niveaux batteries X
Niveau eau refroidissement X
Graissage roulements alternateur X
Contrôle batteries X
Contrôle courroie X
Contrôle état durites X
Maintenance préventive
Réglage culbuteurs X
Réglage système d’allumage X
Réglage carburation X
Contrôle ligne de gaz X
Endoscopie cylindres X
Remplacement des bougies X
Remplacement faisceau allumage X
Remplacement du liquide de refroidissement X
Remplacement des durites X
Remplacement de la courroie X
Remplacement des batteries X
Contrôle du démarreur X
Remplacement des sécurités X
Contrôle pompe eau BT X
Nettoyage échangeurs chaleur X
Contrôle extracteur X
Révision culasse X
Révision pompe à eau HT X
Contrôle accouplement X
Contrôle plot suspension X
Révision cylindrées X
Révision générale moteur X
Révision alternateur X

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