Le guide des intrants

Contexte

Les intrants sont le point d’entrée des interférences dans le processus. Les interférences commencent par l’enveloppe d’un bâtiment et son agencement, puis passent aux processus et à la maintenance.  Cette perspective aide à isoler, à établir et à prioriser la réduction des interférences. La difficulté consiste à déplacer l’objectif de la gestion des effets en bout de processus à la gestion des causes en amont des processus.

Il est possible d’évaluer le coût des interférences en calculant leur « ordre de grandeur approximatif ». Le calcul d’un ordre de grandeur approximatif est une estimation. En cherchant à comprendre l’incidence des interférences, on cherche à en comprendre l’incidence sur la marge brute (MB).  Comme une MB est généralement inférieure à la somme des coûts des variables utilisés pour calculer le coût de production (CP), il existe un rapport selon lequel la réduction des coûts liés au CP se traduit par une augmentation proportionnelle de la MB.

L’étape suivante de l’évaluation consiste à estimer la proportion relative des déchets dans les intrants. Il faut à nouveau formuler une hypothèse quant aux facteurs du gaspillage des intrants, puis les calculer en tant que coûts non productifs ou « interférences ». Ces hypothèses seront testées, adaptées et corrigées à mesure que les variables (les interférences) sont établies et quantifiées, et que des interventions sont effectuées dans le but d’éliminer les variables. C’est comme préparer une expérience scientifique.

La difficulté, pour les usines de transformation, est que les interférences implantées dans les intrants ont une incidence à la fois continue, complexe et grandissante sur l’ensemble des processus et des extrants.

Les interférences des intrants deviennent un coût financier dans le cadre de la fabrication. Les interférences des intrants constituent aussi une variable de coût pour les extrants non productifs (les déchets) où le coût des intrants superflus s’ajoute au coût des déchets solides et organiques. L’estimation de l’ordre de grandeur approximatif relève de la meilleure hypothèse. Les valeurs de référence de ces chiffres sont souvent étroitement gardées et exclusives. Certaines publications qui contiennent des points de référence se fondant sur les vérifications agrégées sont cependant accessibles. Citons notamment les travaux publiés par Manufacturiers et Exportateurs du Canada sur la performance énergétique dans le milieu de la fabrication et les solutions réalisables sur le plan technique. D’autres points de référence, comme le gaspillage lié à la main-d’œuvre, suggèrent que jusqu’à 20 % de la main-d’œuvre de production serait gaspillée, en raison de facteurs tels qu’un trop grand nombre de points de contact et d’activités de manutention, des temps d’arrêt imprévus et du réusinage.

Selon les spécialistes et les études, 10 à 30 % de ces interférences pourraient être évitées au moyen de technologies fondamentales qui ciblent précisément les interférences des intrants. Ce sont des variables qu’il vaut mieux éviter avant d’investir dans de nouvelles technologies de transformation ou solutions circulaires/de bout de chaîne.

Voici un exemple hypothétique de l’échelle des variables à l’étape des intrants et l’ordre de grandeur approximatif du contrôle des variables. Il est important de garder à l’esprit que cet ensemble de variables représente une approche holistique de l’évaluation menée à des fins d’adoption de technologies. Ignorer ces variables dans un processus d’adoption de technologies, c’est négliger la justification des retombées et les variables qui implantent des risques dans les projets liés aux processus et aux extrants. Selon le Bloom Centre for Sustainability, une approche holistique de l’évaluation multiplie par deux les retombées par rapport à une évaluation fondée sur un seul critère pour un même projet.

Enregistrer autant de variables que possible améliore les résultats des projets par rapport aux évaluations qui ne concernent qu’une seule variable. Quand des enjeux tels que le coût ou la disponibilité de la main-d’œuvre font naître un besoin d’automatisation, la possibilité d’aligner toutes les autres variables du CP dans la même direction que la main-d’œuvre est un élément essentiel pour que la solution apportée à un problème ne crée pas rapidement d’autres problèmes.

Tableau 7. Estimer l’ordre de grandeur approximatif des déchets liés aux intrants par rapport au CP

Description des intrants	CP initial %	Niveau documenté de gaspillage et description	Correction ciblée %	CP cible %
Ingrédients	40	5 % (trop-plein, réusinage et pertes de la chaîne)	0,5	35,5
Main-d’œuvre	20	20 % (temps d’arrêt, remise en fabrication, points de contact et ergonomie)	15	15
Services publics liés aux intrants	10	50 % (fuites, gaspillage de chauffage, réfrigération et temps d’arrêt)	40	6
Emballage	10	2 % (dommages et réusinage)	1,75	0,25
Gestion des déchets	5	50 % (pertes sur la chaîne, rappels et dommages )	3	2
Coût du capital d’exploitation	5	10 % (gestion des stocks)	0,5	4,5
Total	70	s.o.	6,75	63,25

Le tableau 7 est un exemple hypothétique qui utilise des estimations prudentes tirées d’exemples réels. L’exemple est une évaluation fondée sur des données de référence provenant de diverses sources, notamment Canadian Manufacturers and Exporters, United States Department of Agriculture, Provision Coalition, Bloom et Statistique Canada. Les niveaux réels de gaspillage des installations individuelles seront différents. Ce sont des interférences qui existent dans les processus de fabrication. L’automatisation, la récupération circulaire ou la mise à l’échelle des coproduits feront encore plus baisser le CP.

Problème 1 : la cybersécurité

Les cyberattaques commencent généralement sous forme d’hameçonnage sur internet. Des programmes sont implantés dans le but d’extraire des données sur les clients, des données financières, des données sur les systèmes d’exploitation, des mots de passe et des noms. Il arrive qu’un rançongiciel empêche l’utilisateur d’accéder à ses programmes informatiques et à son équipement de contrôle. En 2020, la demande de rançon moyenne au Canada frôlait les 150 000 $, nécessitait 23 heures avant d’être résolue et mettait à l’arrêt 60 % des experts en la matière touchés (Cybersecurity Ventures, 2021).

Selon le Centre canadien pour la cybersécurité, les cyberincidents ont augmenté de 600 % en 2021. La question n’est plus de savoir si un incident de cybersécurité va se produire, mais quand.

Solutions

La solution :

• Se familiariser avec les risques et les besoins de l’entreprise. Dynatrace (en anglais seulement) offre une formation de sensibilisation aux experts en la matière qui évoluent dans les secteurs de l’agriculture et des boissons et aliments en Ontario. Cette étape permettra à l’entreprise de mieux comprendre l’ampleur des solutions dont elle a besoin.
• Engager un fournisseur de services de surveillance et d’intervention. Herjavec Group (en anglais seulement) et Arctic Wolf Networks (en anglais seulement) sont deux fournisseurs établis en Ontario reconnus à l’échelle internationale.
• Installer une technologie de cybersécurité. Il faut demander des recommandations à son fournisseur de services de surveillance et d’intervention.

Problème 2 : la maintenance

Le terme « maintenance » désigne à la fois la maintenance habituelle de l’équipement et le remplacement de l’équipement. La maintenance a une incidence sur les interférences des intrants. La mesure dans laquelle ce service est capable de devancer les fuites et les pannes d’équipement déterminera l’ampleur de l’incidence des interférences sur le résultat net.

Solutions

Créer une carte de l’installation

Une carte numérique des installations qui répertorie chaque moteur et pièce d’équipement, en les triant par chaîne de fabrication, points d’entrée de service public et étape de transformation, facilite la mise en place d’une maintenance proactive. La School of Engineering de McMaster (en anglais seulement) consacre tout un programme à ce sujet. Écrire à wbooth@mcmaster.ca pour participer au programme. L’exercice de cartographie devrait inclure :

• les manuels du fabricant de tout l’équipement
• la vitesse de la chaîne de la fabrication selon les spécifications du fabricant
• la consommation prévue d’électricité, d’eau et de vapeur de l’équipement en question
• les performances réelles de l’équipement

Il faut inclure, dans le projet, le personnel chargé de la maintenance, des opérations et de l’évaluation des coûts des produits. Tout écart par rapport aux spécifications du fabricant indique qu’une intervention de maintenance et de réparation s’impose.

Les consultants en efficacité de l’équipement opérationnel comparent la vitesse réelle de la chaîne de fabrication avec les spécifications du fabricant. Cet exercice permet de mettre en évidence l’équipement mal aligné. Parfois des réparations sont apportées simplement pour remettre une machine en route. Parfois les vitesses de la chaîne de fabrication ont été réduites puis oubliées. Parfois aussi, les vitesses de la chaîne de fabrication ont été augmentées, créant un goulot d’étranglement ailleurs. Chacune de ces possibilités entraîne des coûts en aval qui peuvent être corrigés.

La cartographie numérique est une étape fondamentale qui permet de localiser, de mesurer et d’éliminer les sources d’interférences dans les processus, dans le but suivant :

• établir et prioriser l’emplacement des compteurs divisionnaires
• définir les processus qui présentent un risque accru d’incident lié à la qualité de l’onde
• créer un plan de maintenance centrée sur la fiabilité
• établir l’équipement prioritaire dans le calendrier de la maintenance mensuelle
• effectuer des exercices liés au temps takt
• mettre en évidence les charges distinctes de services publics dans les processus pour pouvoir créer des modèles d’évaluation des coûts des produits plus précis

Investir dans un équipement de détection des fuites

Des appareils portatifs de contrôle par imagerie thermique et par ultrasons permettent au personnel de déceler les fuites. Au cours d’une année, une fuite par piqûre dans une conduite d’air comprimé peut se traduire par une perte d’électricité de 2 000 $. Un purgeur de vapeur défectueux peut entraîner une perte de chaleur de 1 000 $, tandis qu’un robinet défaillant peut se solder par une perte d’eau de 300 $, et tout autant en coûts liés aux eaux usées. Le prix d’un moniteur portatif va de 500 à 25 000 $. L’investissement dans un équipement à prix supérieur a été recouvré en une seule utilisation dans les installations de grande taille.

Prioriser la correction des fuites

Détecter les fuites est une chose. Les corriger en est une autre. Quand la réparation des fuites est une habitude et que des systèmes de surveillance intégrés peuvent en mesurer l’incidence, la performance est transparente. Les IRC de la maintenance peuvent inclure la réduction numérique des fuites, les économies de coûts en matière de services publics et les effets de l’efficacité sur les émissions de gaz à effet de serre. Cela inclut le scellement par aérosol des réseaux de gains pour améliorer l’efficacité des systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC).

Créer un plan de maintenance centrée sur la fiabilité

La maintenance centrée sur la fiabilité sert à déterminer ce qui doit être réalisé pour que les actifs physiques continuent de faire ce que les utilisateurs veulent qu’ils fassent dans le contexte opérationnel actuel. Ce processus concerne ce qui suit :

• les fonctions et les normes de performance connexes des actifs dans leur contexte de fonctionnement actuel
• la façon dont les actifs ne remplissent pas leurs fonctions actuelles
• les causes de chaque dysfonctionnement
• ce qui se produit quand chaque défaillance a lieu
• les conséquences de chaque défaillance
• comment prédire ou prévenir chaque défaillance
• ce qui devrait être fait si aucune tâche proactive adaptée ne peut être trouvée

Un processus de maintenance centrée sur la fiabilité exige que l’entreprise décide quels actifs seront le plus avantagés par ce processus et dans quelle mesure l’installation de production en profitera. L’entreprise devra aussi déterminer les ressources nécessaires pour effectuer l’analyse. Il faut pour cela créer une liste des actifs et un schéma fonctionnel des processus (une carte numérique) avec un registre et une hiérarchie. Il faut ensuite mettre sur pied un groupe d’examen et une équipe interfonctionnelle. En général, l’équipe comprendra :

• un facilitateur
• un ingénieur
• une personne de métier
• un opérateur
• un superviseur
• un spécialiste externe

Les objectifs d’un processus de maintenance centrée sur la fiabilité sont les suivants :

• Renforcement de la sécurité et de l’intégrité environnementale
• Amélioration de la performance opérationnelle
• Augmentation de l’efficacité des coûts de maintenance
• Allongement de la durée de vie utile de l’équipement coûteux
• Création d’une base de données à la fois exhaustive, transparente et accessible de l’équipement (ce qui est indispensable en cas d’attrition du personnel et d’absence des employés clés)
• Augmentation de l’engagement et de la motivation du personnel, meilleur travail d’équipe

Effectuer des vérifications sensorielles

Les sens humains sont des outils efficaces. Il est normal pour une personne qui travaille dans une installation de développer de la fatigue sensorielle et de bloquer les sons, les odeurs et les indices visuels qui l’entourent. Cette personne pourra cependant apprendre à mobiliser ses organes sensoriels de façon intentionnelle quand elle circule dans l’installation, moyennant un peu de pratique.

Parmi les signes de problème possible :

• La plainte d’un moteur, annonciatrice d’une panne
• Le sifflement d’une fuite d’air
• Des courants d’air chaud et froid qui suggèrent des problèmes de circulation d’air
• Un plancher mouillé qui indique une fuite et qui représente un risque de glissade

Remplacer à neuf les moteurs et les purgeurs de vapeur endommagés

Recâbler un moteur défectueux est une fausse économie. Il est plus coûteux d’acheter un moteur neuf que de recâbler un moteur équilibré, mais le fonctionnement de ce dernier reviendra à plus cher. Le coût en capital d’un moteur testé en usine représente environ 10 % du coût global de possession et d’utilisation de ce moteur. Au mieux, le moteur recâblé remis en service affichera le même niveau de performance qu’avant sa défaillance et il tombera à nouveau en panne. Un moteur recâblé consomme 10 à 25 % d’électricité de plus qu’un moteur neuf équilibré, testé en usine.

Envisager d’installer des services de surveillance de l’équipement et des purgeurs de vapeur

Everactive (en anglais seulement), une société américaine d’efficacité énergétique, a mis au point des appareils de surveillance de l’équipement et des purgeurs de vapeur. Ces appareils surveillent en continu l’équipement et détectent les défaillances des purgeurs de vapeur et la dégradation des moteurs.

C’est un service à envisager dans les installations de grande taille dont les coûts combinés de gaz et d’électricité dépassent les 400 000 $ par an. La défaillance des gros moteurs constitue un problème majeur, car il faut parfois compter entre trois jours et une semaine pour les remplacer. Quand une panne moteur entraîne un temps d’arrêt prolongé, le coût des interférences augmente. Remédier immédiatement aux fuites de vapeur et remplacer les gros moteurs avant qu’ils ne tombent en panne est une stratégie proactive d’évitement des interférences.

Envisager d’installer un système de purification active de l’air

À l’heure actuelle, il existe au moins un système de purification active de l’air, vendu dans le commerce, qui assure jusqu’à 99 % de réduction des bactéries et des virus dans le périmètre de distanciation du travailleur visant à lutter contre la COVID-19.

Problème 3 : les défauts de conception des installations

La conception des installations fait augmenter les coûts de fonctionnement. L’équilibrage de l’air, le toit et l’ergonomie sont autant d’éléments qui pèsent dans la balance. Les défaillances dans ces trois domaines sont coûteuses à réparer. Le délai de récupération simple des coûts est de 6 à 24 mois.

Défaut de conception 1 : l’équilibrage de l’air

La façon dont l’air est conçu pour se déplacer dans un bâtiment à température contrôlée peut accroître la consommation d’énergie de 1 $ par pied carré, ce qui réduit l’efficacité de la réfrigération et augmente les coûts de chauffage. Les aires de chargement et les pièces chauffées où le débit d’air vers les pièces refroidies (ou inversement) n’est pas confiné rendent plus difficiles le contrôle de la température et le travail de la réfrigération. Le problème n’est pas seulement la différence de température entre le chauffage et le refroidissement, mais l’humidité qui peut faire augmenter les charges d’énergie liées à la réfrigération jusqu’à 15 %.

Solutions

Parmi les solutions à ce défaut de conception :

• vérifier et corriger la circulation de l’air
• installer des rideaux d’air
• installer des joints sur les portes des aires de chargement
• garder les portes des aires de chargement, de l’extérieur et des entrepôts réfrigérés fermées quand elles ne sont pas utilisées
• déshumidifier l’air d’appoint neuf destiné aux espaces réfrigérés et climatisés
• déshumidifier les congélateurs

Défaut de conception 2 : la stratification de l’air

Les hauts plafonds piègent l’air chaud. C’est un problème dans les bâtiments climatisés, réfrigérés et chauffés.

Dans les installations climatisées, il n’y a pas d’emplacement optimal du thermostat. Dans les installations réfrigérées, la stratification de l’air augmente la condensation qui gèle et réduit l’efficacité de la réfrigération. Dans les bâtiments chauffés, la stratification de l’air augmente la charge de chauffage, la chaleur s’accumulant au-dessus du plancher.

La solution à ce problème consiste à installer de grands ventilateurs de plafond qui permettront de faire recirculer l’air et de maintenir une température de l’air égale dans le volume du bâtiment.

Défaut de conception 3 : les caractéristiques du toit

L’efficacité d’un climatiseur monté sur le toit est influencée par la température ambiante. Chaque hausse de 1 °C de la température au-delà de 25 °C réduit de 2 à 3 % l’efficacité d’un climatiseur monté sur le toit. À la fin du printemps, l’été et au début de l’automne, les températures s’élèvent souvent au-dessus de 40 °C. La couleur du toit joue également. Un toit noir peut atteindre 75 °C. Un toit gris gravitera autour de 40 °C tandis qu’un toit bleu intelligent avoisinera les 25 °C. La température du toit accroît les transferts de chaleur par convection, ce qui augmente les coûts associés à l’échange d’air. C’est un problème particulier pour les entrepôts réfrigérés, les installations de transformation à température contrôlée et les boulangeries. L’été, l’interférence avec la chaleur du toit fait monter en flèche les coûts de la réfrigération. De la même façon, la chaleur du toit fait augmenter la charge calorifique interne des fours, des séchoirs et des friteuses.

Un toit bleu intelligent (en anglais seulement) va plus loin. Ce type de modernisation stocke les eaux pluviales sur le toit, l’été, pour éviter que la température du toit n’augmente. Ces projets ont été intégrés à des plans de gestion des eaux pluviales. Là où les municipalités prélèvent des frais pour la gestion des eaux pluviales, cette technologie a permis de réduire ces coûts.

Solutions

Parmi les solutions aux problèmes liés aux caractéristiques du toit :

• Ramener les appareils de climatisation au niveau du sol ou à l’intérieur
• Changer la couleur du toit lors du prochain rafraîchissement :
  • de gris à « bleu intelligent » (réduit la température du toit jusqu’à 40 %)
  • de noir à gris ou blanc (réduit la température du toit jusqu’à 45 %)
  • de noir à « bleu intelligent » (réduit la température du toit jusqu’à 65 %)
• Installer des ventilateurs d’extraction de la chaleur entre le plafond et les congélateurs encastrés ou les salles réfrigérées

Défaut de conception 4 : l’ergonomie

La façon dont les personnes et les produits circulent dans une installation est un facteur déterminant dans la productivité de la main-d’œuvre. À chaque fois que des personnes qui travaillent sur le flux de production se croisent, elles s’arrêtent. Le nombre de pas qu’un travailleur doit effectuer entre les postes de travail joue aussi sur le temps nécessaire pour effectuer une tâche. Un flux de production ergonomique permet de réduire les intrants liés à la main-d’œuvre par unité d’extrant de 2 à 10 %.

Une solution serait d’aménager l’usine selon le sens de circulation suivant : de l’aire de réception à l’aire d’entreposage, à l’encours de fabrication, à l’aire d’entreposage et à l’aire d’expédition, sans croisement. Des convoyeurs permettraient de réduire le travail de manutention exigé des travailleurs. Il faut aussi concevoir les postes de travail de manière à limiter le besoin de se déplacer en se tenant dans tout l’atelier. Il suffit généralement d’une fin de semaine pour adapter les postes de travail. Mais dans certains cas, il faudra patienter jusqu’à la prochaine modernisation.

Les ajustements ergonomiques changent le comportement des travailleurs. Des travailleurs de longue date qui occupent la même place depuis des années auront bien souvent besoin de temps pour s’adapter à leur nouveau poste, même si c’est à deux pas de l’ancien. Du côté du travailleur, c’est une réaction liée à la mémoire visuelle et musculaire. Il faudra éventuellement une à trois semaines pour que la personne s’adapte complètement à un nouveau point de départ. Ce phénomène comportemental a tendance à ne concerner que le moment où la productivité est nécessaire pour se réorienter dans le nouveau poste.

Problème 4 : les fuites

Les fuites sont invisibles ou le deviennent. Parfois, c’est à cause de la fatigue sensorielle de l’opérateur ou d’un remplacement de personnel. Parfois, les fuites échappent aux systèmes de détection. Les fuites nuisent à la performance de l’efficacité des processus et s’accumulent sur une année. La sensibilisation et une maintenance effectuée en temps opportun sont deux solutions qui peuvent permettre d’éviter des milliers de dollars de coût superflus par mois. Quand ces solutions sont appliquées manuellement, c’est une pratique sans immobilisation qui donnera un retour sous 6 à 10 mois. Le fait d’investir dans quelques outils peut doubler le nombre de fuites éliminées, sous réserve qu’en plus, des réparations soient effectuées. L’identification et la correction des fuites sont des activités prioritaires dans un projet, qui devraient précéder tout exercice d’évaluation des coûts par activité.

Solutions

Les solutions 1 à 5 sont des MPG. Les solutions 6 à 9 nécessitent un montant d’investissement relativement modeste. Quant à la solution 10, c’est une option de contrat de maintenance possible pour les entreprises très énergivores.

Vérifier la façon dont l’usine se met au repos

Après un quart de production, quand l’équipement de transformation est censé être éteint, il faut vérifier si tout est bien à l’arrêt, y compris les conduites d’eau, les appareils à air comprimé et les moteurs. Les procédures de démarrage et d’arrêt des opérateurs doivent faire l’objet d’un suivi.

Faire un tour d’inspection sensorielle

Si la personne qui effectue l’inspection voit des fuites sur le plancher, entend de gros bruits de moteur ou sent d’importants courants d’air et différentiels de température, elle devra les prendre en note et remédier au problème.

Schématiser la consommation de services publics

Il faut mettre sous forme de schéma la consommation de services publics en association avec les points de contact des postes de travail. La consommation de services publics doit aussi faire l’objet de vérifications. À l’aide des spécifications techniques des manuels d’équipement, il est recommandé de recenser les charges d’air comprimé, la consommation d’eau et la demande d’électricité dans toute l’installation. La School of Engineering de McMaster (en anglais seulement) et le Collège Mohawk (en anglais seulement) offrent des programmes où les étudiants aident les entreprises à mener à bien ce type de projet. C’est aussi l’occasion pour l’entreprise de trouver un employé potentiel ou un stagiaire.

Les étudiants qui ont effectué l’exercice de cartographie peuvent revenir dans l’entreprise pour faire un stage où ils devront calculer le coût de production attendu et le comparer aux coûts réels de l’installation. Quand les écarts sont de plus de 20 %, il est certain que les modèles d’évaluation des coûts des produits ne sont pas fiables.

Intégrer un groupe de travail de pair à pair

Les groupes de travail sont notamment le Consortium d’excellence en fabrication (CEF, en anglais seulement) ou Energy Leaders Consortium de Partners in Project Green (en anglais seulement). Les activités de pair à pair permettent aux principaux responsables de la gestion de la production et des directives énergétiques de mieux gérer les enjeux de l’efficacité des intrants et des processus. CEF possède aussi un groupe d’achats d’énergie.

Pratiquer une détection régulière des fuites et créer des lignes directrices

Il faut passer du temps avec l’équipe de maintenance. Il faut lui demander son avis sur le meilleur moyen de faire de l’évitement des fuites une priorité ainsi que sur les mesures de la performance qu’elle est capable de gérer elle-même. Cette équipe doit disposer des outils et de la formation dont elle a besoin pour exécuter ses fonctions.

Parmi les occasions de mesure de la performance :

• la réduction des temps d’arrêt imprévus
• plus d’efficacité dans la consommation d’eau et d’énergie
• une amélioration de l’efficacité des processus

Investir dans un équipement de détection des fuites

Les appareils d’imagerie thermique à main permettent de repérer les fuites d’air et de vapeur qui ne sont pas visibles à l’œil nu. Les modèles vont de 400 à 25 000 $.

Le processus de détection et de correction des fuites exige ce qui suit :

1. Détecter les fuites pendant la production.
2. Remédier aux fuites. Le coût d’une fuite par piqûre dans une conduite d’air se situe entre 1 000 et 2 000 $ par an. Il en est de même pour les fuites de vapeur et les purgeurs de vapeur défectueux.
3. Répéter l’exercice quand l’installation est à l’arrêt.
4. Inclure cette démarche dans les procédures opérationnelles mensuelles.

Fournir une rétroaction positive à l’équipe de maintenance et aux autres membres du personnel qui participent aux efforts de réduction des fuites

L’entreprise veillera à reconnaître ces employés comme des membres à part entière de l’équipe. Pour donner un contexte à cette reconnaissance, l’entreprise donnera l’équivalent des temps d’arrêt réduits en tonnes, en coûts et en émissions de carbone évités. Le simple fait d’écouter les suggestions du personnel, d’offrir un café, une petite carte-cadeau ou des produits promotionnels de l’entreprise, ou d’exprimer un mot de reconnaissance, peut grandement favoriser les comportements positifs dans toute l’organisation.

Investir dans un équipement de surveillance en temps réel

Un exercice d’évaluation des coûts par activité doit s’appuyer sur des coûts réels pour être vraiment utile. Un équipement de surveillance, plus précisément des compteurs divisionnaires pour le débit d’eau, la consommation de gaz, la consommation d’air comprimé et la consommation d’électricité des moteurs de la chaîne de fabrication, permettra de compléter l’analyse du temps takt.

Envisager de procéder à un scellement par aérosol des conduits d’aération

Le manque d’étanchéité des conduits constitue le défaut de construction le plus coûteux. La combinaison d’un nettoyage des conduits et d’un scellement des conduits par aérosol réduira de 20 à 70 % la perte d’air. Le débit d’air est mesuré au niveau du diffuseur (l’orifice de sortie du conduit) et les taux d’échange d’air sont établis en fonction de l’écoulement dans le diffuseur.

Envisager de mettre un en place un service de surveillance des fuites

Une technologie de détection de charge sans pile est à envisager quand une installation cherche à contrôler les performances des purgeurs de vapeur et des moteurs. Cette technologie est particulièrement utile aux fins de la maintenance préventive pour repérer sans délai les fuites de vapeur et éviter les temps d’arrêt imprévus causés par des pannes de moteur. La technologie peut être intégrée numériquement de manière à fournir des alertes automatisées qui réduiront le temps nécessaire pour trouver et évaluer les fuites. Le personnel chargé de la maintenance utilisera tout de même son équipement à main de détection des fuites pour circonscrire le problème.

Problème 5 : l’éclairage

L’éclairage consomme de la puissance électrique active, ce qui influe sur la consommation d’électricité. L’éclairage conventionnel représente généralement 10 à 20 % de la charge électrique dans une usine de transformation alimentaire. Le reste de la charge électrique est essentielle de la puissance électrique réactive pour les moteurs. Les lieux de travail bien éclairés enregistrent moins d’accidents chez les travailleurs et sont moins propices aux rongeurs. Parmi les considérations liées à l’interactivité entre éclairage et contrôle des coûts :

• Les lumières translucides, incandescentes, à vapeur mercurielle et au sodium à haute densité coûtent plus cher à l’utilisation que les DEL. Ces sources d’éclairage se dégradent aussi rapidement.
• Les lumières incandescentes peuvent faire augmenter de 2 °C la température de la pièce. Les lumières à vapeur mercurielle et au sodium à haute densité peuvent la faire augmenter de 4 °C. Quant aux lumières fluorescentes, c’est aux alentours de 1 °C. De plus, ces chiffres sont susceptibles d’augmenter à mesure que les lumières se dégradent et perdent de leur capacité d’éclairage.
• Ensuite, il faut surveiller la distorsion harmonique qui peut se produire dans les longs circuits d’éclairage. La distorsion harmonique a une incidence sur l’efficacité des moteurs
• L’éclairage conventionnel ajoute 1 à 2 % à la charge de refroidissement et de réfrigération.
• Quand les charges de puissance réactive (moteur électrique) représentent plus de 60 % de la consommation électrique, une diminution de la consommation électrique liée à l’éclairage aggravera l’efficacité relative au facteur de puissance.
• L’éclairage dans un bâtiment contribue au pic de la demande en énergie, ce qui peut ajouter 5 à 10 % à la facture globale d’électricité.
• L’éclairage à DEL offre des performances supérieures sur le plan de la tolérance au froid et à la chaleur que d’autres formes d’éclairage, tout en nécessitant moins d’entretien.
• L’évolution des primes de la Commission de la sécurité professionnelle et de l'assurance contre les accidents du travail (CSPAAT) nous informe sur le lien entre l’éclairage et la sécurité des travailleurs. Moins d’accidents signifient des primes moins élevées de la CSPAAT.
• Les rénovations de l’éclairage peuvent aussi avoir une incidence sur le facteur de puissance et la qualité de l’onde.

Problème 6 : la performance des services publics

La performance des services publics constitue la plus grande des interférences. C’est soit une preuve de productivité ou un problème de maîtrise des coûts. Malheureusement pour la plupart des installations, c’est moins souvent un problème de maîtrise des coûts.

 L’équipement utilisé dans les usines aujourd’hui est différent de ce qui existait il y a 40 ans même. C’est la technologie moderne qui a rendu possible le rapport entre consommation énergétique et hausse de la productivité. Historiquement, il fallait 2 % de consommation énergétique supplémentaire pour augmenter la productivité de 1 %. L’automatisation fait augmenter la consommation énergétique. Dans une usine de transformation alimentaire, les services publics que sont l’électricité, l’eau, les égouts et le gaz sont reliés.

Ce sont les occasions d’économies liées à la main-d’œuvre qui guident l’automatisation. L’automatisation fait augmenter la consommation énergétique (et souvent la consommation d’eau) dans les usines alimentaires selon un rapport de 2:1 (le pourcentage de consommation énergétique par rapport au pourcentage de productivité). Sans contrôles, la consommation d’eau et d’énergie s’accélère plus rapidement que la productivité. Le coût de l’énergie est aussi plus volatil que celui de la main-d’œuvre. Par conséquent, il est difficile de justifier l’efficacité énergétique quand les prix baissent et il est impossible de refléter les économies volumétriques dans les modèles d’évaluation des coûts des produits, quand les prix augmentent. De la même façon, les municipalités ont tendance à fixer le prix de l’eau pour l’industrie proportionnellement à leurs coûts d’exploitation du réseau d’alimentation en eau. Quand le volume d’eau à usage industriel diminue, le prix pour l’industrie augmente.

Les services publics ont des frais de service sous-jacents qui sont établis en fonction à la fois du volume et de la période de consommation. Historiquement, les programmes de conservation des services publics ont toujours réduit le volume de la consommation sans tenir suffisamment compte de la période de consommation, laquelle fait grimper les frais de service. Quand un service public réduit le volume et que la plus grande partie de la baisse de consommation érode la demande au moment où ses frais de service sont les plus bas, ses coûts augmentent. La hausse des frais de service ainsi générée est alors répercutée sur le client. Les primes et les surtaxes rattachées à la période de consommation, ainsi que les coûts liés au rajustement global pour l’électricité et les surtaxes pour les eaux usées émanent, en partie, d’un déséquilibre de la demande.

Une gestion active de la consommation des services publics, grâce à un Système d'information sur la gestion de l'énergie (SIGE) et à des compteurs divisionnaires, améliore la capacité d’une entreprise à gérer en amont le coût des services publics découlant d’une consommation inefficace ou excessive. Cela nécessite notamment de valider les données aux fins des rabais sur l’utilisation du réseau d’égout, de l’écrêtement des pointes de la demande électrique, de la production de rapports sur l’efficacité des programmes de services publics, de l’ordonnancement de la maintenance prédictive et de la détection des fuites. Les performances des services publics ont des conséquences opérationnelles qui se répercutent sur le résultat net. Ce sont là des interférences dont la gestion exige des compétences, des outils et de la formation.

La moitié de la consommation énergétique dans le milieu de la transformation alimentaire est gaspillée. Elle disparaît dans l’atmosphère, par friction, sous forme de bruit audible ou dans l’égout. Parfois, la consommation d’eau et (ou) d’énergie provoque une chaîne de consommation supplémentaire de services publics. C’est le cas quand l’humidité n’est pas maîtrisée, quand les vitesses de la chaîne sont déséquilibrées et quand des temps d’arrêt imprévus se produisent après qu’une brève panne de service public a causé la défaillance d’un équipement.

Un plan de base qui recense la quantité, l’endroit et le moment auxquels une installation consomme de la main-d’œuvre, de l’énergie et de l’eau permettra d’établir les variances générées par jour, par semaine ou par mois. Ces variances établies sont les interférences qu’il faut éliminer.

Parfois, les performances sont meilleures que prévu. Le fait de suivre les données permet aussi de relever les retombées positives.

Solutions

Recruter un gestionnaire certifié en énergie

Un gestionnaire certifié en énergie (GCE) aura pour fonction de diriger les efforts d’efficacité énergétique de l’entreprise. Il participera à la sélection de tout nouvel équipement, à la création des modèles d’évaluation des coûts liés aux produits et au peaufinage des IRC requis pour éliminer les interférences au sein de l’installation. À titre d’argument en faveur d’un tel poste, citons une réduction de 20 % des coûts de base liés aux services publics et de 50 % des coûts liés aux temps d’arrêt imprévus. À long terme, ce poste se justifie par l’élimination du retour aux niveaux antérieurs de consommation de services publics 2 ou 3 ans, seulement, après le lancement d’un projet sur l’efficacité.

S’assurer de la spécification des normes d’alimentation électrique canadiennes à l’achat d’équipement

Les moteurs européens fonctionnent à 50 Hz. Les moteurs canadiens et américains fonctionnent à 60 Hz. Les transformateurs de fabrication américaine sont conçus avec la polarité inverse des transformateurs de fabrication canadienne. Une entreprise qui intègre et met en service un équipement fabriqué à l’étranger qui ne répond pas aux directives canadiennes en matière d’électricité verra cet équipement tomber en panne. Dans le cas de branchements de transformateurs, des défaillances catastrophiques se produiront, nécessitant des semaines avant que l’équipement ne puisse être réparé et remplacé.

Installer des compteurs intégrés

SIGE :

• confirmer l’élimination des interférences
• disposer d’un système d’alerte avancée en cas de panne de moteur
• obtenir des données réelles pour créer des modèles d’évaluation des coûts des produits par processus et par chaîne de fabrication
• obtenir des données vérifiables sur la consommation de services publics en vue de proposer de nouveaux projets d’investissement

Le matériel informatique et les logiciels sont souvent des dépenses admissibles dans le cadre des programmes de subvention liés à la productivité des processus et aux services publics.

Installer des compteurs divisionnaires reliés aux zones, à l’équipement principal et aux chaînes de fabrication

L’éclairage dans les entrepôts par opposition aux chaînes de fabrication et aux espaces de bureaux, les compresseurs, l’eau, les moteurs des chaînes de fabrication, le débit des eaux usées et les chaudières sont autant d’éléments à analyser. Comprendre la consommation de services publics par pièce majeure d’équipement, par aire de fabrication et par chaîne de fabrication permet de distinguer les coûts véritables dans les modèles d’évaluation des coûts des produits. L’exercice permet également de mesurer la performance et de la rattacher à la responsabilité de l’utilisateur.

Les compteurs divisionnaires permettent de cerner avec précision le coût de l’erreur humaine (par exemple, un équipement laissé inutilement en marche ou une négligence de maintenance). Cela représente bien souvent 20 % d’une facture globale de services publics. Il existe des zones, des équipements et des fonctions où les compteurs divisionnaires prennent en charge le contrôle des coûts, notamment :

• l’éclairage des entrepôts, l’éclairage de l’usine de transformation, l’éclairage de l’aire d’expédition, de la cour et des bureaux
• la chaîne de fabrication (ce qui inclut les moteurs individuels de l’équipement de la chaîne de fabrication, la consommation de vapeur et d’eau) et les charges des prises de bureau
• les charges des chaudières de gaz naturel, d’eau et d’électricité
• les charges d’électricité des compresseurs par pièce d’équipement
• l’équipement de traitement de l’air
• la consommation d’eau aux fins de l’assainissement
• les bornes de recharge des chariots tracteurs de manutention

La façon dont l’usine se met au repos, le rendement des principaux systèmes qui consomment des services publics, le coût intégré réel des temps d’arrêt imprévus et les postes qui consomment le plus de services publics dans une installation sont autant de conditions préalables qui ont une incidence sur la productivité.

Créer des IRC qui reflètent les incidences liées

La consommation de services publics par unité d’extrant ou de taux de production devient un puissant outil de contrôle des coûts quand les consommateurs comprennent bien les normes de performance. Citons notamment :

• La consommation d’eau aux fins de l’assainissement. Les cycles d’assainissement ont doublé dans bien des installations. Le suivi de cette consommation est lié à la demande d’eau chaude et au rejet des eaux usées. La consommation d’eau aux fins de l’assainissement présente jusqu’à 300 % d’écart d’un jour à l’autre, dans certaines installations
• La consommation énergétique des compresseurs. Il s’agit ici d’une stratégie de surveillance qui sert à indiquer l’efficacité du contrôle des fuites et le rendement du moteur
• La performance de la consommation de services publics de la chaîne de fabrication par unité d’extrant

La gestion des interférences donne généralement lieu à la création d’autres IRC.

Gérer la qualité de l’onde (QO)

La QO est la cause profonde de la plupart des temps d’arrêt imprévus.

Le flux d’électricité du réseau, du transformateur à travers toute l’installation, est plus complexe qu’un simple interrupteur de marche-arrêt. Pour l’expliquer en termes simples, l’électricité (ou l’alimentation) est un courant d’électrons qui se déplace d’une centrale d’énergie électrique jusqu’au transformateur de l’entreprise. Le réseau d’alimentation est régulé de manière à maintenir un flux constant d’électrons fondé sur une moyenne de 60 secondes. Ce flux fluctue quand les utilisateurs alimentent leurs installations au moyen de leurs transformateurs.

Ce flux d’électrons est maintenu en fonction :

• de la pression, appelée tension
• du volume, appelé intensité

Un troisième facteur est la forme d’onde de 60 Hz (longueur d’onde ou cycle) selon laquelle l’électricité circule en Ontario.

Quand les consommateurs d’électricité alimentent leurs installations au moyen de leurs transformateurs, la tension et l’intensité fluctuent. Cette fluctuation se situe généralement autour de 9 %. Il arrive que la demande augmente ou diminue rapidement quand les utilisateurs de la ligne d’alimentation locale augmentent ou diminuent leur consommation. Les variations de consommation sur la ligne d’alimentation locale peuvent créer des pics ou des creux dans la tension et l’intensité des électrons. La foudre qui s’abat à proximité d’une ligne électrique peut parfois créer un pic dans la charge d’électrons. Ces pics et ces creux peuvent avoir une incidence sur l’équipement du côté du transformateur de l’entreprise. Cependant, la norme de performance du réseau d’alimentation n’est pas la même que les exigences de performance du côté du transformateur.

La responsabilité du réseau quant au courant d’électrons s’arrête au transformateur. La façon dont l’installation influe sur le courant d’électrons et dont l’équipement électrique réagit au courant d’électrons relève de la responsabilité de l’entreprise. Ce qui passe au sein même de l’installation a une incidence sur la tension, l’intensité et la forme d’onde de l’électricité. À titre d’exemple :

• un mauvais contrôle du facteur de puissance qui augmente la résistance du flux des électrons dans l’installation et amplifie les bosses ou les creux
• des circuits informatisés, dont sont dotés la plupart des pièces d’équipement de nos jours, réagissant à 50 nanosecondes d’intervalle (50 milliardièmes de seconde). Cela veut dire que des milliards de pics et de creux peuvent se produire dans les 60 secondes qui constituent la norme de performance du réseau. Les pics et les creux ont le potentiel de faire disjoncter les circuits informatisés, de corrompre les cartes à mémoire et d’éteindre les moteurs
• la configuration de l’équipement sous alimentation électrique qui déforme la forme d’onde de l’électricité dans l’installation. Ce phénomène a, lui aussi, la capacité de faire disjoncter les circuits électriques

Il n’est pas rare de compter entre 24 et 48 micropannes par an. Outre des pertes de production, ces pannes provoquent des temps d’arrêt imprévus, des défaillances de moteur et des plantages informatiques. Les micropannes ont le potentiel de mettre la main-d’œuvre à l’arrêt, de créer du gaspillage, de corrompre les ordinateurs, d’augmenter les coûts de maintenance et de provoquer des événements liés à la salubrité alimentaire.

Tableau 8. Coûts des interruptions de courant rapportés par plusieurs entreprises de transformation alimentaire.

Nombre d’employés au sein de l’installation	Coût par événement
20	2 500 $
200	25 000 $
1 000	250 000 $

Ces coûts varient selon le degré et le type d’automatisation dans une installation, de même qu’en fonction de la gravité d’un événement. Selon Schneider Electric (en anglais seulement), les contrôles de la QO réduisent la consommation d’électricité de 3 à 7 %, tout en permettant d’éviter des dommages coûteux concernant l’équipement ainsi que des temps d’arrêt imprévus. Les contrôles de la QO soutiennent, sans les remplacer entièrement, les corrections du facteur de puissance.

Gérer le facteur de puissance et les harmoniques

Le facteur de puissance figure dans les factures d’électricité quand les transformateurs répondent à une demande de plus de 50 kW. Le facteur de puissance est une mesure de la résistance. Un facteur de puissance faible fait augmenter le courant d’électricité en créant un obstacle, de la même façon que l’énergie cinétique dans l’eau s’accroit quand elle est bloquée par un barrage. Quand la hauteur du barrage augmente, l’eau qui passe par-dessus le barrage renferme plus d’énergie. Dans le cas du facteur de puissance, un facteur de puissance faible représente un obstacle plus important (une résistance) pour le courant et une plus grande quantité d’électricité franchit cet obstacle. Quand le facteur de puissance diminue, plus d’électricité est nécessaire pour traverser le transformateur. Cette résistance a un prix. Une installation qui consomme 100 000 kWh par mois, avec un facteur de puissance de 87 paiera 8 % de plus d’électricité qu’une installation avec un facteur de puissance de 90, ce qui est la norme. Quand une installation améliore son facteur de puissance au-delà de 94, il peut y avoir une réduction nette de la charge liée à la demande sous l’effet de l’amélioration des performances. Le facteur de puissance peut être géré au moyen de condensateurs.

Les mises à niveau de l’éclairage peuvent aussi avoir une incidence sur le facteur de puissance. L’éclairage représente 10 à 20 % de la demande globale en électricité d’une usine de transformation alimentaire. La modernisation de l’éclairage en adoptant les lampes à DEL peut réduire la charge de l’éclairage jusqu’à 60 %. Mais cette modernisation peut aussi produire des interférences. La conséquence imprévue est une réduction du facteur de puissance. Les longs circuits d’éclairage peuvent aussi affecter la qualité de l’électricité en raison des harmoniques. La distorsion harmonique peut avoir une incidence sur l’efficacité des moteurs. En cas de modernisation de l’éclairage, il faudra donc veiller à gérer les contrôles des harmoniques et de l’induction.

Normaliser la pression de l’air de l’équipement

L’air comprimé est associé à la plus forte consommation d’électricité dans une installation. Seulement 10 % de l’électricité consommée par un compresseur à vis est directement convertie en air comprimé, tandis que le reste est chaleur et interférences. Les compresseurs d’air sont aussi des moteurs, lesquels consomment de l’électricité à un taux de 4:1. Autrement dit, une augmentation de 4 % de la consommation électrique se produit pour chaque 1 % d’augmentation de la vitesse (ou pression).

Installer un variateur de vitesse ou un variateur de fréquence dans les gros moteurs

Les moteurs de plus de 5 hp qui tournent en continu et de 10 hp qui tournent par intermittence consommeront environ 20 % de moins d’électricité une fois pourvus d’un variateur de vitesse ou d’un variateur de fréquence. Les raccords des variateurs durent aussi plus longtemps, nécessitant, en théorie, moins de maintenance.

Intégrer la conception à énergie passive

Il faut mettre à profit la gravité. Dans la mesure du possible, la conception des convoyeurs et des chaînes de fabrication doit prévoit une légère pente pour limiter la puissance moteur requise pour déplacer les produits dans tout l’atelier ou dans les allées d’un rayonnage d’entreposage.

Le matériel qui monte vers le haut à tendance à s’agglutiner, à tomber en arrière et à se renverser. Les déversements sont un problème de gaspillage. Si l’installation d’une protection lors d’une modernisation permettra de maintenir les marchandises en place, le dispositif peut aussi endommager les produits. La conception à énergie passive réduit la consommation d’énergie, les dommages liés aux produits et les déchets, tout en pouvant réduire les risques pour la sécurité des travailleurs.

Solutions (investissements en capital avec délai de récupération simple en moins de 2 ans) :

• Moderniser l’éclairage en adoptant des lampes à DEL pour réduire de moitié les charges d’éclairage; gérer les harmoniques et le facteur de puissance pour éviter que l’énergie économisée sur l’éclairage ne soit perdue en raison des mauvaises performances des moteurs.
• Installer de l’éclairage à détecteur de présence dans les zones peu fréquentées.
• Programmer les interrupteurs en fonction des périodes de consommation de sorte qu’aucune lampe inutile ne reste allumée pendant toute la fin de semaine (2 jours équivalant à 28 % d’une semaine) ou quand l’usine est à l’arrêt.
• Identifier et corriger les harmoniques qui perturbent l’éclairage. Les harmoniques nuisent aux ballasts d’éclairage.
• Installer des condensateurs pour corriger les problèmes de facteur de puissance.
• Effectuer ces modernisations au moyen du programme de conservation de l’énergie de la SIERE.
• Procéder au scellement des conduits par aérosol.