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6. Possibilités d’amélioration générale

Chaque installation de transformation des matières plastiques dispose d'une conception unique et peut utiliser de nombreuses techniques afin de répondre aux besoins d'un marché particulier. Il existe donc des différences notables entre les conditions de transformation, la consommation d'eau et d'énergie et les niveaux d'émissions produites. Les possibilités d'amélioration présentées dans ce chapitre devront être évaluées indépendamment en prenant en compte les opérations réelles de chaque usine.

La répartition habituelle des coûts de production des entreprises de moulage par injection et d'extrusion de feuilles minces est indiquée respectivement aux figures 6-1 et 6-2. La plupart des autres procédés dont il est question dans le présent guide ont une répartition semblable des coûts. Le présent chapitre traite des possibilités importantes de réduction des coûts et de conservation des ressources selon l'ordre de leur incidence probable sur les coûts. Comme l'indiquent les figures 6-1 et 6-2, les coûts directs des matières représentent généralement entre 50 et 70 p. 100 des coûts totaux de fabrication. Les possibilités d'économie concernant les matières sont examinées en premier, suivies de celles qui touchent les économies d'énergie, d'eau et des autres ressources.

Les études de cas se rapportant spécifiquement aux procédés et traitant des possibilités d'économie d'énergie pour les usines de moulage par injection et les usines d'extrusion et de moulage par soufflage sont présentées à l'annexe IV. Ces études mettent également en évidence les possibilités d'économie d'énergie des usines en ce qui concerne les procédés de fabrication et les systèmes auxiliaires pour les activités qui exigent différents degrés d'alimentation électrique.

6.1 Conservation des matériaux

Les possibilités de réduction de la consommation de résines provenant de l'amélioration de la manutention et de la transformation des matières sont examinées dans la présente section, en plus des améliorations apportées aux méthodes d'exploitation et des pratiques commerciales novatrices. Les possibilités en matière d'entretien des usines, de fournitures renouvelables et d'emballage sont également abordées. Voici les sujets qui portent sur la conservation des résines :

  • une meilleure manutention et un meilleur stockage des matières;
  • des conditions de transformation et de manutention améliorées des matières rebroyées;
  • des méthodes améliorées pour la vente, l'achat et l'ordonnancement.

6.1.1 Fournitures d'usine générales

Les entreprises de transformation des matières plastiques utilisent diverses fournitures pour le nettoyage et l'entretien des bâtiments, communes à tous les fabricants. Il est possible de réduire de façon importante la consommation de ces fournitures en améliorant les méthodes concernant la manutention des matériaux, le nettoyage et l'entretien.

6.1.2 Fournitures renouvelables et produits d'entretien

Les fournitures renouvelables communes de l'industrie comprennent les huiles hydrauliques, les agents démoulants et les solvants. L'idée d'une utilisation réduite ou d'un remplacement éventuel de ces fournitures est abordée à la section 6.5 « Réduction des émissions ».

Image: Diagramme 6.1

Image: Diagramme 6.2

6.1.3 Conservation des résines

Pour la majorité des opérations de transformation des matières plastiques, les coûts des matières représentent de loin la plus grande partie des coûts de production. Une réduction de la consommation des résines aurait, évidemment, une incidence directe sur les coûts et permettrait d'atteindre les objectifs de réduction des émissions de l'entreprise.

Les usines qui consomment beaucoup de résines, comme les grands fabricants de parements et de tuyauterie, transforment habituellement les résines à l'interne en y ajoutant des lubrifiants, des stabilisants et d'autres additifs. Cette technique de transformation ne fait pas partie des principaux procédés examinés dans le présent guide. Le guide part du principe que les entreprises de transformation des matières thermoplastiques reçoivent des résines prémélangées sous forme de pastilles.

La conservation des résines est présentée en trois points : 1) Programme de contrôle des pastilles, 2) Réduction des matières utilisées dans la transformation et 3) Matières rebroyées.

6.1.3.1 Programme de contrôle des pastilles

Une manutention inadéquate des matières premières peut entraîner des coûts importants. Il est souvent possible de réaliser des économies avec peu ou point d'investissements. Une politique d'entreprise qui prône le nettoyage immédiat des déversements de matières, de préférence par la personne responsable du déversement, encourage l'amélioration des pratiques et permet de réduire la fréquence des déversements causés par une manutention négligente des matières. À l'appui de cette politique, un programme visant à tenir les employés au courant du prix des pastilles permet de les sensibiliser davantage à ce problème important. La réduction du nombre de déversements de pastilles permettra en outre d'améliorer la sécurité, car les déversements de pastilles présentent des risques considérables pour la sécurité.

Voici quelques suggestions offertes dans le but d'aider à éviter le gaspillage des pastilles et à réduire les coûts :

a) Déchargement de camions-citernes ou de wagons (le gaspillage se produit à la réception des matières, à la purge des lignes et au transfert des pastilles d'un camion-citerne ou d'un wagon à un silo d'usine) :

  • mettre en place des bâches ou des contenants afin de récupérer les pastilles, et revêtir la zone de déchargement de façon à faciliter son nettoyage;
  • inspecter les camions et les wagons afin de s'assurer qu'ils sont bien vides au terme des opérations de déchargement.

b) Stockage et manutention des sacs et des boîtes de matières :

  • inspecter les contenants au cours des opérations de déchargement afin de les remplacer ou de les réparer si des dommages sont détectés;
  • suivre des procédures de manutention adéquates destinées particulièrement aux conducteurs de chariots élévateurs à fourche afin de réduire les dommages au cours des opérations de manutention;
  • identifier clairement les contenants partiellement remplis afin de réduire les risques liés aux mélanges accidentels de matières;
  • recouvrir les contenants afin d'empêcher toute contamination;
  • vider intégralement les contenants avant de les éliminer ou de les recycler.

c) Déversement de matières et contamination au cours des opérations de mélange, de séchage et de manipulation dans l'usine :

  • décourager le remplissage excessif des seaux et autres contenants;
  • vider et nettoyer les séchoirs et les trémies avant tout changement de matière ou de couleur.

Des lignes directrices concernant un programme détaillé de manutention des pastilles peuvent être obtenues auprès de la Society of the Plastics Industry, Inc., en téléphonant au 202-974-5200 ou en consultant le site Web www.socplas.org.

6.1.3.2 Réduction de la consommation des matières à l'occasion de la transformation

La consommation globale des matières premières dépend de nombreux facteurs survenant au cours de la production. Il est possible de réaliser des économies en modifiant les politiques de gestion et en apportant des améliorations techniques.

Politiques d'achat

De nombreuses petites entreprises de transformation sur demande répondent à des demandes variées en terme de spécifications de matières et d'options de couleur. Il est ainsi très difficile de faire correspondre précisément les achats de matières avec les quantités à produire. Au terme d'un contrat, l'entreprise de transformation peut se retrouver avec de petites quantités de matières restantes inutilisées. La plupart du temps, ces diverses matières s'accumulent au fil des ans et finissent par être vendues à perte ou envoyées à un site d'enfouissement. Si possible, il faut négocier la livraison de quantités flexibles de produits avec les fournisseurs afin d'éviter l'accumulation d'un stock de matières inutilisées.

Ordonnancement

Dans la plupart des cas, le début d'un cycle de production et les changements apportés aux matières et aux couleurs utilisées génèrent des déchets à cause des pertes liées à la purge, du mélange de différents types de résines et de couleurs en cours de la conversion, et de la quantité de produits ne répondant pas aux critères requis qui sont fabriqués avant que la production ne devienne stable. Les pratiques d'ordonnancement suivantes permettraient de réduire ces pertes au minimum :

  • des périodes de fabrication plus longues;
  • une production en continu;
  • des pratiques de changement rapide de filière;
  • le regroupement de la production par matière et par couleur.
Conditions de transformation

Les matières peuvent se dégrader par un échauffement durant le procédé. Toutes les matières doivent être transformées conformément aux recommandations des fabricants. De mauvais instruments de mesure, des matières premières contaminées ou des vis et des fourreaux usés ou abîmés peuvent également contribuer à la dégradation des matières.

6.1.3.3 Matières rebroyées

Si possible, les matières qui peuvent être rebroyées doivent être identifiées au cours du cycle de production et réorientées directement vers le début de la chaîne. Cela évite de nombreuses manipulations, des risques de contamination ainsi que la possibilité que les matières hygroscopiques absorbent de l'humidité.

6.2 Économie d'énergie

Pour la plupart des procédés dont il est question dans le présent guide, un pourcentage important de la demande d'énergie provient du système d'entraînement de l'extrudeuse. Les entraînements à vitesse variable dont on parle dans le présent chapitre ont permis de réaliser des économies d'énergie, soit jusqu'à 20 p. 100 dans certaines applications d'extrusion. Il est possible de réaliser des économies d'énergie allant jusqu'à 45 p. 100 en ce qui concerne les dispositifs de fermeture des moules, en utilisant une combinaison de techniques.

Le Programme d'économie d'énergie dans l'industrie canadienne (PEEIC) a publié des études détaillées sur les Possibilités d'amélioration de l'efficacité énergétique dans l'industrie de la plasturgie pour les trois principaux procédés suivants : 1) l'extrusion; 2) le moulage par injection; 3) le moulage par soufflage. Ces études traitent également des systèmes auxiliaires et des systèmes de l'usine. Une partie importante de ces économies peuvent être réalisées sans grandes dépenses en capital.

Certains extraits de ces études du PEEIC sont présentés au tableau 6-1.

Tableau 6-1 Possibilités de grandes économies d'énergie – Matériel de transformation
Système Technique d'économie d'énergie Économies
réalisables
en %
Système d'entraînement
de l'extrudeuse
Adaptez la taille et la vitesse du moteur à l'application. Pensez aux moteurs à haut rendement. 20
Réchauffage du fourreau Isolez le fourreau 15
Systèmes de fermeture
du moule, de transfert
et de verrouillage
Utilisez une puissance hydraulique variable correspondant aux exigences de la charge. Solutions possibles : entraînements à vitesse variable, pompes volumétriques variables, accumulateurs et système de contrôle. 45
Système hydraulique
centralisé
Installez un système hydraulique central desservant un ensemble de machines. 50
Système à air comprimé Assurez-vous que la taille du système est appropriée, que celui-ci est bien entretenu et que les compresseurs sont « étagés ». 20

6.2.1 Sélection de matériel éconergétique

Auparavant, les achats de nouveau matériel étaient évalués sur la base des coûts en capital, des coûts d'installation, des coûts de production et des coûts de maintenance prévus. Les coûts énergétiques et les questions d'utilisation des ressources n'étaient pas autant pris en considération.

Aujourd'hui, la plupart des vendeurs de machinerie et de matériel sont bien capables de discuter des coûts énergétiques prévus. Les données présentées par les vendeurs sont généralement mesurées dans des conditions idéales de fonctionnement, mais il est souvent possible de bien évaluer l'efficacité énergétique, facteur qui doit être pris en compte au moment de la décision d'achat.

D'autres critères importants qui sont souvent négligés sont, entre autres :

  • les niveaux de bruit;
  • l'accès pour la maintenance et le nettoyage des déversements;
  • la facilité de nettoyage;
  • la sécurité.

6.2.2 Remplacement du matériel inefficace pendant la maintenance

De nombreuses possibilités d'amélioration sont négligées lorsque la maintenance des machines s'effectue dans des conditions d'urgence. La tendance est de remplacer le matériel existant par un modèle identique tenu en réserve. Il peut cependant être intéressant, au remplacement d'un moteur électrique irréparable, d'envisager les nombreux avantages que présente un modèle à haut rendement. Économiquement parlant, il n'est pas conseillé de remplacer un moteur en état de marche par un modèle à haut rendement, mais l'opération peut être rentable si le moteur d'origine ne fonctionne plus et doit être remplacé.

D'importantes économies peuvent être également réalisées à peu de coût ou sans frais en appliquant un programme de maintenance détaillé et périodique. Les fabricants de matériel proposent généralement un programme et des procédures de maintenance adéquats. Un programme bien détaillé doit permettre de planifier et de coordonner les procédures d'inspection et de maintenance préventive du matériel ainsi que les procédures de nettoyage, plutôt que d'attendre que le matériel tombe en panne.

6.2.3 Moteurs

À l'achat de nouveau matériel ou du remplacement de moteurs usés, envisagez l'achat de moteurs à haut rendement, en particulier dans le cas d'applications exigeant des charges importantes ou de longues périodes de fonctionnement.

Les moteurs doivent être prévus pour fonctionner à une charge comprise entre 75 et 100 p. 100. Pour les applications non essentielles qui exigent une charge constante comme les ventilateurs, choisissez des moteurs pouvant fonctionner à une charge le plus près possible de 100 p. 100. Ne choisissez pas une taille surdimensionnée en pensant à l'avenir, à moins d'avoir des raisons précises de le faire. Des moteurs surdimensionnés, munis de câbles et de démarreurs appropriés entraînent des coûts en capital plus importants et des coûts de fonctionnement plus élevés en raison de la pénalité liée au facteur de puissance.

Voici les principaux avantages d'un moteur à haut rendement :

  • des économies sur les coûts de fonctionnement;
  • une plus longue durée de vie des bobinages et des roulements;
  • un facteur de puissance amélioré;
  • la réduction ou l'élimination des pénalités liées au facteur de puissance;
  • la réduction ou l'élimination de l'utilisation de condensateurs pour corriger le facteur de puissance;
  • un meilleur comportement pendant les surcharges de courte durée;
  • la réduction de la production de chaleur, ce qui entraîne une durée de vie prolongée et des exigences plus faibles quant au refroidissement du moteur.

Calcul de la période de récupération

kW économisés = HP x 0,746 x (1/efficacité normale - 1/haut rendement)

HP = exigence en puissance mécanique

$ économisés = kW économisés x heures annuelles de fonctionnement x coût énergétique moyen

  • Période de récupération =  
  • Prime pour les moteurs à haut rendement
    $ économisés

 

Les moteurs à haut rendement utilisent généralement de 1 à 4 p. 100 moins d'électricité que les moteurs classiques; par ailleurs, pour certaines applications, ils ont une durée de vie plus longue et sont plus fiables que les autres.

Le Guide d'évaluation du rendement des systèmes moteurs éconergétiques (2004) du PEEIC offre d'excellents renseignements permettant de choisir des systèmes moteurs. Il propose des règles simples permettant d'envisager l'achat de moteurs à haut rendement :

1) Demandez un moteur à haut rendement pour les nouvelles installations fonctionnant plus de 3 500 heures par année.

2) Choisissez un moteur à haut rendement si le moteur doit fonctionner à plus de 75 p. 100 de sa capacité.

3) Achetez un moteur à haut rendement au lieu de faire rebobiner un vieux moteur standard.

4) Demandez un moteur à haut rendement quand vous achetez un équipement complet.

5) Utilisez un moteur à haut rendement dans le cadre de votre programme d'entretien préventif.

6.2.4 Entraînements à vitesse variable

Pour les applications qui demandent des charges variables comme les ventilateurs, les séchoirs et les pompes, il faut envisager l'installation d'entraînements à vitesse variable. En voici certains avantages :

  • des économies d'énergie de 10 à 40 p. 100 par rapport aux moteurs à vitesse constante, selon l'application;
  • l'usure réduite du moteur s'il tourne à une vitesse plus lente et un couple réduit lorsque la capacité de production est moins importante;
  • le démarrage en douceur, ce qui limite les changements de puissance et l'usure des composants mécaniques.

Par ailleurs, les entraînements à vitesse variable permettent d'améliorer les procédés pour les applications qui nécessitent le contrôle de la vitesse de rotation des éléments. Les entraînements à vis en sont un bon exemple puisqu'ils peuvent conserver leurs vitesses d'alimentation adaptées.

Les entraînements à vitesse variable peuvent également remplacer les commandes de réglage classiques pour surveiller le débit des gaz, ce qui permet aux ventilateurs centrifuges et aux séchoirs de fonctionner à des débits variés sans risque de pompage. Les pompes peuvent également fonctionner à des débits variés si l'on contrôle la vitesse de la pompe au lieu de régler le débit avec des vannes de réglage. Les entraînements à vitesse variable présentent d'autres avantages : la réduction des coûts de refroidissement, du bruit dans l'usine et de l'usure des moteurs et du matériel qu'ils commandent.

Il existe divers types d'entraînements à vitesse variable : des thyristors (redresseurs commandés au silicone) avec des moteurs à courant continu, des entraînements à vitesse variable de moteurs à courant continu et des entraînements sans balais à courant continu. Les thyristors ne sont pas aussi efficaces que les deux autres types; de plus, ils nécessitent beaucoup de maintenance. Les entraînements sans balais de moteurs à courant continu sont les plus efficaces mais leur coût est supérieur à celui des entraînements de moteurs à courant continu.

Voici certains avantages de ces entraînements sans balais de moteurs à courant continu : une plus grande plage de vitesse, un réglage bien plus précis de la vitesse, une pleine capacité de couple, un rendement plus efficace, une plus petite taille pour la même puissance et une maintenance allégée. Le facteur de puissance est également plus élevé que dans les autres dispositifs d'admission à courant continu.

Le principal inconvénient des moteurs à entraînement à vitesse variable est leur coût élevé, qui doit être évalué en comparaison avec les économies d'énergie réalisables tout au long du cycle de vie, et avec la valeur des autres avantages. Un logiciel, que l'on peut obtenir gratuitement auprès des fournisseurs ou en le téléchargeant à partir de leur site Web, permet de calculer les économies d'énergie. Les applications liées aux entraînements doivent être évaluées afin d'estimer les économies réalisables, car ce ne sont pas toutes les applications qui présentent des possibilités d'économies d'énergie intéressantes.

  • Charges à couple variable – la plage de vitesse est de 50 à 100 p. 100 de la vitesse maximale, ce qui peut engendrer des économies d'énergie importantes.
  • Charges à puissance constante – généralement, ces applications ne permettent pas de réaliser des économies d'énergie en réduisant la vitesse.
  • Charges à couple constant – généralement, ces applications permettent de réaliser des économies d'énergie modérées à des vitesses moindres.

Source : Guide d'évaluation du rendement des systèmes moteurs éconergétiques (2004) du PEEIC

Une analyse plus détaillée des systèmes réglables ou à entraînement à vitesse variable figure dans le document précité.

6.2.5 Pompes hydrauliques

La liste suivante présente les éléments à prendre en compte en ce qui concerne les pompes hydrauliques :

  • Il faut les faire fonctionner à plus de 75 p. 100 de leur capacité, sinon elles sont à l'origine d'une pénalité énergétique importante.
  • Il ne faut pas utiliser de pompes de régulation de pression, car ces pompes gaspillent l'énergie.
  • Il faut utiliser des pompes à débit variable (volumétriques) ou plusieurs pompes volumétriques fixes à entraînement indépendant. Cette option nécessite un équipement de contrôle composé d'un automate programmable, ainsi qu'une maintenance méticuleuse pour bien fonctionner.

6.2.6 Systèmes hydrauliques

Si vous utilisiez un système hydraulique, vous devriez suivre les recommandations suivantes :

  • Utilisez des accumulateurs, surtout pour le moulage par injection.
  • Si possible, alimentez plusieurs moteurs et cylindres hydrauliques à partir d'un seul système hydraulique central, en particulier pour un ensemble de machines servant au moulage par injection. Ainsi, la puissance nécessaire pour l'ensemble des machines tend à être mieux répartie; les coûts de maintenance sont également réduits.
  • En faisant fonctionner un ensemble de machines à partir d'un seul système hydraulique, il n'est pas nécessaire de disposer d'un système de contrôle perfectionné. Cela permet également de réaliser d'importantes économies d'énergie avec des machines plus anciennes, sans avoir à remplacer leurs composants.
  • En installant un seul système hydraulique, regroupez les machines ou les fonctions nécessitant une pression semblable; vous devrez éventuellement ajouter des détecteurs de charge si la pression requise n'est pas uniforme.
  • Les presses à mouler par injection doivent comprendre deux cylindres : un cylindre de faible diamètre à course allongée pour le transfert des moules et un cylindre de large diamètre à course réduite pour le verrouillage des moules.

Il est souvent difficile de justifier la mise à niveau des systèmes et des composants hydrauliques en se fondant uniquement sur la réalisation d'économies d'énergie. Les améliorations de productivité et de qualité ainsi que la réduction des coûts de maintenance doivent également être prises en compte.

De manière générale, la mise à niveau du matériel ancien existant peut ne pas être rentable si les machines sont petites ou si les modifications sont difficiles à réaliser. L'achat de nouveau matériel éconergétique avec de nouveaux contrôles et de nouveaux modes de fonctionnement peut être plus économique. Il importe de s'assurer que la pénalité énergétique des technologies plus anciennes est prise en compte et que tous les effets sont considérés au moment de décider d'acheter du nouveau matériel. Si plusieurs machines sont disponibles pour la production, il serait intéressant d'envisager l'utilisation du matériel le plus éconergétique si le calendrier de production le permet.

6.2.7 Composants des machines

Il importe de remplacer les composants usés, telles les valves, par des produits plus efficaces.

L'efficacité des machines de moulage par injection munies de moteurs hydrauliques à palettes diminue si le moteur tourne à moins de 80 p. 100 de la vitesse nominale. Pour augmenter la plage de vitesse, installez une boîte d'engrenage à deux ou trois vitesses. Sinon, remplacez le moteur hydraulique à palettes par un moteur à couplage conductif à piston, qui est efficace à toutes les vitesses. Une option plus coûteuse consiste à installer un entraînement à vitesse variable électrique. Le coût de l'électronique de puissance a diminué, et dans certains cas cette option peut être rentable.

6.2.8 Vis et fourreaux

Un pourcentage élevé des besoins énergétiques totaux (jusqu'à 30 p. 100) du matériel de moulage et d'extrusion sert à la plastification des matières. La conception des vis est la caractéristique la plus importante des extrudeuses et des machines à moulage par injection. La technologie de conception des vis est en constante évolution et de nombreux fournisseurs peuvent fournir des renseignements sur le diamètre de vis approprié, la géométrie et le rapport longueur/diamètre adéquat pour une matière particulière et un taux de plastification particulier. Il est possible de réaliser près de 20 p. 100 d'économies d'énergie dans certains cas. Si le taux de consommation d'énergie de la machine est élevé et que les demandes de production sont prévisibles, le remplacement de la vis peut être justifié. Les vis et les fourreaux doivent être vérifiés tous les cinq à six mois. Remplacez ou réparez les vis usées car la période de récupération est courte (quelques semaines).

Les bandes chauffantes comptent pour environ 14 p. 100 des dépenses énergétiques. Il est recommandé de bien isoler le fourreau afin de réaliser des économies d'énergie et de mieux contrôler la température de fusion. Les bandes chauffantes en mica ne doivent pas être isolées; cela pourrait réduire leur durée de vie.

6.2.9 Procédures de gestion de l'énergie

Afin de réaliser et de maintenir des économies d'énergie, les entreprises de transformation des matières plastiques doivent envisager une approche d'amélioration systématique ou continue pour la gestion de l'énergie. Les possibilités d'économiser l'énergie (qui sont en grande partie de nature technique) décrites tout au long du présent guide sont à prendre sérieusement en considération s'il s'agit de réduire la consommation des ressources; cependant, ce sont aux pratiques de gestion de l'énergie qui encouragent ces améliorations qu'il faudra prêter attention, car elles gagneront en importance au fil du temps (voir la figure 6-3).

Image: Diagramme 6.3

Les 10 domaines clés d'un programme de gestion énergétique sont indiqués ci-dessous :

  • Leadership – Des programmes de gestion qui portent fruit se caractérisent par l'engagement et le leadership des dirigeants. Cela signifie que les cadres supérieurs, y compris le PDG et le conseil d'administration, définissent l'orientation à donner à la gestion de l'énergie, démontrent et communiquent de façon efficace que la gestion énergétique est un élément important au sein de l'entreprise, et s'engagent à obtenir des résultats.
     
  • Compréhension – Une approche officielle permettant de déterminer les principaux secteurs consommateurs d'énergie ainsi que les possibilités d'économies. La réalisation d'une étude de base portant sur l'ensemble des activités et la consommation énergétique globale pourrait donner à l'organisation des idées quant aux possibilités de maîtrise des coûts, au-delà des solutions simples déjà adoptées.
     
  • Planification – La planification est un élément essentiel de tout processus de changement efficace. Le processus de planification doit inclure des mesures précises à court terme (90 jours) et à plus long terme (2 ou 3 ans) accompagnées d'objectifs clairs. Un plan de gestion énergétique bien défini permettra de maintenir le cap et de tirer parti de bénéfices rapides (et visibles) provenant de la gestion énergétique.
     
  • Ressources humaines – Il est indispensable pour la réussite d'un programme de gestion de l'énergie de compter sur des employés bien formés, sensibilisés aux problèmes de la gestion énergétique et prêts à réaliser les objectifs en matière d'économies d'énergie.
     
  • Gestion financière – Le budget des immobilisations et le budget d'exploitation doivent être réexaminés à la lumière de la gestion de l'énergie. Le rendement du capital investi en matière d'efficacité énergétique doit prendre en compte les coûts de production tout au long du cycle de vie des bâtiments et du matériel. Des procédures et des mesures incitatives doivent être mises en place afin de s'assurer que les investissements en efficacité énergétique sont évalués de manière précise et cohérente.
     
  • Gestion des approvisionnements – Les entreprises de transformation des matières plastiques doivent périodiquement évaluer leur approvisionnement en énergie sur un marché concurrentiel et passer en revue les mécanismes employés afin d'assurer un haut niveau de qualité et de fiabilité.
     
  • Opérations et maintenance – Les employés chargés des opérations doivent être sensibilisés aux paramètres d'efficacité énergétique requis en intégrant ces paramètres aux procédures opérationnelles et aux directives de travail, ainsi qu'en incluant des mesures convaincantes d'efficacité énergétique dans le cadre du programme standard de maintenance : ce sont là des éléments clés permettant de réaliser des économies de coûts liés à l'énergie.
     
  • Usine et matériel – Un processus de gestion énergétique judicieusement élaboré comprend des lignes directrices établies en fonction des nouvelles conceptions et innovations, cela afin d'optimiser l'efficacité énergétique partout dans une usine de transformation des matières plastiques.
     
  • Contrôle et établissement de rapports – Les entreprises de transformation des matières plastiques doivent s'assurer que les flux énergétiques appropriés sont mesurés et que des rapports utiles sont produits afin de suivre la consommation de l'énergie et de la gérer de façon proactive.
     
  • Atteinte des objectifs – Il importe de passer en revue les projets déjà mis en oeuvre afin de s'assurer que les objectifs initiaux sont atteints, de donner en retour les résultats et d'apporter les changements qui s'imposent aux divers procédés et activités. Non seulement de tels examens vont permettre de réaliser encore plus d'économies, mais les résultats pourront servir à élaborer et à mettre en place les futurs projets ou processus d'amélioration.

Plusieurs sources ont été recensées pour aider les entreprises de transformation des matières plastiques à élaborer des pratiques de gestion de l'énergie et ainsi établir un programme d'amélioration continue. Les liens correspondants sont indiqués ci-dessous.

6.2.9.1 Sources utiles pour l'élaboration d'un programme de gestion de l'énergie

Il est possible d'obtenir une copie du Guide de planification et de gestion de l'efficacité énergétique du PEEIC à l'adresse suivante : oee.rncan.gc.ca/peeic.

Pour obtenir des renseignements à propos du programme ENERGY STAR® de la U.S. Environmental Protection Agency, consultez le site Web à l'adresse suivante : www.energystar.gov/index.cfm?c=guidelines.download_guidelines (normalisation).

6.3 Conservation de l'eau

Pour les entreprises de transformation des matières plastiques qui utilisent des quantités importantes d'eau pour le refroidissement lié au procédé, les considérations de conception du système ainsi que les formules de calcul suivantes peuvent être utilisées afin d'évaluer les économies réalisables en installant des systèmes de recyclage plutôt que d'utiliser de l'eau à passage unique dans les conduits d'alimentation.

6.3.1 Considérations sur la conception des systèmes

Selon des statistiques gouvernementales, l'industrie de transformation des matières plastiques recycle environ 87 p. 100 de l'eau qu'elle utilise. Le présent chapitre vise à aider les entreprises de cette industrie qui utilisent de l'eau de refroidissement à passage unique à évaluer les possibilités d'économies à cet égard. Les possibilités d'économies de coûts dépendent de plusieurs facteurs dont :

  • la quantité d'eau utilisée pour refroidir en passage unique et sans contact (m3/h ou gallons par minute);
     
  • le coût associé à l'eau de refroidissement : coûts d'approvisionnement en eau et coûts du rejet de cette eau dans les égouts (le prix de l'eau au Canada varie entre 0,38 $/m3 et 1,01 $/m3);
     
  • la charge calorifique produite par le matériel, exprimée en heures par an;
     
  • la température requise pour l'eau de refroidissement;
     
  • le coût en capital du système de recyclage de l'eau de refroidissement;
     
  • le coût de fonctionnement du système d'eau de refroidissement;
     
  • le coût de l'eau d'appoint.

L'eau ne doit pas entrer en contact avec quoi que ce soit afin de pouvoir être recyclée. Très souvent, on doit purger le système et utiliser des additifs chimiques pour contrôler le pH de l'eau, sa dureté, le développement de bactéries ainsi que les matières en suspension. L'eau de purge serait alors acheminée vers les égouts, donc une faible quantité d'eau d'appoint serait nécessaire. La quantité d'eau (de purge et d'appoint) ainsi utilisée dans ce genre de système devrait être minime, mais variera selon chaque système.

Voici les trois systèmes de refroidissement fondamentaux pouvant être mis en place :

1. Refroidisseur portable destiné aux faibles charges calorifiques (charge calorifique comprise entre 1 et 9 tonnes)
2. Refroidisseur permanent ou tour de refroidissement pour les charges calorifiques moyennes (charge calorifique comprise entre 9 et 36 tonnes)
3. Refroidisseur permanent et tour de refroidissement pour les charges calorifiques importantes (charge calorifique supérieure à 36 tonnes)

Les applications produisant une charge calorifique moyenne peuvent utiliser un refroidisseur ou une tour de refroidissement en fonction du procédé utilisé, du volume d'eau ainsi que de la température exigée pour l'eau de refroidissement. Dans le cas où la température de l'eau de refroidissement est élevée mais où le volume de cette eau est faible, une tour de refroidissement pourrait être appropriée. En effet, les coûts de fonctionnement d'un refroidisseur étant élevés, les économies réalisées en consommation d'eau sont moindres.

6.3.2 Calculs

Utilisation d'eau de refroidissement et charge de refroidissement

La section suivante permet de calculer la charge calorifique de l'eau de refroidissement.

Type de refroidissement : Image: clear image for underlined effect

Débit de l'eau de refroidissement :  Image: clear image for underlined effectm3/h

Température requise de l'eau de refroidissement : Image: clear image for underlined effect°C

Température de l'eau de refroidissement
au terme du procédé de refroidissement : Image: clear image for underlined effect°C

Différence de température (Math symbolT) = Température requise de   –
l'eau de refroidissement
au terme du procédé
de refroidissement
Température de l'eau
de refroidissement

= Image: clear image for underlined effect°CImage: clear image for underlined effect°C

= Image: clear image for underlined effect°C

Charge calorifique (tonnes) = [débit (m3/h) x Math symbolT (°C)] / 3

= [   (m3/h) x   (°C)] / 3
=   tonnes

Coûts de l'eau

Cette section permet de calculer les coûts annuels liés au refroidissement de l'eau.



Quantité d’eau utilisée par an =   m3/h x    
heures/jour x   jours/semaine x   semaines/an
=   m3/year

Coût annuel de l'eau =>  $/m3m3/an

Coûts du refroidisseur et période de récupération

Reprenez la charge calorifique (en tonnes) calculée précédemment afin de déterminer le type de refroidisseur le mieux adapté à vos besoins comme l'indique le tableau 6-2.

Tableau 6-2 Systèmes de refroidissement appropriés selon la fourchette de la charge calorifique
Charge calorifique
(en tonnes)
Type de refroidisseur
1–9 Refroidisseur portable
9–36 Refroidisseur permanent ou tour de refroidissement
36+ Refroidisseur et tour de refroidissement

Le tableau 6-3 présente des exemples de besoins en énergie selon les charges calorifiques et le type de refroidisseur.

Tableau 6-3 Exemples de besoins énergétiques selon la charge calorifique et le type de refroidisseur
Charge calorifique
(en tonnes)
Type de refroidisseur Besoin énergétique
6,75 Refroidisseur portable 14,0 kW
27 Refroidisseur permanent 45,9 kW
27 Tour de refroidissement 6,5 kW
90 Refroidisseur et tour
de refroidissement
62,5 kW

Économies nettes

Cette section permet de calculer les économies nettes réalisables en installant un système de refroidissement. Comme il est indiqué plus haut, il faut tenir compte également du coût de l'eau d'appoint.

Utilisez la formule suivante pour calculer les coûts énergétiques approximatifs par an.

Coût énergétique de base = $/kWhImage: clear image for underlined effect (environ 0,08 $/kWh)

Besoin en électricité = Image: clear image for underlined effectkW (d'après le tableau 6.3)

Coût énergétique = Coût énergétique de base x Besoin en électricité x Nombre d'heures de fonctionnement par an

= $/kWh x kW x heures/jour x jours/semaine x semaine/an
= $ /an  

Économies nettes = Coût annuel en eau – [(Coût de fonctionnement du refroidisseur) + (Coût de l'eau d'appoint)]

Période de récupération

Cette section permet de calculer la période de récupération simple liée à l'installation d'un système de refroidissement.

Période de récupération = Coût approximatif du système de refroidissement / Économies nettes

=   /$   ($ /an)
 
=   an(s)  

6.4 Systèmes auxiliaires et matériel de l'usine

La présente section propose des possibilités très intéressantes par rapport à l'efficacité des systèmes auxiliaires.

Le tableau 6-4 contient des extraits d'études du PEEIC. Ces chiffres indiquent les possibilités d'économies pour divers systèmes auxiliaires.

Tableau 6-4 Économies d'énergie réalisables selon les systèmes auxiliaires
Système auxiliaire Technique d'économie d'énergie Économies
réalisables
en %
Séchoirs de matières
(électriques)
Utilisez des séchoirs électriques à haut rendement. 30
Séchoirs de matières
(au gaz naturel)
Utilisez des séchoirs au gaz naturel pour les applications à haut volume (par exemple pour le polyéthylène téréphtalate). 70
Contrôle du point de condensation Installez des moniteurs du point de condensation sur les séchoirs. 20
Système à air comprimé Assurez-vous de la capacité et du fonctionnement du système. Si la capacité le permet, utilisez des compresseurs étagés. 20
 

6.4.1 Séchoirs

Afin d'obtenir de bonnes conditions de séchage, un séchoir doit offrir les caractéristiques suivantes : une température de séchage et un point de condensation appropriés pour la quantité d'air utilisée; un temps de rétention adéquat pour toute la résine passant dans la trémie; une bonne distribution du débit d'air passant dans la trémie.

Séchoirs à gaz

Plusieurs fabricants proposent des séchoirs à gaz naturel modulaires qui permettent de réaliser des économies d'énergie allant de 60 à 80 p. 100 par rapport aux systèmes électriques. Des brûleurs au gaz naturel peuvent également être installés sur des séchoirs électriques existants pour environ 50 p. 100 du prix initial. Ces unités sont pratiquement identiques, du point de vue mécanique, aux séchoirs électriques. Cependant, des échangeurs de chaleur peuvent être utilisés pour maintenir les niveaux d'humidité indiqués afin de compenser pour l'eau générée par la combustion du gaz. Alors que les coûts en capital peuvent être plus élevés que pour les séchoirs électriques, les fabricants annoncent des périodes de récupération d'une moyenne de 12 mois pour les applications à volumes élevés.

Séchoirs à deux phases

Les systèmes à deux phases, qui comprennent une étuve de séchage et un déshumidificateur, peuvent servir à assécher les résines hygroscopiques, tout en augmentant leur température pour le procédé de fusion ultérieur. Les fabricants prétendent que ces systèmes sont très éconergétiques, particulièrement si la chaleur perdue provenant d'un premier séchoir est récupérée par un échangeur de chaleur et réutilisée dans le second séchoir. Les systèmes à deux phases permettent d'augmenter la durée de vie des composants du séchoir (tel le déshydrateur du séchoir utilisé au cours de la seconde phase).

Éléments chauffants

Au lieu des systèmes de chauffage central, il est possible d'installer dans chaque bac de séchage des éléments chauffants plus petits et que l'on règle de manière indépendante, ce qui permet d'éviter les pertes d'énergie dans les tuyaux ou les conduits. D'autres systèmes combinent les étapes du séchage et du transfert en une seule unité.

Commandes à microprocesseur

Le séchage constitue un autre domaine où l'utilisation de commandes à microprocesseur peut permettre d'améliorer les procédés de façon substantielle. Les séchoirs fonctionnent souvent à un niveau inférieur à leur capacité maximale, utilisant ainsi plus d'énergie que nécessaire pour retirer l'humidité. Au moyen des commandes à microprocesseur développées récemment, les capteurs de température et du point de condensation installés à des endroits stratégiques dans chaque séchoir fournissent des données qui alimentent un profil de séchage programmé pour chaque type de résine en transformation. Le profil résultant contrôle automatiquement le débit d'air chaud, engage le remplacement des cartouches de déshydratant, et maintient le point de condensation ainsi que les températures de séchage, ce qui permet de maximaliser le rendement quant à la production réelle et aux conditions de séchage dans l'unité. Cependant, compte tenu du niveau de fiabilité actuel du système à commandes à microprocesseur, il est conseillé de procéder à des vérifications manuelles périodiques afin de s'assurer du bon fonctionnement de l'ensemble.

Isolation

La trémie ou le bac de séchage, ainsi que tout autre conduit d'air chaud y étant associé, peuvent être revêtus d'une gaine calorifuge pour empêcher la déperdition de chaleur.

Récupération d'énergie

La décharge de la chaleur s'échappant des bacs de séchage peut être récupérée au moyen d'un échangeur de chaleur et utilisée pour chauffer l'usine, préchauffer l'air entrant, préchauffer les matières destinées à l'extrudeuse, ou chauffer les matières dans les autres bacs de séchage ou de déshumidification.

6.4.2 Systèmes électriques

Les économies d'énergie réalisables en fonction des moteurs adaptés selon certaines recommandations ont déjà été présentées. D'autres économies peuvent être réalisées après examen de la demande générale en électricité de l'usine. Les coûts en électricité d'une usine reposent généralement sur les éléments suivants :

  • la demande de pointe en électricité (kW);
  • la consommation d'énergie (kWh);
  • la pénalité liée au facteur de puissance.

La demande de pointe se produit souvent à des moments précis de la journée; elle peut être réduite en coupant l'alimentation en énergie des machines non essentielles au cours de cette période, en reprogrammant à un moment ultérieur certaines opérations ou en améliorant l'efficacité énergétique des opérations. La réduction de la consommation est abordée ailleurs dans le guide.

Un faible facteur de puissance est généralement causé par des moteurs à courant alternatif à induction, des transformateurs et des ballasts en charge réduite. Les services publics facturent généralement une pénalité de facteur de puissance aux clients dont le facteur est inférieur à 90 p. 100. La solution standard la plus économique pour corriger le facteur de puissance consiste à ajouter des condensateurs au système.

6.4.3 Systèmes à air comprimé

Les conseils suivants permettent d'augmenter l'efficacité des systèmes à air comprimé et de réduire le coût et la consommation d'air comprimé :

  • Évitez les fuites d'air – même une petite fuite peut faire grimper les coûts de manière importante; les coûts d'une vérification annuelle et de l'obturation des fuites sont généralement remboursés en quelques mois.
  • Utilisez la plus basse pression possible – recherchez des moyens de diminuer la pression du système : si l'une de vos machines nécessite une pression plus élevée, envisagez d'utiliser un amplificateur d'air au point d'utilisation, plutôt que d'augmenter la pression du système entier afin de répondre à la pression plus importante requise par une seule machine.
  • Maximalisez la taille du système – n'utilisez pas de compresseurs trop gros : utilisez une tuyauterie de taille adéquate afin de réduire les chutes de pression et fournir un espace de stockage approprié (en règle générale : 3 gallons par pied cube par minute de livraison).
  • Évitez l'accumulation d'eau dans le système – l'eau cause de la corrosion à l'intérieur des tuyaux d'air comprimé, ce qui réduit l'efficacité de tout le système.
  • Utilisez de l'air frais provenant de l'extérieur de l'usine – plus l'air est frais, moins il contient d'humidité et plus sa densité est importante, ce qui le rend plus facile à comprimer.
  • Utilisez des buses de conception spéciale – pour les opérations de purge, l'utilisation de buses de conception spéciale peut permettre d'utiliser jusqu'à 85 p. 100 moins d'air qu'avec un tube en cuivre ou une ligne ouverte. Les buses de conception spéciale sont rentables en très peu de temps.
  • Choisissez une stratégie de contrôle pour des unités de compression multiples – envisagez l'installation d'un système de commande qui utiliserait les différentes unités en fonction des besoins en pression et des priorités. Dans certains cas, un entraînement à vitesse variable pour l'un des compresseurs peut s'avérer rentable rapidement.

Il est possible d'obtenir un complément d'information sur la maximisation de l'efficacité des systèmes à air comprimé auprès de l'organisme Compressed Air Challenge® (www.compressedairchallenge.org), composé d'utilisateurs, de fabricants, de distributeurs américains de l'industrie et de leurs associations, ainsi que des organismes chargés de l'efficacité énergétique et des services publics.

6.4.4 Éclairage

Les lignes directrices suivantes permettent de réduire la demande d'électricité requise par les systèmes d'éclairage :

Réduisez le nombre d'appareils d'éclairage au niveau adéquat pour la réalisation des opérations

De manière générale, les systèmes d'éclairage dépassent les besoins pour lesquels ils ont été conçus. La réduction du nombre d'appareils, d'ampoules ou de tubes permet souvent de réduire les coûts d'énergie tout en maintenant des niveaux d'éclairage adéquats. Les ballasts excédentaires doivent être enlevés si un nombre inférieur d'appareils d'éclairage fluorescents est suffisant. En effet, les ballasts consomment de l'énergie même si les tubes fluorescents sont enlevés.

Utilisez une technologie plus efficace

Remplacez les lampes à incandescence existantes par des lampes fluorescentes à faible consommation d'énergie, des lampes aux halogénures ou des lampes à décharge à haute intensité. Les lampes fluorescentes sont généralement entre 1,5 et 2 fois plus efficaces que les lampes à incandescence; les lampes à sodium à haute pression sont, à leur tour, entre 1,5 et 2 fois plus efficaces que les lampes fluorescentes. Le tableau 6-5 donne un aperçu des coûts de fonctionnement (basés sur un tarif de 0,08 $/kWh), de la consommation d'électricité et des données sur la puissance lumineuse de sortie de divers systèmes d'éclairage. Le tableau comprend les données relatives aux ballasts.

Tableau 6-5 Efficacité des systèmes d'éclairage
Type d'éclairage Coût annuel
($/ampoule/
quart/an)
Puissance
des ampoules
(watts)
Puissance
lumineuse
de sortie
(lumens/watt)
Lampes fluorescentes standard de 4 pi (T12) avec
ballast magnétique standard
7,4 46 58
Lampes fluorescentes
éconergétiques de 4 pi (T8)
avec ballast électronique
5,0 31 83
Lampes fluorescentes
standard de 8 pi (T12) avec
ballast magnétique standard
14,1 88 70
Lampes fluorescentes
éconergétiques de 8 pi (T8)
avec ballast électronique
8,5 53 102
Lampes fluorescentes à
rendement élevé de 8 pi (T12)
avec ballast magnétique standard
20,6 129 65
Lampes fluorescentes (T8)
éconergétiques et à rendement élevé
de 8 pi avec ballast électronique
12,8 80 100
Lampe à vapeur de sodium à haute pression de 400 W 74,4 465 97
Lampes aux halogénures de 400 W 72,8 455 63
Lampes à vapeur de mercure de 400 W 72,0 450 40
 

Il faut fermer les lumières lorsqu'elles ne sont pas utilisées

L'utilisation de minuteries, de détecteurs de présence ou de cellules photoélectriques peut aider à réduire les coûts énergétiques en fermant les lumières ou en diminuant leur intensité selon les besoins. En règle générale, les lampes à incandescence doivent toujours être fermées lorsqu'elles ne sont pas utilisées; les lampes fluorescentes doivent l'être également si elles ne sont pas utilisées pendant plus de 15 minutes; les lampes aux halogénures et les lampes à décharge à haute intensité doivent être fermées si elles ne sont pas utilisées pendant plus d'une heure.

Il faut également tenir compte des éléments suivants :

  • L'énergie liée à l'éclairage est gaspillée quand il n'y a pas d'interrupteurs locaux.
  • Les activités qui nécessitent un éclairement puissant ou qui impliquent la distinction précise des couleurs requièrent des lampes articulées.
  • Des niveaux excessifs d'éclairage ne rapportent rien, gaspillent l'énergie et peuvent endommager la vue.
  • La lumière du jour est préférable à l'éclairage artificiel, car elle est moins coûteuse et émet moins de chaleur.
  • Des couleurs claires et réfléchissantes sur les plafonds, les planchers et les murs permettent de moins éclairer les pièces.
  • Des niveaux différents d'éclairage (éclairage général et éclairage de tâche) permettent d'économiser l'énergie.
  • Voici des exemples de niveaux d'éclairage général :
    – Bureau – de 30 à 50 pieds-bougies (de 300 à 500 lux)
    – Laboratoire – de 30 à 50 pieds-bougies (de 300 à 500 lux)
    – Zone de production – de 50 à 75 pieds-bougies (de 500 à 750 lux)
     

Il est possible d'obtenir d'autres renseignements sur la maximisation des systèmes d'éclairage dans les usines en consultant le site Web www.iesna.org (en anglais seulement).

6.4.5 Isolation thermique des procédés

L'isolation thermique du matériel et de la tuyauterie offre les avantages suivants :

  • la prévention des pertes de chaleur;
  • le maintien de températures de procédés régulières;
  • la prévention de la condensation;
  • le maintien de conditions de travail confortables et sécuritaires.

6.4.6 Systèmes de chauffage, de climatisation et de ventilation des bâtiments

De nombreux procédés de plasturgie et systèmes auxiliaires émettent de la chaleur. Il est parfois plus économique de récupérer la chaleur ainsi produite avec des échangeurs de chaleur ou d'utiliser l'air ainsi chauffé dans des zones comme les pièces contenant les compresseurs afin de suppléer aux besoins de l'usine en matière de chauffage.

Des thermostats peuvent être programmés pour réduire la charge de chauffage en dehors des heures de travail. Voici d'autres méthodes de réduction des coûts :

Réduction des infiltrations d'air excessives

  • Amélioration du calfeutrage et des coupe-froid autour des portes et fenêtres.
  • Installation de sas d'air et de rideaux d'air.
  • Installation de registres à faible débit de fuite.

Pour installer une ventilation adéquate, suivez les lignes directrices publiées par l'American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE).

Déstratification

Il est possible de réaliser des économies d'énergie durant la période de chauffage hivernale en empêchant la stratification de l'air (air chaud qui monte et s'accumule près du plafond) de la manière suivante :

  • l'installation de ventilateurs de plafond;
  • l'introduction d'air d'appoint près du plafond;
  • l'utilisation du chauffage par rayonnement.

Il est possible d'obtenir d'autres renseignements relativement à la maximisation des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) et à l'efficacité énergétique en consultant le site Web suivant : www.aceee.org/ogeece/ch3_index.htm (en anglais seulement).

6.5 Réduction des émissions

La réduction des émissions dans les entreprises de transformation des matières plastiques est mieux atteinte au moyen de programmes minutieusement conçus qui ont comme objectif de maximaliser l'ensemble des aspects des procédés de fabrication, en particulier ce qui touche l'utilisation des matières premières, ainsi que de l'eau et de l'énergie. Des améliorations continues se produisent par la mise en oeuvre d'un système de gestion de l'environnement efficace. Par ailleurs, en plus de traiter de l'intérêt d'un tel système, le présent document énonce des possibilités supplémentaires d'améliorations énergétiques qui se concentrent précisément sur la conservation des matières, de l'énergie et de l'eau ainsi que sur les économies liées aux systèmes auxiliaires et au matériel des installations. Enfin, il présente une série d'études de cas effectuées dans le secteur de la plasturgie.

6.5.1 Résidus atmosphériques – Gaz et poussière

Les émissions de gaz à effet de serre, surtout de CO2, peuvent être réduites en améliorant de manière continue l'efficacité énergétique. La section 6.2
« Économie d'énergie » présente des possibilités d'amélioration. Ces possibilités possèdent la double caractéristique d'accroître l'efficacité énergétique et de réduire les émissions de CO2 par unité de produit traitée.

6.5.1.1 Réduction des émissions de composés organiques volatils

La stratégie suivante a été approuvée par trois des quatre groupes précités à la section 2.5.1.1; il reste au groupe de travail sur le PVC à élaborer une stratégie propre à ce secteur. Pour les nouvelles installations et les installations modifiées, le groupe de travail a proposé l'adoption des Directives environnementales visant à réduire les émissions de composés organiques volatils provenant de l'industrie de la plasturgie du Conseil canadien des ministres de l'environnement (CCME), publiées en juillet 1997. Ces directives contiennent des normes et des conseils pour réduire les émissions de COV dans les nouvelles installations et les installations modifiées.

Pour les installations existantes, le groupe de travail sur la transformation des matières plastiques recommande l'application de la MTEAR (Meilleure technique existante d'application rentable), comme le recommande le Plan de gestion pour les NOx et les COV de 1990 du CCME. Le groupe de travail propose de travailler à l'adoption et à la mise en oeuvre des directives du CCME visant à réduire les émissions de COV dans les installations de transformation des matières plastiques existantes, lorsque cela est possible, et selon les modalités de la MTEAR. Cela encouragerait l'adoption des dispositions des directives du CCME relatives, par exemple, aux normes liées au fonctionnement et au matériel ainsi que celles liées à la formation et à la tenue de registres.

Les éléments suivants constituent des renseignements supplémentaires au sujet des initiatives de réduction des émissions de COV proposées pour chacun des sous-secteurs relativement aux installations existantes :

Matériaux composites : L'industrie s'engage à mettre en oeuvre les principes indiqués dans le document du CCME. L'ACIP prévoit préparer des trousses de documentation éducative pour renseigner les centaines de fabricants établis au Canada sur les moyens permettant de réduire les émissions de COV. Les lignes directrices ont pour objet de fournir une base permettant la mise en oeuvre de mesures de contrôle cohérentes et de normes industrielles de fonctionnement. Les lignes directrices sont centrées sur la réduction des émissions de COV dans des opérations de transformation et de nettoyage, la manutention et le stockage des matières contenant des COV, et la manutention et l'élimination des déchets.

Les fournisseurs de résines ont déjà réussi dans l'ensemble à ramener la teneur en monomère de styrène des résines d'usage général de 48 à 45 p. 100. Par ailleurs, au Canada l'industrie a été marquée par les changements qu'ont subis les activités de moulage, passant du procédé à moule ouvert au procédé à moule fermé. Cette tendance va se répandre partout en Amérique du Nord au cours de la prochaine décennie. On s'attend à une autre réduction de 10 p. 100 par le procédé à moule ouvert, ce qui va amener une réduction supplémentaire de 10 p. 100 des émissions de COV avant même toute autre réduction dans la teneur en monomère de styrène.

Mousse PSE : L'industrie continuera de transformer des résines à faible teneur en pentane à mesure qu'elles seront disponibles sur le marché. Le but est ainsi d'atteindre l'objectif du CCME, soit 5 p. 100 de COV par unité de poids des résines utilisées de manière collective, lorsque cela est économiquement faisable. Le secteur utilisera, si possible, des matières recyclées afin d'éviter les matières premières qui ont une plus forte teneur en pentane. Parallèlement, les installations existantes vont fixer les objectifs à long terme de leur plan d'investissement sur le remplacement du matériel de transformation existant par du matériel capable de transformer des résines à faible teneur en pentane.

Mousse PE : L'industrie avancera sur deux fronts parallèles. Tout d'abord, elle va obtenir le soutien et le financement nécessaires pour approfondir la recherche d'un gonflant de remplacement. Ensuite, elle va se pencher davantage sur des méthodes permettant de réduire le pourcentage de butane utilisé au cours de la production.

Vinyle : Le groupe n'a pas encore commencé à élaborer une stratégie de réduction. Il a cependant indiqué que l'application d'encres d'impression entraînait plus d'émissions de COV que la transformation par calandrage. Une importante entreprise de transformation de vinyle calandré est membre d'un groupe de travail distinct créé pour traiter des émissions de COV engendrées par les opérations d'impression.

Recommandations générales

Il faut veiller à s'assurer que les températures de transformation recommandées par les fabricants de résine ne soient pas dépassées. Il faut consulter les fiches signalétiques de sécurité de produits des fournisseurs pour connaître les procédures de transformation appropriées et les précautions à prendre ainsi que les mesures d'ingénierie. Pour de nombreuses matières, on recommande l'utilisation de hottes d'évacuation locale à proximité des zones où les matériaux sont chauffés.

Une pratique saine de gestion consiste à prélever périodiquement des échantillons d'air dans l'usine. L'analyse d'échantillons d'air permet de détecter tout problème concernant les émissions atmosphériques ainsi que tout problème lié à la qualité de l'air à l'intérieur de l'usine qui doivent être réglés aux termes du Règlement canadien sur la santé et la sécurité au travail.

6.5.1.2 Réduction des émissions de poussières

Les niveaux de poussières diffuses peuvent également être réduits en utilisant des systèmes de collecte situés à proximité des emplacements clés des installations, par exemple la zone de manutention des matières ou les zones où se déroulent les opérations de mélange et de broyage.

6.5.2 Eaux usées et déchets liquides

Le sujet du recyclage de l'eau de refroidissement a été abordé dans une des sections précédentes.

Le déversement des eaux usées dans un réseau d'égouts pour eaux usées est régi par des règlements municipaux. Afin de réduire au minimum les risques de contamination liés aux effluents d'eaux usées, des mesures d'ingénierie et un plan de prévention des déversements doivent être mis en place. Les éléments suivants constituent des mesures de prévention standard :

  • des intercepteurs d'huile pour les effluents de l'usine;
  • le blocage des collecteurs principaux placés dans des zones probables de déversement;
  • une enceinte de confinement secondaire pour les réservoirs de stockage.

De bonnes procédures de nettoyage permettent de limiter l'introduction de particules dans le réseau d'égouts pour eaux usées. Des intercepteurs d'huile correctement conçus doivent être installés si des déversements d'huile sont probables. Lorsque cela est possible, les siphons de sol à l'intérieur de l'usine doivent être obturés ou scellés afin de contenir les déversements mineurs.

Les réservoirs de stockage où sont entreposés des produits pétroliers ou des produits chimiques dangereux doivent être équipés d'une enceinte de confinement secondaire.

Les déchets liquides nécessitant une manutention spéciale, produits par les entreprises de transformation des matières plastiques, comprennent les huiles hydrauliques usées, les solvants usés et d'autres produits chimiques devant être entreposés et éliminés conformément à la réglementation provinciale.

Les municipalités prélèvent des échantillons des effluents des usines à intervalles réguliers. Cependant, elles n'informent pas toujours les fabricants des niveaux excédentaires; il est donc inexact de présumer que les opérations sont conformes parce que aucune plainte n'a été déposée.

6.5.3 Déchets solides

Des programmes de tri à la source doivent être mis en place afin de récupérer le carton, l'acier, le papier fin, le verre et le carton ondulé. De nombreuses entreprises recyclent déjà les matériaux d'emballage. Les grandes boîtes usagées sont très en demande comme contenants pour le stockage.

Plusieurs entreprises canadiennes se spécialisent dans les matières plastiques recyclées. Des pastilles propres ou rebroyées peuvent être vendues à ces entreprises afin d'être repastillées ou revendues.

6.5.4 Bruit

Une étude sur le bruit doit être menée afin de déterminer les zones où les limites du Règlement canadien sur la santé et la sécurité au travail sont dépassées. Des mesures d'ingénierie doivent être adoptées pour réduire si possible les niveaux de bruit. On doit fournir aux employés un équipement de protection individuel dans le cas où il est impossible de mettre en place des mesures de sécurité et où l'équipement permet d'améliorer le confort des employés.

6.5.5 Eaux de ruissellement

Les eaux de ruissellement, si elles sont déversées dans un fossé ou un autre cours d'eau de surface, peuvent relever de la réglementation fédérale ou de la réglementation provinciale ou territoriale. Les limites concernant les contaminants sont généralement plus strictes que celles imposées aux égouts pour eaux usées. Un plan de gestion des eaux de ruissellement doit être mis en place afin de limiter les risques de contamination.

6.6 Systèmes de gestion de l'environnement

Des systèmes de gestion de l'environnement (SGE) bien conçus, comme la norme ISO 14001 et les programmes de conservation des ressources, aideront les entreprises de transformation à atteindre leurs objectifs en matière de réduction des répercussions sur l'environnement des activités des usines et de réduction des coûts.

Un SGE constitue la partie de la gestion globale d'une entreprise qui se concentre sur les répercussions à court et à long termes sur l'environnement de ses produits, services et procédés.

Un SGE est indispensable pour permettre à une entreprise de prévoir les attentes croissantes en matière de rendement environnemental et d'y répondre, et d'assurer la conformité aux exigences municipales, provinciales ou territoriales, nationales et internationales. On demande souvent aux entreprises de démontrer qu'elles se sont dotées d'un SGE efficace afin d'obtenir du financement et de conserver la valeur de leurs biens immobiliers.

La norme ISO 14001 est un standard reconnu internationalement permettant d'élaborer et de maintenir des systèmes environnementaux. Elle complète de nombreuses manières la série reconnue de normes de qualité ISO 9000.

Les normes de la série ISO 14000 comprend les éléments indiqués ci-dessous (nombre de ces normes sont encore au stade de l'élaboration) :

  • Systèmes de gestion de l'environnement
  • Évaluation de la performance environnementale
  • Audit environnemental
  • Analyse du cycle de vie
  • Écoétiquetage
  • Aspects environnementaux dans les normes des produits

L'annexe II présente la liste détaillée des normes de la série ISO 14000.

Mise en place et gestion d'un système de gestion de l'environnement

L'efficacité d'un SGE peut être améliorée quand on met en pratique les principes de gestion suivants, reconnus comme pouvant contribuer à la réussite de tout projet :

  • l'engagement de la haute direction;
  • la définition claire des responsabilités;
  • des objectifs réalistes et bien définis;
  • la planification et la mise en oeuvre efficaces du programme.

La plupart des programmes couronnés de succès commencent généralement par une vérification. Celle-ci permet de déterminer dans quelle mesure l'environnement est touché par les activités de l'usine, la façon dont les ressources sont utilisées et les possibilités d'amélioration et d'économies. Certaines usines disposent des ressources adéquates à l'interne pour mener une vérification. Pour les autres, il est possible d'obtenir de l'aide et des publications en s'adressant aux services publics et aux administrations publiques. Si les répercussions sur l'environnement sont importantes, si la consommation de ressources est élevée ou si l'évaluation préliminaire indique un fort potentiel d'économies réalisables, il faut développer ces possibilités en s'appuyant sur les ressources internes ou en faisant appel à un conseiller spécialisé dans le domaine.

Une réduction de la consommation des ressources va dans le sens des objectifs du SGE. La réduction de la quantité de ressources utilisées a généralement une incidence positive sur la réduction des répercussions environnementales.

Programme de gestion environnementale
du Conseil du vinyle du Canada


Les membres du Conseil du vinyle du Canada (CVC) ont reconnu la nécessité de démontrer leur engagement à non seulement se conformer à la réglementation sur la santé et la sécurité environnementales, mais également à se montrer plus responsables et à l'écoute des préoccupations évolutives de la société. Le CVC croit qu'il est important que ses actions soient documentées et mesurables. En 2000, le CVC a commencé la mise en oeuvre de son plan de gestion environnementale qui avait été élaboré au cours des deux années précédentes. Ce plan se compose de six principes directeurs, de cinq domaines d'engagement et de 32 actions requises, tous indiqués dans le tableau suivant.

Principes Domaines d'engagement Nombre d'actions
Développer une
confiance mutuelle
Engagement de la direction,
mise en place et évaluation
11
Mettre en place un système
de gestion environnementale
Opérations 7
Intégration des priorités Conservation des ressources et
gestion des matières résiduelles
4
Conformité à des normes
encore plus strictes
Responsabilité des produits 5
Expertise partagée Communications 5
Améliorations continues    

En septebbre 2000, plus de 80 p. 100 des membres du CVC avaient officiellement signé la plan de gestion environnementale: la plupart des membres avaient également publié des rapports d'étape.

6.7 Études de cas en conservation des ressources

Il existe une grande diversité d'études de cas qui illustrent des efforts fructueux pour conserver les ressources. Les comptes rendus d'études de cas suivants présentent les succès d'entreprises de transformation des matières plastiques qui ont mis en place des mesures précises pour conserver les ressources.

Économie d'énergie

  • Un fabricant de parement en vinyle de l'Ontario a récemment économisé près de 10 p. 100 sur ses coûts énergétiques en procédant à une série de modifications de ses procédés de fabrication ainsi qu'à d'autres initiatives. Nombre de ces changements proviennent directement de suggestions d'employés.
     
  • Une entreprise moyenne de transformation de vinyle flexible a procédé à une vérification énergétique de 8 000 $ (dont la moitié a été financée par l'État) et a ainsi pu repérer des économies annuelles potentielles de 80 000 $.
     
  • Improving Energy Efficiency at U.S. Plastics Manufacturing Plants – Ce document a été préparé par la Society of the Plastics Industry, Inc. et le département de l'Énergie des États-Unis. Cet excellent rapport sommaire contient 11 études de cas qui font ressortir les possibilités d'économies d'énergie détectées et mises en oeuvre par certaines usines américaines de transformation des matières plastiques. Les évaluations des sites ont été menées en 2003; le rapport revient sur les économies réalisées jusqu'en mars 2005. Pour les 11 sites, les possibilités d'économies moyennes annuelles réalisables s'élèvent à 149 253 $ par site. Les économies annuelles réalisées jusqu'en mars 2005 s'élèvent à 68 454 $ par site. La somme des économies réalisées correspond environ à 10 p. 100 des coûts énergétiques annuels des 11 sites. Les secteurs clés reconnus comme offrant des possibilités d'améliorations par l'évaluation comprennent les systèmes de refroidissement par eau, la réduction du temps que nécessitent les changements au niveau des presses, les systèmes de CVC, les systèmes de gestion des moteurs et l'isolation. L'appendice IV comprend un échantillon d'études de cas du rapport précité.

    Il est possible d'obtenir la version intégrale (en anglais seulement) du rapport sommaire et des études de cas individuelles (en anglais seulement) en les téléchargeant à partir de l'adresse suivante : www1.eere.energy.gov/indust ry/bestpractices/plastics_manufacturers_save.html.
     
  • Programme de gestion de l'énergie de l'entreprise C&A Floorcoverings – L'entreprise Collins & Aikman (C&A) a mis en oeuvre un programme de gestion qui associe initiatives d'efficacité énergétique et objectifs commerciaux. En deux ans, C&A a réalisé 10 p. 100 d'économies sur ses dépenses annuelles en gaz naturel, qui sont de 824 500 $. L'étude de cas complète (en anglais seulement) est accessible à l'adresse suivante : www.ase.org/uploaded_files/industrial/CollinsAikman%20v04.pdf.
     
  • Résumé du programme des services d'énergie pour l'industrie – L'annexe I renferme des renseignements sur les évaluations énergétiques de 67 entreprises de transformation des matières plastiques de l'Ontario, menées par le ministère de l'Environnement et de l'Énergie (aujourd'hui le ministère de l'Environnement) de 1985 à 1997. L'étude indique que les périodes de récupération relatives à l'amélioration de la technologie et à la récupération de la chaleur sont courtes.

Conservation de l'eau

  • Un fabricant de gaines des provinces de l'Atlantique a économisé plus de 85 p. 100 de la quantité d'eau qu'il utilisait en mettant en place un système de refroidissement en circuit fermé. La même entreprise a réduit ses déchets de 20 p. 100 tout en augmentant son chiffre d'affaires de 15 à 20 p. 100.
     
  • New United Motor Manufacturing, Inc. – Un programme de conservation des eaux a permis d'économiser plus de 270 000 gallons par jour. En installant des pompes de recirculation dans le système de climatisation par évaporation et en recyclant l'eau utilisée, l'entreprise économise assez d'eau pour alimenter quotidiennement 2 000 maisons. L'étude de cas (en anglais seulement) peut être consultée à l'adresse suivante : www.stopwaste.org/docs/nummi.pdf.

Systèmes de gestion de l'environnement

  • Van Dorn Plastics Machinery Company, Strongsville – Cette entreprise de fabrication américaine a réduit de plus de 35 p. 100 sa production de déchets, en dépit de l'augmentation de son volume de production. Son programme intitulé Pollution Prevention Pays, qui a soulevé une forte participation, a été élaboré dans le cadre de l'initiative de gestion de la qualité totale. L'étude de cas (en anglais seulement) est affichée à l'adresse suivante : es.epa.gov/techinfo/case/comm/vandorn.html.

Systèmes de gestion des déchets

  • Une entreprise de moulage par injection de Toronto a entrepris une vérification des déchets, ce qui lui a permis d'économiser 30 000 $ en mettant en place un système de tri à la source. L'entreprise cède désormais des matériaux « propres » à des entreprises de recyclage, éliminant ainsi les frais de collecte des déchets.
     
  • En Nouvelle-Zélande, une entreprise a pris des dispositions afin de prendre livraison des déchets de matières plastiques ainsi que des produits périmés de ses clients. Cette initiative, qui se voulait d'abord environnementale, a permis à l'entreprise de faire des économies annuelles de 250 000 $ NZ et de solidifier ses relations avec sa clientèle. Cette entreprise conçoit désormais ses produits en pensant au facteur enlèvement des déchets.

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