Le Thermo-6 est rentabilisé en moins de 2 ans

Un leader mondial dans le domaine de la connectique électrique, de l'automatisation et de la communication industrielle.

Phoenix Contact est une entreprise familiale active au niveau mondial, dont le siège est à Blomberg, en Allemagne. Elle compte parmi les leaders mondiaux de la connectique électrique, de l'automatisation et de la communication industrielle. Pionnier dans ces domaines, l'entreprise de Blomberg définit les standards de l'industrie et façonne activement l'avenir de la numérisation industrielle. Aujourd'hui, son portefeuille s'étend des solutions pour l'Industrie 4.0 aux connecteurs de charge pour l'électromobilité.

Fondée en 1923, l'entreprise emploie aujourd'hui environ 21 000 personnes dans le monde, dont environ 11 000 en Allemagne. Le groupe a réalisé un chiffre d'affaires de 3 milliards d'euros en 2024 et exploite des sites de production notamment en Allemagne, en Chine, en Inde, en Pologne, en Suède, en Grèce, en Turquie et aux États-Unis.

Phoenix Contact allie tradition et progrès : le siège de l'entreprise familiale à Blomberg est synonyme de stabilité, d'indépendance entrepreneuriale et d'action durable. Le site regroupe des départements centraux tels que le développement, les achats et la production. La durabilité est fermement ancrée dans la stratégie, avec des objectifs clairs de réduction du CO₂ et de neutralité climatique.

Une collaboration de longue date

Phoenix Contact utilise un grand nombre de thermorégulateurs pour l'injection plastique à son siège de Blomberg, dont environ 400 de HB-Therm. Grâce à ce partenariat de longue date, environ les trois quarts de ces appareils sont des modèles Thermo-5, dont environ 80 modèles à vitesse régulée introduits au fil du temps par HB-Therm. Un signe clair que Phoenix Contact a misé très tôt sur un fonctionnement plus économe en énergie. Les autres appareils proviennent de l'actuelle Série 6, qui est déjà régulée en vitesse de série. Selon Daniel Wittsieker, optimiseur de processus dans une unité de production de plastique chez Phoenix Contact à Blomberg, le passage à la nouvelle génération s'est fait sans heurts : « Les appareils ont pu être intégrés de manière transparente dans les processus de production existants. »

Les avantages des appareils HB-Therm sont appréciés

Daniel Wittsieker poursuit : « Les appareils de HB-Therm offrent des avantages tangibles : ils permettent une commande à distance via les presses à injecter, sont économes en énergie, offrent des possibilités de visualisation complètes et permettent de réduire le nombre d'appareils grâce à des répartiteurs quadruples surveillés. Leur simplicité d'utilisation, l'efficacité énergétique exceptionnelle des pompes à variation de fréquence, leur forme compacte permettant un positionnement peu encombrant directement sur ou sous la presse, ainsi que la garantie à vie sur les composants essentiels que sont le chauffage et le débitmètre, sont d'autres points forts. » Les différentes fonctions du mode Eco ainsi que la surveillance précise de la température et du débit sont particulièrement appréciées.

Le projet : optimisation énergétique dans le cadre de la stratégie de durabilité

Les déclencheurs concrets du projet ont été les exigences de la stratégie de durabilité et l'augmentation des coûts de l'énergie. Dans la production, la thermorégulation des moules a été identifiée comme un domaine à forte consommation d'énergie, sans que cela soit techniquement indispensable. L'optimisation a donc porté sur les thermorégulateurs eux-mêmes et sur leur environnement : les anciens appareils à vitesse de pompe fixe ont été remplacés, les longueurs de tuyaux réduites et isolées, et le nombre de thermorégulateurs réduit grâce à l'utilisation de répartiteurs quadruples surveillés.

Les indicateurs de réussite comprenaient notamment les besoins en énergie et la qualité des pièces produites. Grâce au mode ECO-Auto, les appareils soutiennent activement une utilisation économe en énergie, sans effort supplémentaire pour le personnel. Dans un processus d'exemple, la puissance électrique absorbée a pu être ramenée de 4,34 kW à 0,57 kW. Le succès a été étayé par des études d'accompagnement technique de production, des mesures de consommation d'énergie et l'évaluation de concepts de thermorégulation. Le projet a été accueilli très positivement au sein de Phoenix Contact, tant par la production que par la technique et la direction. Les conclusions très intéressantes ont ensuite été intégrées dans la définition d'un nouveau concept de thermorégulation standard chez Phoenix Contact.

Le Thermo-6 amorti en moins de 2 ans

Pour la mise en œuvre, des appareils de type Thermo-6 ont été utilisés en combinaison avec des répartiteurs Flow-5. Cette combinaison réduit considérablement les pertes d'énergie grâce à la régulation de la vitesse de la pompe et à la répartition ciblée des circuits de thermorégulation. Les répartiteurs Flow-5 sont connectés au Thermo-6 non seulement physiquement mais aussi numériquement, remplaçant ainsi les répartiteurs de tuyaux non surveillés. La surveillance des différents circuits s'effectue automatiquement et réagit aux variations hors tolérance selon le niveau de surveillance prédéfini. Grâce à leur flexibilité, les pompes à vitesse régulée permettent de réduire considérablement la diversité des appareils. En résumé, Stefan Oberg, responsable d'atelier d'une unité de production de plastique chez Phoenix Contact à Blomberg, déclare : « Un ROI de moins de deux ans montre clairement que l'investissement dans la technologie moderne des appareils de HB-Therm est rentable et que le remplacement des anciens systèmes est économiquement judicieux. »

Les étapes d'optimisation vont jusque dans les détails

Le potentiel d'économie de consommation d'énergie est énorme – le thermorégulateur ne constitue que le fondement d'une approche d'optimisation globale. Outre la performance de l'appareil, d'autres facteurs jouent un rôle central : par exemple le raccordement avec des accouplements, les longueurs de tuyaux et leur isolation, mais aussi le moule lui-même ainsi que le type de thermorégulation offrent souvent un potentiel inexploité. L'exemple concret de Phoenix Contact illustre de manière impressionnante comment cette approche globale peut être mise en pratique : du dimensionnement approprié de l'appareil à la tuyauterie en passant par un raccordement optimisé – avec des résultats remarquables. (Tableau)

L'optimisation peut être résumée en quatre étapes et étayée par des données :

Étape 1 : La base - Utilisation de thermorégulateurs durables

Dans un premier temps, les thermorégulateurs d'origine d'un concurrent avec des pompes standard ont été remplacés par des thermorégulateurs de la 6e génération de HB-Therm. Ceux-ci sont équipés de série de pompes à vitesse régulée ainsi que de modes de fonctionnement automatisés, comme le mode Eco. De plus, le passage à HB-Therm a permis de changer de technologie de thermorégulation, en optant notamment pour un système sans réservoir – ce qui signifie concrètement un volume de circulation beaucoup plus faible et donc une consommation d'énergie encore réduite. S'agissant d'applications allant jusqu'à 100 °C, les pompes exclusives Direct-Drive sont utilisées. Grâce à leur conception spéciale, elles évitent les pertes par courants de Foucault et permettent ainsi une économie d'énergie supplémentaire de 20 % par rapport aux pompes déjà économes en énergie.

Les résultats impressionnants sont également attestés par des chiffres concrets dans le tableau, lignes 1 à 3.
Puissance absorbée : avant : 4,34 kW, après : 2,55 kW
Vitesse de la pompe : avant : 3 000 tr/min, après : 1 000 tr/min
Débit : avant : Ø 41,8 l/min, après : Ø 7,4 l/min

Étape 2 : Raccourcir les tuyaux - Réduire la perte de charge

Grâce à la conception compacte des thermorégulateurs HB-Therm, l'installation a pu être adaptée de manière à ce que les appareils soient positionnés directement sous la presse à injecter. Cela permet non seulement d'économiser le coût de longs tuyaux, mais réduit également la charge (résistance) de la pompe – ce qui a un effet positif sur la consommation d'électricité. Il convient de noter ici la longueur totale exceptionnellement importante des tuyaux de l'installation, soit plus de 100 mètres. En plaçant les thermorégulateurs (y compris le débitmètre Flow-5) sous la presse, une longueur de tuyau particulièrement importante a pu être économisée ! Ici aussi, le tableau (lignes 4-5) montre des résultats impressionnants.
Puissance absorbée : avant : 2,55 kW, après : 1,28 kW
Longueur de tuyau : avant : 128 m, après : 65 m

Étape 3 : Isolation – moins de déperdition thermique

Dans une étape ultérieure, les tuyaux raccourcis ont été isolés pour dégager moins de chaleur dans l'environnement. Avec l'augmentation de la température du fluide, les pertes de chaleur par les tuyaux augmentent de manière exponentielle. Cela signifie que plus la température est élevée, plus une isolation efficace est importante. Dans l'exemple présent, la température de départ n'est « que » de 70 °C, de sorte que l'isolation supplémentaire des tuyaux courts n'a pas entraîné d'économies d'énergie notables. Point fort des appareils HB-Therm : grâce à un concept thermique bien pensé, la chaleur reste largement à l'intérieur de l'appareil. Le faible volume de circulation réduit également l'énergie nécessaire au chauffage ou au refroidissement. Le principe unique de chauffage indirect assure en outre une thermorégulation particulièrement économe en énergie, contrôlée et respectueuse des matériaux. Et encore des chiffres intéressants dans le tableau, ligne 6.
Puissance absorbée : avant : 1,28 kW, après : 1,25 kW

Étape 4 : Combinaison – un seul thermorégulateur suffit !

En dernière mesure, il a été vérifié si deux thermorégulateurs étaient réellement nécessaires pour certains processus. Désormais, l'installation fonctionne avec un seul thermorégulateur. Le débitmètre Flow-5 surveille que le flux et la thermorégulation sont uniformes dans les canaux parallèles du moule, garantissant ainsi durablement la stabilité du processus et la qualité du produit. Conclusion : le processus reste stable et sans perte de qualité sur la pièce. Bien que la vitesse de la pompe augmente pour adapter le débit et respecter le delta T prédéfini, cela reste l'alternative la moins coûteuse. Le taux d'utilisation proche de zéro souligne également le succès de l'optimisation : l'appareil fonctionne en équilibre thermique, ce qui indique une activité de régulation minimale. En résumé, la comparaison avec la situation initiale montre un net potentiel d'amélioration dans le tableau, ligne 7.
Puissance absorbée : avant : 4,34 kW, après : 0,57 kW.

Environ 4 000 euros économisés par an

Si l'on considère les mesures d'optimisation d'un point de vue économique, une économie considérable est réalisée pour un fonctionnement en trois équipes. Sur la base d'une puissance absorbée initiale de 4,34 kW, réduite à 0,57 kW, la différence est de 3,77 kW. Avec un prix de l'énergie actuel d'environ 0,17 €/kWh, l'économie s'élève à environ 3 845 euros par an et par installation. Dans les entreprises possédant plusieurs installations identiques, ces mesures génèrent des effets d'échelle importants, déployant un potentiel économique considérable dans l'ensemble du système.

Durée de vie accrue

Un aspect secondaire important de l'optimisation est que les appareils ne fonctionnent pas à pleine charge. Cela réduit non seulement la consommation d'énergie, mais aussi l'usure de divers composants, ce qui entraîne une durée de vie prolongée. L'affichage intelligent de la maintenance des appareils Thermo-6 y contribue également en permettant aux opérateurs d'identifier les besoins à temps et de planifier les travaux de manière prévoyante, évitant ainsi les pannes imprévues.

Conclusion

Il est payant de remettre régulièrement en question les processus existants. Dans la technique de thermorégulation en particulier, il existe souvent des potentiels inexploités qui peuvent avoir un impact positif sur l'efficacité et la rentabilité. Pour nous, en tant que fabricant, la technique moderne signifie traduire les principes physiques en solutions sûres et économes en énergie – c'est exactement ce que nous avons réalisé avec le Thermo-6, conçu pour l'efficacité énergétique tant au niveau du matériel que du logiciel.

Perspectives et développements futurs

Phoenix Contact prévoit de transposer les connaissances acquises à d'autres lignes de production. Le projet a non seulement permis des économies d'énergie mesurables, mais a également renforcé la conscience de la durabilité au sein de l'entreprise. L'initiative souligne le rôle de pionnier de Phoenix Contact dans le domaine de la production durable et efficace. Phoenix Contact continuera à travailler pour rendre la production industrielle encore plus intelligente, connectée et durable – avec un accent clair sur des solutions à long terme et les normes de qualité les plus élevées.