Dans le domaine des nanotechnologies, Van Leeuwenhoek Laboratorium (VLL) de TNO à Delft est l’un des plus grands organismes (salle blanche) de recherche aux Pays-Bas. Des recherches y sont notamment menées sur l’optique et l’instrumentation pour l’industrie aéronautique et spatiale. Un des défis consiste à obtenir un environnement de travail se rapprochant de ‘l’espace’ hors de l’atmosphère. Dans de grands réservoirs, le laboratoire veut atteindre un vide le plus élevé possible à des températures extrêmement basses allant jusqu’à 160°C voire encore moins pour réaliser des essais. À l’issue des tests, l’espace est réchauffé avec de grandes quantités (5 à 6 mètres cube) d’air comprimé.

Franco Brouwer est chef de projet Technique CREF (Corporate Real Estate & Facilities) chez TNO et à ce titre notamment responsable de la maintenance et des adaptations aux installations. Teun Brussee est le collaborateur technique au CREF qui a supervisé le projet. Il nous explique : « L’air comprimé utilisé pour réchauffer et pressuriser les réservoirs doit être extrêmement sec. Toute molécule d’eau qui pénètre avec l’air comprimé risque de précipiter sur l’instrument de mesure. Et s’il y a trop de molécules d’eau, celles-ci peuvent perturber les résultats de mesure et endommager les éléments permettant la réalisation des tests.

Pré-audit

Au vu des exigences croissantes en matière d’air comprimé de qualité, du nombre élevé de demandes de tests et des exigences des clients concernant la disponibilité des installations de test, TNO a décidé de revoir son système d’air comprimé.

La première étape fut la réalisation d’un pré-audit par Festo. Koen Leeflang est un auditeur certifié et expérimenté dans l’inspection et l’amélioration de systèmes d’air comprimé : « Nous réalisons régulièrement de tels audits chez les entreprises pour cartographier leur système d’air comprimé. Cela a lieu conformément à ISO11011, ce qui nous donne un excellent point de départ pour déterminer ensuite les modifications utiles. Chez les clients qui demandent une extension de la capacité, cela ne signifie pas toujours l’ajout d’un compresseur. Parfois, la solution réside dans la réorganisation du réseau de conduites, des conduites plus épaisses ou une solution intelligente qui évite de lourds investissements. À côté de cela, nous proposons des mesures pour l’économie d’énergie dans pratiquement tous les cas. »

La demande de TNO était plus complexe. Il fallait d’une part augmenter la qualité de l’air comprimé et d’autre part étendre la capacité. Cependant, le pré-audit a montré que tous les utilisateurs n’avaient pas besoin d’un air comprimé de très haute qualité. Il serait inutilement coûteux d’avoir un nouveau système qui les alimenterait avec un air comprimé très sec.

Groupe de projet

Le pré-audit et les souhaits de TNO ont nécessité une adaptation profonde du système d’air comprimé. Un groupe de travail a donc été créé et a rassemblé TNO, Festo et Royal HaskoningDHV. Cette dernière entreprise était représentée par Annelies Hemmer, project manager, chargée de la construction ou de la rénovation des laboratoires de TNO à Delft. « Dans ce type de projets, je suis notamment responsable de la rédaction du plan du projet, des budgets associés et de l’évaluation de la faisabilité. La collaboration avec Festo et TNO a été d’une grande valeur. »

Elle poursuit: « Dans le cadre de cette collaboration, Festo a avancé une proposition technique pour les adaptations et l’extension du système d’air comprimé. TNO a évalué si cela donnait les résultats escomptés et à partir de là, j’ai examiné la faisabilité financière de la proposition. Une fois que nous étions tous d’accord, Royal HaskoningDHV a lancé l’exécution des travaux et en concertation avec le client, nous avons choisi les sous-traitants et les fournisseurs. Festo a ainsi fourni les raccords spécifiques et divers instruments tandis que les sécheurs d’air proviennent d’une entreprise spécialisée dans cet équipement. »

Une redondance au niveau du compresseur

La proposition de Festo consiste en une solution qui comprend deux systèmes d’air comprimé. Le premier système fournit un air comprimé (sec) de très haute qualité (classe 2.1.1 selon ISO8573-1:2010), tandis que le second délivre via une ligne distincte un air comprimé de qualité normale (classe 2.4.1 selon ISO8573-1:2010). Ce qui est particulier ici, c’est qu’un ‘clapet de sinistre’ est prévu pour raccorder les deux systèmes. Il empêche les tests d’échouer ou un arrêt provisoire en cas de pression basse menaçante (suite par exemple au nombre d’utilisateurs trop élevé).

Capacité et qualité

Pour atteindre la capacité demandée et un air comprimé de qualité, un compresseur et un sécheur ont été ajoutés aux trois compresseurs existants. Koen Leeflang: « Le nouveau sécheur est un modèle à adsorption qui peut atteindre un point de rosée inférieur à -70 °C. Ce point de rosée est surveillé par un capteur sur le sécheur et par un capteur de point de rosée sur la conduite de refoulement sortante. Ceci, combiné au nouveau compresseur, fournit un air comprimé extrêmement sec nécessaire à la pressurisation des réservoirs sous vide. Le quatrième compresseur dessert les autres utilisateurs avec un air comprimé standard. Les compresseurs sont redondants et TNO peut désormais proposer une disponibilité maximale de ses systèmes à ses clients.

Teun Brussee: « Cette configuration garantit la disponibilité d’un air comprimé de qualité correcte au bon endroit et aucune énergie inutile n’est dépensée pour générer de l’air comprimé de très haute qualité là où ce n’est pas nécessaire. Nous essayons encore de limiter la consommation d’énergie en diminuant les pressions de 9 – 10 bars appliquées actuellement à par exemple 7,5 bars. Si cela s’avère suffisant, nous franchirons alors une nouvelle étape dans l’économie d’énergie. »

Collaboration

La configuration fonctionne aujourd’hui à la grande satisfaction de tous les utilisateurs. Les trois parties gardent un excellent souvenir de cette collaboration. Teun Brussee: « Grâce aux connaissances et à l’enthousiasme sans fin de Koen, nous sommes arrivés à une solution qui répond à toutes nos demandes : nous avons plus de capacité, une fiabilité supérieure et un air comprimé dans la qualité que nous souhaitons, selon une consommation d’énergie efficace. La collaboration entre toutes les parties était vraiment optimale. »