ENGINEERINGNET.BE - La récupération d'énergie et les sources d'énergie alternatives deviennent de plus en plus essentielles pour le secteur de la logistique. Frederik Loeckx, directeur général de Flux 50 le confirme : « Dans un futur proche, plusieurs facteurs amélioreront encore le business case. Les prix de l'électricité sont actuellement en forte hausse et de plus en plus de fournisseurs d'énergie proposent des tarifications flexibles.
Simultanément, un virage se dessine vers l'énergie verte à partir de sources renouvelables. En outre bientôt (vraisemblablement à partir de 2022), les redevances pour l'utilisation du réseau électrique seront basées sur le tarif capacitaire qui prend en compte la charge de pointe : ceux qui provoquent des pics élevés paieront plus que ceux qui étalent leur consommation.
Afin d'éviter les charges de pointes élevées, il deviendra important dans le secteur de la logistique de ne pas raccorder simultanément tous les chariots élévateurs, monte-charges et gerbeurs au réseau électrique. La récupération d'énergie, le stockage dans des batteries et la planification intelligente des moments où les machines de manutention des marchandises utiliseront l'électricité deviennent donc nécessaires. »
Systèmes de stockage verticaux
« Les systèmes de stockage aux mouvements verticaux ont sans aucun doute le plus grand potentiel de récupération d'énergie », déclare Raul Antolin Leyva, internal sales & purchasing manager chez Vanas Engineering. De tels systèmes sont principalement utilisés dans les entrepôts à hauts rayonnages. « Lorsqu'un gerbeur ou un autre engin élévateur prélève un objet d'un emplacement en hauteur, il crée beaucoup d'énergie potentielle. Lors de la descente, le poids n'est pas ralenti par un frein, mais par l'arbre d'un moteur électrique qui convertit l'énergie potentielle en énergie cinétique, à son tour transformée en électricité », explique Loeckx.
John Mart, vice-président Product Management chez Dematic, commente : « Nos SRM (Storage and Retrieval Machines) sont capables de soulever très rapidement et efficacement des bacs, des caisses et des charges très lourdes telles que des palettes. C'est important mais énergivore. C'est pourquoi la réutilisation de l'énergie libérée lors de la descente est utile. Pendant le processus de freinage et de décélération, les moteurs peuvent être utilisés comme générateurs électriques. L'électricité générée de cette manière peut par exemple être transférée vers des allées adjacentes où une autre machine utilise de l'énergie pour soulever une autre charge. »
Le même principe est appliqué chez Vanas Engineering. Le directeur des opérations, Bart Coppers, explique : « La récupération d'énergie est rendue possible par le système Modula Green, qui synchronise via un convertisseur de fréquence l'énergie cinétique d'un monte-charge descendant avec la tension du secteur. Cette électricité verte est ensuite réinjectée dans le réseau. » Loeckx ajoute : « Dans le secteur portuaire, cette forme de récupération d'énergie est utilisée dans les portiques mobiles à conteneurs (appelés aussi 'straddle carriers' ou cavaliers). Ces véhicules sont utilisés dans les terminaux de transbordement pour empiler et transporter les conteneurs. »
Gain énergétiques majeurs
« La récupération d'énergie dans les systèmes de stockage verticaux pour les entrepôts est non seulement une façon de travailler respectueuse de l'environnement. Elle permet également d'économiser jusqu'à 40% des coûts d'électricité et peut donc fournir un retour sur investissement significatif », souligne Coppers. Mart confirme qu'avec ces systèmes, 40% ou même plus d'énergie peut être récupérée. Loeckx précise que les cavaliers dans le secteur portuaire se meuvent à des hauteurs élevées avec des charges lourdes et qu'ils opèrent en continu 24h/24 et 7j/7.
« Ainsi, une grande partie de l'énergie potentielle peut être récupérée. Cette forme de récupération d'énergie est dès lors particulièrement efficace pour les portiques mobiles : 80 à 85% de l'énergie électrique consommée est récupérée lors de la descente. Même lorsque l'on considère le rendement global du système du cavalier et de la batterie, il atteint toujours 70 à 75 %. »
Cette technologie peut-elle encore être améliorée ? « On peut s'attendre à ce que la récupération d'énergie dans les engins de levage devienne quelques pour cent de plus efficace à l'avenir et que les coûts baisseront en raison de la production en série et des batteries moins chères », estime Loeckx. « En ce moment, des recherches sont également menées sur les possibilités de charge inductive de batteries à l'aide de champs magnétiques. Dans les environnements logistiques hautement automatisés où les appareils sont déployés 24h/24 et 7j/7, cela permet des gains de rendement supplémentaires, car les appareils n'ont plus besoin de rester immobiles pour charger la batterie. »
Production d'énergie alternative
Outre la récupération d'énergie, les technologies nouvelles et durables de production d'énergie alternative sont également en plein essor dans le secteur de la logistique, comme les panneaux solaires et les éoliennes. Loeckx observe : « Il est à cet égard très important que les engins de manutention utilisent ou stockent l'énergie générée autant que possible lorsqu'elle est disponible, en particulier lorsqu'il y a beaucoup de soleil ou de vent. Cela requiert une planification logistique intelligente et flexible. »
Un autre exemple de production d'énergie alternative est la technologie CST (Concentrated Solar Thermal energy). Celle-ci concentre la lumière du soleil via des miroirs paraboliques ; elle est alors directement convertie en chaleur. La société de logistique Adpo de Beveren, par exemple, a mis en œuvre un parc de miroirs solaires de 1.100 m² de paraboles pour remplacer 500 MWh de gaz par an.
Économie d'énergie durable
Dans les entrepôts, il existe encore de nombreuses options pour économiser l'énergie de manière durable, outre la récupération d'énergie et la production d'énergie alternative. « Une méthode importante à cet égard est le stockage compact », explique Antolin. « En stockant des marchandises en hauteur, nous pouvons réduire la surface au sol de 50 à 90%.
Par exemple, nous avons eu un client qui avait un entrepôt d'une surface au sol de 450 m² et d'une hauteur de 12 m. En revanche, les rayonnages faisaient à peine 2 à 3 m de haut. Mais l'espace au-dessus devait bien être chauffé en hiver et refroidi en été. En outre, cet espace vide devait également être éclairé et ventilé. En exploitant toute la hauteur avec des systèmes de rayonnages verticaux, la surface au sol a pu être réduite de 40 m² ».
Mart souligne que « l'automatisation permet une densité de stockage accrue, résultant en une consommation énergétique réduite. Dematic travaille sur un ‘dark warehouse’, un entrepôt hautement automatisé se déclinant par un travail manuel minimaliste. Dans ce cas, l'éclairage et la climatisation peuvent presque complètement être mis hors service (sauf pour les produits sensibles) ou opérés au minimum en fonction des caméras du robot. »
Par ailleurs, Mart connaît encore d'autres méthodes pour économiser de l'énergie dans les entrepôts : « Chez Dematic, nous avons lancé l'an dernier une nouvelle gamme de produits pour les bandes transporteuses qui, grâce aux nouvelles technologies et à de nombreux tests en laboratoire, consomment 15% d'énergie en moins. Une autre façon est de réduire le poids opérationnel de, par exemple, nos AGV et autres systèmes robotiques. »
Les logiciels dans le collimateur
Ces derniers jouent un rôle de plus en plus important dans l'optimisation de la consommation énergétique. « Notre progiciel Gigasoft.Extended est un WMS (gestion d'entrepôt) qui veille, entre autres, à ce que les monte-charges fassent le moins de mouvements possibles », explique Antolin.
« Par exemple, s'il y a des articles sur une palette particulière pour dix numéros de commande différents, nous ne descendrons pas cette palette pour chaque numéro de commande séparément. Nous ne le faisons qu'une seule fois pour les dix commandes ensemble. Le WMS garantit également que les “fast movers” soient stockés à proximité de la sortie dans le bas des rayonnages. De cette façon, le WMS permet d'importantes économies d'énergie. » Mart confirme également que le logiciel joue un rôle crucial.
« Nous utilisons la plateforme logicielle Dematic iQ chez nos clients pour optimiser la consommation et la récupération d'énergie ainsi que le stockage et le picking de marchandises. Par exemple, lorsqu'une machine est inactive entre les commandes, le mode veille automatique coupe l'alimentation, même si ce n'est que pour un court instant. Les pics de consommation de l'ensemble du système sont également lissés en reportant les tâches moins urgentes à des moments de faible consommation d'énergie ou par un démarrage postposé des SRM. »
Cadre: Récupération de chaleur
Quelle est l'importance de la récupération de chaleur dans le secteur logistique ? « La récupération de chaleur est principalement utilisée dans les entrepôts frigorifiques », reconnaît Frederik Loeckx. « La chaleur extraite des chambres froides par des pompes à chaleur peut être utilisée pour chauffer d'autres zones. Comme par exemple des entrepôts ordinaires, des bureaux, etc. Cette technologie est utilisée e. a. chez les grossistes en produits carnés du port d'Anvers. »
