INDUSTRIE : 5 APPLICATIONS CONCRÈTES DU SMART DATA MANAGEMENT DANS LA PRODUCTION D'ÉNERGIE - SPIE, l'ambition partagée

 
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INDUSTRIE : 5 APPLICATIONS CONCRÈTES DU SMART DATA MANAGEMENT DANS LA PRODUCTION D'ÉNERGIE - SPIE, l'ambition partagée
INDUSTRIE :
5 APPLICATIONS CONCRÈTES
DU SMART DATA MANAGEMENT
DANS LA PRODUCTION D’ÉNERGIE

                        SPIE, l’ambition partagée
INDUSTRIE : 5 APPLICATIONS CONCRÈTES DU SMART DATA MANAGEMENT DANS LA PRODUCTION D'ÉNERGIE - SPIE, l'ambition partagée
À l’heure de la transition écologique, l’industrie   Le Smart Data Management permet non                    DANS CE LIVRE, L’UTILITÉ ET
    de l’énergie doit s’engager dans l’accélération      seulement d’améliorer l’efficience des processus       LES BÉNÉFICES DU SMART DATA
    de la mise à disposition d’énergies propres          de production d’énergie, mais il agit aussi
    au plus proche du lieu de consommation en            sur l’ensemble des processus industriels quel
                                                                                                                MANAGEMENT DANS LE DOMAINE DE
    favorisant la production d’hydrogène vert ainsi      que soit le domaine d’activité en contrôlant           L’ÉNERGIE SONT DÉCRITS À TRAVERS
    que le déploiement de systèmes d’énergie             et optimisant la performance énergétique.              CINQ APPLICATIONS ILLUSTRÉES PAR
    renouvelables et hybrides par exemple.                                                                      DES PROJETS CONCRETS RÉALISÉS
    Cette évolution doit passer par la mise en           Au-delà de l’aspect technique, l’humain reste au       OU EN COURS DE RÉALISATION :
    place de solutions 4.0 pour gérer notamment          cœur de la digitalisation industrielle qui doit être
    l’intermittence et la synchronisation                pensée de façon à faciliter le travail, aider les
    des énergies solaires, éoliennes et marines.         salariés à monter en compétence et les impliquer       • HYBRIDATION   DES SOURCES
                                                         dans les processus d’amélioration continue.             D’ÉNERGIE
    Le Smart Data Management ou la gestion
    intelligente des données consiste à collecter,       La transformation digitale dans le domaine de          • CONTRÔLE   DE PROCESS
    stocker, traiter et analyser en temps réel des       l’énergie implique une expertise conjuguée data
    informations de manière sécurisée et efficace        et processus industriels pour :                        • MAINTENANCE    ET MONITORING
    pour favoriser l’optimisation des processus
                                                                                                                • PERFORMANCE     ÉNERGÉTIQUE
    industriels. Partie intégrante de l’industrie        • sélectionner des données pertinentes et aller
    4.0 et complémentaire de l’IoT (internet des            dans le sens de la sobriété numérique ;             • CYBERSÉCURITÉ
    objets), le Smart Data Management fait appel
    aux capteurs pour la collecte, à des réseaux de      • assurer la compatibilité et la communication
    communications pour la transmission et à des            avec les systèmes existants ;
    logiciels intelligents pour traduire des données
    pertinentes en plan d’actions et aider à             • mettre en place des solutions 4.0 avec une
    une prise de décision rapide. Processus itératif,       approche normative flexible afin de garantir
    il nourrit les algorithmes de façon permanente          les objectifs industriels ;
    pour assurer un plan d’amélioration continue et
    augmenter les performances opérationnelles.          • anticiper les évolutions des outils industriels
                                                            et digitaux ;
    D’une manière générale, la compétitivité incite à
    repenser les pratiques et processus industriels      • sécuriser les installations et systèmes
    pour accroitre la rentabilité, la productivité, la      informatiques industriels.
    qualité et les performances des services ou des
    biens produits dans un contexte environnemental
    complexe.

Application 1 : Hybridation des sources d’énergie
INDUSTRIE : 5 APPLICATIONS CONCRÈTES DU SMART DATA MANAGEMENT DANS LA PRODUCTION D'ÉNERGIE - SPIE, l'ambition partagée
SOMMAIRE
Application 1 : Hybridation des sources d’énergie   04

Application 2 : Contrôle de process                 07

Application 3 : Maintenance et monitoring           09

Application 4 : Performance énergétique             12

Application 5 : Cybersécurité                       15

Fabloop : Le Smart Data Management avec SPIE        17
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 APPLICATION 1
            HYBRIDATION DES SOURCES D’ÉNERGIE
L’hybridation des sources d’énergie est l’une des options les plus attractives pour répondre aux enjeux économiques et environnementaux liés à l’augmentation de
la consommation d’énergie. Mais l’intégration d’une source d’énergie renouvelable intermittente sur un réseau électrique (isolé ou connecté à un réseau national),
alimenté par une centrale thermique ou un électrolyseur pour la production d’hydrogène, conduit à de nouvelles problématiques, notamment sur la gestion de
l’intermittence de cette source. Tous les outils mis à disposition par l’Industrie 4.0 incluant les capteurs intelligents, les fonctions de commande à distance et les
systèmes d’automatisation facilitent non seulement l’intégration d’une source d’énergie solaire ou éolienne dans le système existant, mais permettent aussi d’assurer
la continuité de la production d’énergie et d’améliorer l’efficacité opérationnelle du système hybride dans son ensemble.

                                                         EN PRATIQUE :

                                                         HYBRIDATION D’UNE CENTRALE
                                                         THERMIQUE AVEC DES PANNEAUX
                                                         PHOTOVOLTAÏQUES DANS UNE MINE
                                                         AU MALI SUR UN RÉSEAU ISOLÉ AVEC
                                                         ET SANS STOCKAGE. OPTIMISATION                            CONTEXTE ET DÉFIS :

                                                         DE LA RÉSERVE TOURNANTE.                                 La production d’énergie de la mine de Loulo
                                                                                                                  au Mali, déconnectée du réseau d’électricité
                                                                                                                  national, est assurée à 100% par des machines
                                                                                                                  thermiques qui fonctionnent au fuel lourd.
                                                                                                                  L’objectif du projet est d’augmenter la capacité
                                                                                                                  de production du site et de mettre en place une
                                                                                                                  solution de mix énergétique (solaire-diesel)
                                                                                                                  sans stockage dans un premier temps en vue
                                                                                                                  d’améliorer l’impact environnemental.
                                                                                                                  Le système mis en place doit avoir la capacité de
                                                                                                                  gérer les fluctuations de consommation d’énergie
                                                                                                                  et fournir à tout moment et de façon immédiate
                                                                                                                  la quantité d’énergie nécessaire à la production
                                                                                                                  industrielle pour éviter des arrêts machines aux
                                                                                                                  conséquences économiques importantes.

                                                                                                                                                                         4
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LA SOLUTION :

    Intégration d’un système de surveillance
                                                       “ L’ajout de fonctionnalités telles que
                                                          la surveillance, la prévision et le stockage
    des nuages et de prévision météorologique au
                                                          sur le noyau dur qu’est la production
    contrôle commande des groupes de production
                                                          d’énergie implique de connaitre parfaitement
    d’énergie, pour optimiser la gestion automatique
                                                          le fonctionnement global de l’équipement
    de la centrale thermique.
                                                          déjà en place.”
    Six caméras positionnées autour d’un champ                       Pierre Saint-Girons, chef de service
    de panneaux photovoltaïques surveillent en            @ SPIE Industrie & Tertiaire - division Industrie
    temps réel le ciel et les nuages. Le système
    de vision, associé à un modèle de prévision
    météorologique, permet d’anticiper une baisse
    éventuelle de la production d’énergie solaire
    à court et moyen termes. Un algorithme calcule
                                                         LE PROJET EN QUELQUES
    en permanence l’impact de l’affaiblissement          DATES ET CHIFFRES
    de l’ensoleillement sur la production d’énergie      2018 : Capacité énergétique : 70 MW diesel.
    photovoltaïque. En fonction du résultat,             Pourcentage d’énergie verte avant le début
    le système de management (PMS), intégré              de l’hybridation : 0%.
    au contrôle commande, intervient en avance sur
    le pilotage des machines thermiques pour gérer       2020 : Capacité énergétique : 24 MWc* PV +
    la réserve tournante. Indispensable                  80 MW diesel.
    pour sécuriser une production industrielle,          Taux de pénétration photovoltaïque :
    la réserve tournante est ainsi optimisée et          environ 35%.
    les coûts de fonctionnement sont réduits.            2024 : Capacité énergétique visée : 72 MWc
    Le site prévoit une augmentation de sa               PV + 38 MW de stockage batteries + 95 MW
    consommation d’énergie de plus de 30 % suite à       diesel.
    l’augmentation de sa production. Une prochaine       Taux de pénétration photovoltaïque :
    étape est en cours de déploiement pour               supérieur à 50 %.
    augmenter de manière significative la capacité
    de production d’énergie verte. Afin de garantir
    la stabilité dynamique du réseau électrique de
    la mine, un système de stockage par batteries
    sera intégré au contrôle commande pour             * Représente le rendement du système
    absorber les variations de puissance                  (la quantité d’énergie solaire transformée
    instantanée et maintenir la réserve tournante         en énergie électrique) dans les meilleures
    à son minimum.                                        conditions d’ensoleillement possible.

Application 1 : Hybridation des sources d’énergie                                                             5
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EN PRATIQUE :                                      LA SOLUTION :

    OUTIL D’AIDE À L’EXPLOITATION                       Développement d’un système de gestion
    DANS LE PROCÉDÉ DE PRODUCTION                       d’énergie pour l’optimisation de la production
                                                        d’hydrogène par électrolyse.
    D’HYDROGÈNE PAR ÉLECTROLYSE.                                                                                                Production
                                                                                                                                    Production d’énergie
                                                                                                                                               d’énergie

    GESTION DE LA VARIÉTÉ                               Chaque domaine d’activité susceptible de mettre
    DES SOURCES EN AMONT ET                             en place un électrolyseur pour la génération de
    MULTIPLICITÉ DES USAGES EN AVAL.                    gaz hydrogène a ses spécificités. Pour évaluer
                                                        la rentabilité d’une centrale de production d’H2,
                                                        il faut prendre en compte la ou les source(s)
     CONTEXTE ET DÉFIS :                                d’énergie à disposition, le type d’électrolyseur
                                                        employé et les usages qui seront faits de
    Le Power to Gas consiste à convertir l’énergie
                                                        l’hydrogène produit. Des modèles et sous-
    renouvelable excédentaire en gaz hydrogène
                                                        modèles ont été développés afin de générer
    par électrolyse de l’eau. L’hydrogène produit                                                                          Production     dedihydrogène
                                                                                                                               Production de  dihydrogène
                                                        un système de gestion d’énergie (EMS) capable
    peut être, soit utilisé sur site pour des besoins
                                                        de contrôler ‘intelligemment’ le fonctionnement
    industriels, soit injecté dans les réseaux de
                                                        de la centrale et de déterminer les scénarios
    distribution et de transport de gaz, ou encore
                                                        de production les plus économiquement
    combiné au CO2 émis par les usines pour
                                                        avantageux. Ces algorithmes prennent en
    générer du méthane de synthèse lui-même
                                                        compte la modélisation de tous les équipements
    ré-injectable dans les réseaux de gaz ou
                                                        de la chaine de production d’H2 et de tous les
    exploitable directement. Le Power to Gas est
                                                        paramètres qui leur sont associés. Des modules
    présenté comme une solution très prometteuse
                                                        personnalisés ont été intégrés pour gérer la
    pour gérer l’intermittence des EnR et fournir
                                                        variété des sources en amont (solaire, éolien…)
    de l’électricité verte et/ou du gaz à la demande
                                                        et la multiplicité des usages en aval (réseau de
    pour le fonctionnement des processus industriels
                                                        gaz, stockage, mobilité, applications industrielles,
    ou de la mobilité. L’implémentation de ce
                                                        méthanation).
    procédé à grande échelle en est encore au stade
    expérimental et tout l’enjeu réside dans

                                                        “
                                                                                                               Stockage
                                                                                                                stockage   Mobilité
                                                                                                                             mobilité Méthanation
                                                                                                                                        méthanation Réseau
                                                                                                                                                    réseau dede
                                                                                                                                                              gazgaz   Fours
                                                                                                                                                                   fours       industriels
                                                                                                                                                                         industriels
    le développement d’une solution performante
    et économiquement viable.
                                                           Les clients cherchent à traduire leurs                                           CH4
                                                           contraintes métier par des algorithmes
                                                           data dans le but d’augmenter la rentabilité,
                                                           d’améliorer les performances et de minimiser
                                                           l’impact environnemental.”
                                                                     Fabien Bercet, chef de département
                                                           @ SPIE Industrie & Tertiaire - division Industrie

Application 1 : Hybridation des sources d’énergie                                                                                                                                   6
INDUSTRIE : 5 APPLICATIONS CONCRÈTES DU SMART DATA MANAGEMENT DANS LA PRODUCTION D'ÉNERGIE - SPIE, l'ambition partagée
 APPLICATION 2
            CONTRÔLE DE PROCESS
Le contrôle de process prend en compte un certain nombre de paramètres pour piloter, surveiller et évaluer de manière automatisée tout type de processus industriel.
La capacité de contrôler précisément la valeur ciblée et de gérer la variabilité des paramètres est un atout considérable pour offrir un fonctionnement plus stable
et moins énergivore. Dans le secteur de l’énergie, des solutions 4.0 intégrées mesurent et analysent en temps réel de façon fiable et précise des paramètres clés du
contrôle de process (température, pression, contraintes mécaniques…) et permettent notamment de gérer le guidage à distance des systèmes de contrôle commande
et d’optimiser les systèmes de production d’énergie thermique, renouvelable ou hybride.

                                                         EN PRATIQUE :

                                                        CONCEPTION D’UN SYSTÈME
                                                        AGRI-PHOTOVOLTAÏQUE
                                                        INTELLIGENT POUR OPTIMISER                               CONTEXTE ET DÉFIS :
                                                        LA PRODUCTION D’ÉNERGIE VERTE
                                                                                                                L’agri-photovoltaïsme consiste à installer
                                                        ET PROTÉGER LES CULTURES.
                                                                                                                des panneaux photovoltaïques au-dessus de
                                                                                                                cultures agricoles. L’intérêt de ces ombrières
                                                                                                                photovoltaïques est double : optimiser
                                                                                                                l’exploitation des terres agricoles pour répondre
                                                                                                                aux besoins alimentaires des populations et
                                                                                                                favoriser l’engagement environnemental par la
                                                                                                                production d’électricité à partir d’énergie solaire.
                                                                                                                Afin d’assurer une production agricole et
                                                                                                                d’énergie solaire suffisante, le champ de
                                                                                                                panneaux photovoltaïques doit couvrir une large
                                                                                                                surface et être placé assez haut pour permettre
                                                                                                                le passage des engins agricoles. Les panneaux
                                                                                                                doivent également être inclinables pour à la fois
                                                                                                                contrôler le taux d’ensoleillement ou de pluie
                                                                                                                sur les cultures et optimiser l’approvisionnement
                                                                                                                en énergie solaire.

                                                                                                                                                                       7
INDUSTRIE : 5 APPLICATIONS CONCRÈTES DU SMART DATA MANAGEMENT DANS LA PRODUCTION D'ÉNERGIE - SPIE, l'ambition partagée
LA SOLUTION :
      Défi mécanique : S’assurer de la robustesse
      de la structure placée à 8 m du sol supportant   Intégration d’un réseau de capteurs intelligents
      le poids d’une grande étendue de panneaux        pour le contrôle de la fiabilité mécanique
      contraints à des mouvements de rotation.         de la structure et la gestion de l’inclinaison
                                                       des panneaux photovoltaïques.

                                                       L’installation d’un réseau de capteurs
                                                       mécaniques et météorologiques associé à
      Analyse météorologique : Contrôler               des coffrets relais répartis sur l’ensemble
      l’orientation des panneaux photovoltaïques       du champ d’ombrières photovoltaïques permet
      suivant les conditions météorologiques.          de collecter les données nécessaires au contrôle
                                                       de la fiabilité de la structure et à l’analyse
                                                       météorologique. Un réseau de communication
                                                       sans fil est déployé afin de pallier la contrainte
                                                       de poids et faciliter la mise en œuvre. Dans le cas
                                                       de l’analyse météorologique, un logiciel exploite
       CHIFFRES CLÉS
                                                       l’information collectée et transmet les consignes
                                                       à l’automate qui gère l’orientation des tables de
       5508 panneaux photovoltaïques répartis
                                                       panneaux motorisées en fonction des données
       sur 3 hectares
                                                       d’ensoleillement ou d’intempéries reçues.
       612 tables motorisées constituées de

                                                       “
       9 panneaux chacune

       Poids de chaque table : 1000 Kg                    La gestion intelligente des données permet
                                                          à la fois d’évaluer la robustesse du système
       100 capteurs météo et mécanique                    et d’optimiser les productions d’électricité
                                                          et agricoles. Le succès de la mise en
       Puissance électrique : 2,4 MWc*                    place d’un projet de cette ampleur réside
       10 To de données acquises / an                     notamment dans la capacité à assurer
                                                          la compatibilité de tous les équipements
                                                          pour garantir la meilleure exploitation
                                                          possible des données tout en tenant compte
                                                          des contraintes mécaniques imposées par
    * Représente le rendement du système                 la conception d’une telle structure.”
       (la quantité d’énergie solaire transformée
       en énergie électrique) dans les meilleures              Laurent Augustin, responsable d’affaires
       conditions d’ensoleillement possible.              @ SPIE Industrie & Tertiaire - division Industrie

Application 2 : Contrôle de process                                                                           8
INDUSTRIE : 5 APPLICATIONS CONCRÈTES DU SMART DATA MANAGEMENT DANS LA PRODUCTION D'ÉNERGIE - SPIE, l'ambition partagée
 A PPLICATION 3
            MAINTENANCE ET MONITORING
Le secteur de l’énergie doit poursuivre son engagement à produire mieux, plus et de façon écoresponsable. Il faut pour cela garantir une meilleure disponibilité et
une meilleure rentabilité des installations. Les systèmes intelligents de surveillance des équipements et de leur environnement représentent un moyen très efficace
de contrôler en continu leur état, d’anticiper les pannes et d’optimiser leur fonctionnement. La digitalisation des installations favorise également l’intégration
d’une plus grande part d’énergies renouvelables en complément des énergies traditionnelles.

                                                         EN PRATIQUE :

                                                        PRÉSERVATION ET MONITORING
                                                        ONSHORE ET OFFSHORE 4.0 DES
                                                        ÉOLIENNES.

                                                                                                                  CONTEXTE ET DÉFIS :

                                                                                                                 L’année 2022 verra le déploiement du premier
                                                                                                                 parc éolien en mer français à Saint-Nazaire.
                                                                                                                 Afin de garantir la préservation des 80 éoliennes
                                                                                                                 du parc, des opérations de maintenance
                                                                                                                 doivent être réalisées pendant la période de
                                                                                                                 stockage avant leur mise en service en mer.
                                                                                                                 L’environnement salin dans lequel les éoliennes
                                                                                                                 sont stockées est très hostile.
                                                                                                                 Au-delà des opérations de maintenance
                                                                                                                 préventive (interventions planifiées de contrôle
                                                                                                                 de pièces mécaniques, électroniques…)
                                                                                                                 et curative (interventions correctives suite à
                                                                                                                 une non-conformité), l’enjeu majeur de
                                                                                                                 la préservation des éoliennes réside dans
                                                                                                                 la capacité à prévenir de la corrosion.

                                                                                                                                                                      9
INDUSTRIE : 5 APPLICATIONS CONCRÈTES DU SMART DATA MANAGEMENT DANS LA PRODUCTION D'ÉNERGIE - SPIE, l'ambition partagée
Système de supervision : analyse du taux d’humidité

                                            LA SOLUTION :

                                             éploiement d’un système de monitoring 4.0
                                            D                                                     Les données sont analysées en temps réel
                                            pour la maintenance prédictive des éoliennes.         et comparées à des valeurs prédéfinies.
                                                                                                  Le dispositif permet de déclencher les actions
                                            Une solution digitale basée sur l’IoT (internet       correctives nécessaires.
                                            des objets) a été mise en place afin de monitorer
                                            l’état des différentes parties des éoliennes, de
                                            la sortie usine jusqu’à leur installation en mer.
                                            Environ mille capteurs ont été embarqués dans
                                                                                                  “ La gestion d’un projet d’une telle ampleur
                                                                                                     requiert une expertise forte en maintenance
                                            des endroits stratégiques des éoliennes pour             industrielle avec des profils d’électriciens
                                            mesurer et contrôler en continu les paramètres           et de mécaniciens pour la maintenance
                                            clés qui jouent un rôle dans le processus                préventive et curative, d’automaticiens
                                            de corrosion. Un réseau de communication                 et d’informaticiens pour le monitoring.”
                                            radio assure la transmission des données des
                                            différents endroits de stockage vers le système                                       Xavier de Noblens
                                            de supervision et permet la poursuite du                    Chef de département en charge de l’entité
                                            monitoring en mer pendant la mise en service                      Services Navals & Energies Marines
                                            des éoliennes.                                          @ SPIE Industrie & Tertiaire - division Industrie

Application 3 : Maintenance et monitoring                                                                                                               10
EN PRATIQUE :                                     de Régulation de l’Énergie) et par le constructeur
                                                       des centrales, la solution déployée doit assurer
    MONITORING DE CENTRALES                            l’optimisation du fonctionnement de centrales
    ALLIANT ÉNERGIE SOLAIRE ET                         hybrides potentiellement situées sur des sites
    BATTERIE AU LITHIUM DANS UNE                       distants.
    ZONE NON INTERCONNECTÉE.                           Dans un premier temps, des modèles à court
                                                       et long termes sont développés. Basé sur
     CONTEXTE ET DÉFIS :                               ces simulations, un système de management
                                                       énergétique est défini et intégré in situ.
    Les zones non interconnectées (ZNI) sont
                                                       Des données prévisionnelles météorologiques
    des territoires français insulaires non reliés
                                                       (production photovoltaïque, puissance du
    au réseau électrique continental. Elles assurent
                                                       rayonnement solaire) ainsi que des données
    l’essentiel de leur approvisionnement en
                                                       mesurées en temps réel par des capteurs
    électricité par le biais de centrales thermiques
                                                       (température, irradiance, puissance du
    fonctionnant avec des énergies fossiles
                                                       rayonnement solaire) permettent ensuite
    importées, avec des coûts de production bien
                                                       d’affiner les modèles et de faire évoluer
    plus élevés qu’en métropole. L’intégration de
                                                       l’EMS pour :
    sources d’énergie renouvelable dans le mix
                                                       •m  aximiser la capacité de stockage des
    énergétique de ces zones prend alors tout
                                                          batteries au lithium et contrôler la réinjection
    son sens. Mais au-delà de 30 % de part d’énergie
                                                          de l’énergie ;
    renouvelable, la stabilité du réseau n’est plus
                                                       •é  valuer et monitorer le vieillissement
    garantie en raison de l’intermittence de ces
                                                          des batteries ;
    sources. L’intégration d’un système de stockage
                                                       •g  arantir et prévoir en continu la production
    (batteries au lithium) permet ainsi de mitiger
                                                          énergétique.
    cette variabilité et d’incrémenter le taux de
    renouvelables, nécessitant cependant une

                                                       “
    maitrise et un suivi plus avancés des sites
    de production.
                                                          Le déploiement d’une telle solution fait appel
     LA SOLUTION :                                        à la fois à des compétences en data, IA, IoT,
                                                          cybersécurité et photovoltaïque. La gestion
    Modélisation et conception d’un système de            intelligente de l’énergie permet également
    management énergétique (EMS) pour évaluer             un suivi des données de maintenance et
    les performances financières et maintenir             de mettre en place un plan d’amélioration
    un fonctionnement optimal de centrales                continue tout au long du cycle de vie.”
    photovoltaïques et de stockage en ZNI.
                                                                                          Alberto Vazquez
    Afin de répondre aux contraintes coût et                       Ingénieur d’études systèmes hybrides
    performances imposées par la CRE (Commission          @ SPIE Industrie & Tertiaire - division Industrie

Application 3 : Maintenance et monitoring                                                                     11
 A PPLICATION 4
            PERFORMANCE ÉNERGÉTIQUE
Le coût des énergies et la raréfaction des ressources fossiles, la compétitivité et la prise de conscience environnementale placent la performance énergétique au
cœur des enjeux industriels. La mise en place de systèmes de gestion énergétique intelligents permet d’améliorer les ratios de consommation d’énergie, de réduire
l’empreinte carbone et de favoriser l’amélioration continue en donnant aux équipes l’accès à des indicateurs pertinents sur leur périmètre d’action. Mais le Smart
Data Management va au-delà de l’amélioration de la performance énergétique : il garantit l’optimisation de la performance industrielle globale grâce au croisement
d’indicateurs énergétiques, financiers, qualité, environnementaux et de productivité.

                                                         EN PRATIQUE :

                                                        MONITORING DES CYCLES DE
                                                        PROCESSUS POUR DIMINUER
                                                        LA CONSOMMATION DE GAZ LORS
                                                                                                                 CONTEXTE ET DÉFIS :
                                                        DE LA PRODUCTION DE ROULEAUX
                                                        D’ÉTANCHÉITÉ BITUMEUX.                                   La production de rouleaux d’étanchéité
                                                                                                                 bitumeux nécessite un fonctionnement continu
                                                                                                                 du processus de fabrication afin d’éviter que
                                                                                                                 la masse bitumeuse ne se fige. L’un des objectifs
                                                                                                                 du projet client est d’identifier des pistes
                                                                                                                 d’amélioration pour la performance énergétique
                                                                                                                 par une optimisation dans le pilotage du process.
                                                                                                                 Il s’agit donc d’étudier l’ensemble des cycles de
                                                                                                                 processus sur la semaine et le week-end pour
                                                                                                                 piloter de façon efficiente la ligne de production
                                                                                                                 et réduire la consommation de gaz. En plus des
                                                                                                                 contraintes techniques dues au déploiement
                                                                                                                 d’une solution dédiée à l’activité du client,
                                                                                                                 la sélection des données en phase amont pour
                                                                                                                 interpréter de façon fiable la consommation
                                                                                                                 d’énergie est un enjeu majeur dans la réussite
                                                                                                                 du projet.

                                                                                                                                                                      12
LA SOLUTION :

                                          Sélection et contextualisation des données dans
                                          une démarche de sobriété numérique.

                                          Dans un processus de fabrication fonctionnant en
                                          continu avec des fluctuations de consommation
                                          entre la semaine et le week-end, la solution
                                          de monitoring doit tenir compte des données
                                          relatives à la consommation des différentes
                                          énergies, de la contextualisation de ces
                                          données (utilisation du process en cours, saison,
                                          semaine/week-end…) et de la périodicité des
                                          mesures. Des variables sur la température de
                                          l’environnement, la consommation de gaz sur
                                          le site, le débit de bitume… ont été mesurées à
                                          l’aide de capteurs et d’automates, transmises,
                                          enregistrées et exploitées à partir de dashboards
                                          personnalisés pendant plus d’un an.
                                          Cet historique de données présélectionnées
                                          dans une démarche de sobriété numérique, a
                                          conduit à la mise en place d’un plan d’actions
                                          pour optimiser le pilotage des processus de
                                          fabrication géré en automatique ou par les
                                          opérateurs. La solution a permis d’améliorer
                                          les modes de fonctionnement notamment
                                          la boucle de régulation sur le week-end et
                                          de réduire le talon énergétique.

Application 4 : Performance énergétique                                                       13
EN PRATIQUE :                                         LA SOLUTION :

    ÉVALUATION DE LA CONSOMMATION                          Mise en place d’une solution flexible et évolutive
    D’ÉLECTRICITÉ D’UNE ETI                                basée sur des automates avec systèmes de
                                                           mesures et d’exploitation intégrés.
    MULTISITES DANS LE DOMAINE DE
    LA LOGISTIQUE.                                         Afin de garantir le niveau de fiabilité, de
                                                           reproductibilité et de sécurisation des envois de
                                                           données, une solution sur la base d’automates
     CONTEXTE ET DÉFIS :                                   dernière génération a été mise en place. Un
                                                           système d’exploitation et un système de mesures                            Dashboard SPIE
    Le Décret Tertiaire, entré en vigueur le 1er octobre                                                          Consommation d’électricité par région
                                                           embarqués permettent de gérer l’ensemble des
    2019, impose d’atteindre une économie d’énergie                                                                                 et par équipement
                                                           grandeurs électriques nécessaires à une bonne
    dans certains bâtiments du secteur tertiaire
                                                           analyse énergétique.
    d’au moins 40% en 2030, 50% en 2040 et 60%
                                                           Le projet impliquait notamment de trouver
    en 2050 par rapport à une année de référence.
                                                           le bon équilibre entre la sélection des données
    La consommation d’énergie d’une entreprise de
                                                           qui donneront lieu à des analyses précises et
    livraison multisite de colis est très fluctuante :
                                                           la sobriété numérique. C’est par une démarche
    elle dépend de la consommation de chaque
                                                           de co-construction avec les équipes métiers
    site et de leur localisation, des équipements en
                                                           du client (du responsable production à la DSI)
    charge du tri et du transport des colis et de plus
                                                           et les energy managers que le choix des données,
    en plus du nombre de véhicules électriques en
                                                           la temporalité de mesure et la création des
    recharge… Outre la difficulté liée au choix des
                                                           dashbords ont été faits. L’expérience utilisateurs
    données pour assurer un monitoring efficient
                                                           a été au centre des échanges afin d’assurer
    de la consommation d’électricité, le projet
                                                           la prise en main de la solution et sa pérennité.
    nécessitait de prendre en compte les contraintes
    liées à l’infrastructure IT et à la politique de
    gestion des données à court, moyen et long
    termes. La solution de monitoring devait être
    fiable, flexible et reproductible sur les sites
    avec la mutualisation des compétences et
                                                           “ La co-construction est une étape essentielle
                                                              pour arriver à une bonne maturité d’une
    la maintenance des équipements.                           solution de monitoring de performance
                                                              énergétique et définir les paramètres
                                                              pertinents à la mise en place de cette
                                                              solution.”

                                                                                               Jérémy Dupont
                                                                                     Responsable innovation
                                                             @ SPIE Industrie et Tertiaire - division Industrie

Application 4 : Performance énergétique                                                                                                               14
 A PPLICATION 5
             CYBERSÉCURITÉ
La robotisation, l’automatisation et la digitalisation des processus industriels ont ouvert une brèche aux cyberattaques. Dans des domaines aussi sensibles que
l’énergie et le nucléaire, la cybersécurité des installations et systèmes informatiques industriels est indispensable pour contrer les actes de malveillance informatique
et éviter les arrêts de production pouvant mener à des coupures de courant économiquement dévastatrices. Dans ce cadre, les technologies 4.0 ont leur rôle à jouer
avec l’intégration de systèmes de contrôle et d’alerte qui maintiennent et améliorent la sécurité du parc et garantissent une source d’énergie sûre et fiable.

                                                          EN PRATIQUE :

                                                          MAINTIEN EN CONDITIONS
                                                          OPÉRATIONNELLES ET MAINTIEN
                                                          EN CONDITIONS DE SÉCURITÉ D’UNE
                                                                                                                     CONTEXTE ET DÉFIS :
                                                          INFRASTRUCTURE DANS LE SECTEUR
                                                          DE L’ÉNERGIE, SOUMISE À DE FORTES                         Des réglementations gouvernementales
                                                          CONTRAINTES RÉGLEMENTAIRES.                               imposent de mettre en place et de maintenir
                                                                                                                    un dispositif efficace de cybersécurité pour
                                                                                                                    protéger l’infrastructure informatique et le
                                                                                                                    système d’information des entreprises de
                                                                                                                    services essentielles. Une fois que cette
                                                                                                                    sécurisation est réalisée, le Maintien en
                                                                                                                    Conditions Opérationnelles (MCO) et le Maintien
                                                                                                                    en Conditions de Sécurité (MCS) doivent être
                                                                                                                    assurés. Le MCO consiste à garantir le bon
                                                                                                                    fonctionnement des équipements et des
                                                                                                                    applications à tout moment ; le MCS traite de
                                                                                                                    la mise à jour du profil de sécurité des systèmes
                                                                                                                    afin de maintenir un haut niveau de sécurité.
                                                                                                                    Il doit s’adapter aussi bien à l’évolution de
                                                                                                                    ces systèmes qu’à l’évolution de l’environnement
                                                                                                                    de travail global de l’entreprise.

                                                                                                                                                                            15
LA SOLUTION :

    Une approche basée sur la résolution des
                                                           “
                                                            Il faut une forte expertise en automatisme et
                                                            informatique industriels ainsi qu’une grande
    contraintes techniques, organisationnelles
                                                            connaissance du secteur de l’énergie, pour
    et humaines.
                                                            positionner intelligemment l’infrastructure
                                                            du client en phase avec le niveau de sécurité
    En s’adaptant aux contraintes normatives
                                                            à atteindre ou à maintenir.”
    du client et en se rapprochant de la norme
    IEC-62443, qui porte sur la sécurité des
                                                                                     Christophe Winckler
    systèmes d’information et la sécurité industrielle,
                                                                  Responsable d’affaires cybersécurité OT
    les maintiens en conditions opérationnelles et
                                                                             @ SPIE Industrie & Tertiaire
    de sécurité mis en place traitent l’ensemble
                                                                                        Division Industrie
    de la chaîne de valeur de la cybersécurité :
    identification des menaces, maîtrise des risques
    liés aux données critiques du client, protection
    et maîtrise des systèmes (pour assurer la
    confidentialité, la disponibilité et l’intégrité des
    données), et réaction sur incident.
    • D’un point de vue technique, chaque maillon
       de cette chaîne nécessite l’intégration d’outils
       flexibles (fonctions ou progiciels) adaptés à
       l’environnement industriel du client et à
       son évolution.
    • D’un point de vue organisationnel, il est
       indispensable de concevoir les stratégies de
       MCO et MCS avec un bon équilibre entre les
       contraintes normatives et industrielles. Cela
       nécessite une excellente approche cyber et
       procédés industriels, l’adhésion de toutes les
       parties prenantes et la construction d’une
       culture de la sécurité au sein de l’entreprise.
    • D’un point de vue humain, sensibilisation,
       éducation et formation sont les maîtres mots
       et doivent faire partie intégrante de la culture
       de sécurité afin que ce sujet ne soit plus perçu
       comme une contrainte supplémentaire par
       le collaborateur.

Application 5 : Cybersécurité                                                                                16
 F ABLOOP
             LE SMART DATA MANAGEMENT AVEC SPIE
Une nouvelle approche pour mettre le Smart Data Management au service de votre ROI 4.0.
Votre patrimoine de données est une source extraordinaire de progrès et de performance. Présente sur l’ensemble de la chaîne de production, cette masse
d’informations peut générer une performance industrielle inédite : le ROI 4.0. Ce passage à l’industrie 4.0 doit s’opérer avec des experts des process industriels.
C’est à partir de ce constat qu’a été lancée en France Fabloop, une offre de service créée par un industriel pour les industriels. En réunissant ses experts de la donnée
et ses experts industriels, la division Industrie de SPIE Industrie & Tertiaire est le partenaire idéal pour vous accompagner dans votre transition digitale et énergétique
(proximité, sens du service multi-technique, capacité à conduire des projets liés aux process industriels). En intégrant la notion de ROI dès le travail de conception,
nous sélectionnons, adaptons ou créons la meilleure solution technico-économique pour répondre à vos besoins.

                                                           1. PARTAGE DE VOS OBJECTIFS DE PERFORMANCE                 3. ÉVALUATION DE VOTRE ROI

                                                          • Réduction des coûts de maintenance                       Parce que nous nous engageons, nous étudions
                                                          • Amélioration des cadences de production                  vos contraintes et enjeux (énergie, process,
                                                          • Optimisation de l’exploitation                           technique, digital, conduite du changement…)
                                                          • Réduction de votre empreinte environnementale            pour valider la rentabilité de la solution et
                                                          • Optimisation des énergies et des flux                    estimer la performance à venir.
                                                          • Aide à l’ordonnancement
                                                          • Traçabilité / Qualité
                                                          • Prévention des risques

                                                           2. CO-CONSTRUCTION DE LA SOLUTION

                                                          Réunis en atelier, nous élaborons ensemble,
                                                          avec tous les intervenants (experts des process,
                                                          experts de la donnée, DSI…), la solution la plus
                                                          performante pour votre exploitation.

                                                                                                                                                                              17
4. DÉPLOIEMENT DE LA PLATEFORME

    Totalement adaptable, allant du simple croisement de données issues d’IoT, d’automates, de
    superviseurs, de robots, de GMAO, de MES, d’ERP... jusqu’aux algorithmes les plus sophistiqués d’IA,
    la plateforme digitale de FABLOOP collecte, exploite et valorise votre patrimoine de données.
    Le dialogue s’ouvre avec votre chaîne de production ! Via des interfaces graphiques sur mesure,
    FABLOOP vous aide dans vos décisions stratégiques d’exploitation et vous guide dans la conduite
    de votre process.

                COLLECTER                                                      STOCKER                          INTERPRÉTER                        RESTITUER
               LES DONNÉES                                                   LES DONNÉES                        LES DONNÉES                      LES RÉSULTATS

         Réseau             Réseau                                                                                Simulation

                                                                                                                                                                      PÉRIMÈTRE
        industriel       informatique                                                                                                               Dashboard:

                                                                                                                                                                        CLIENT
                                                                             Infrastructure                        Analyses
                                                                            FABLOOP locale                       Algorithmes                        statistique
                                                                                                                                                 aide à la conduite
                                                       PASSERELLE

                                                                                                                 Prédictif (AI)
                         Filaire, Radio
                                                                                   OU                                 OU                                OU
        Capteur

                                                                                                                                                                        CLOUDDSPIE
          API                                                                                                     Simulation
      Supervisions                                                           Infrastructure                        Analyses                         Dashboard:
                              ERP                                                                                                                   statistique
                             GMAO                                           FABLOOP @SPIE                        Algorithmes
                                                                                                                 Prédictif (AI)                  aide à la conduite

                                 La cybersécurité One SPIE garantit la protection des données sur toute la chaîne : gestion des utilisateurs,
                             gestion des accès, sécurisation des liens, maintien en condition opérationnelle, détection des tentatives d’intrusion.

Fabloop : Le Smart Data Management avec SPIE                                                                                                                                         18
Application 1 : Hybridation des sources d’énergie
À propos de SPIE Industrie & Tertiaire –               À propos de SPIE France
      division Industrie                                     SPIE France, filiale du groupe SPIE, leader             Avec près de 48 000 collaborateurs et un fort
                                                             européen des services multi-techniques, est             ancrage local, SPIE a réalisé, en 2021, un chiffre
      Partenaire privilégié de la transition énergétique
                                                             un acteur majeur de la transition énergétique           d’affaires consolidé de 6,97 milliards d’euros et
      et de la transformation numérique des
                                                             et numérique. SPIE France est organisée en              un EBITA consolidé de 427 millions d’euros.
      industriels, la division Industrie de SPIE Industrie
                                                             cinq filiales et six divisions nationales, SPIE ICS
      & Tertiaire, filiale de SPIE France, propose
                                                             (services numériques et technologiques), SPIE
      des services multi-techniques et l’intégration
                                                             Facilities (maintenance et Facility Management),
      de solutions smart & agiles pour des usines
                                                             SPIE CityNetworks (réseaux d’énergie et
      performantes, numériques et responsables.
                                                             numériques, transports et services à la citée),
      Elle intervient dans la conception, la réalisation
                                                             SPIE Nucléaire (services spécialisés pour
      et la maintenance d’installations économes en
                                                             l’industrie nucléaire), et enfin, la division
      énergie et respectueuses de l’environnement.
                                                             Industrie de SPIE Industrie & Tertiaire (partenaire
      Avec 3 300 collaborateurs, la division Industrie
                                                             industriel de référence pour des solutions smart
      est une organisation nationale. Elle s’appuie sur
                                                             et agiles) et la division Tertiaire de SPIE Industrie
      la force de ses équipes locales au travers de son
                                                             & Tertiaire (expertises dédiées à l’intelligence
      réseau de 100 implantations, ainsi que sur la
                                                             du bâtiment et à sa performance).
      complémentarité de ses expertises pour apporter
                                                             SPIE France compte 19 000 collaborateurs qui
      des réponses globales aux industriels nationaux
                                                             interviennent depuis plus de 400 implantations
      de différents secteurs : agro-alimentaire,
                                                             réparties sur tout le territoire national.
      automobile, énergies, pharmacie, chimie,
      aéronautique...

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