Les appareils de mesure pour l'audit énergie
Education - Energie, Jacques Claessens - UCL

Remarque préalable : la plupart des appareils cités ci-dessous sont de la marque « testo ». Nous n’avons aucun lien avec ce fournisseur et serions très intéressés d’avoir d’autres références de produits similaires. C’est simplement le matériel que nous utilisons … Nous ne donnons donc ces informations qu’à titre informatif.

 

 

TEMPERATURE

1. Pour mesurer la température de l’ambiance :

Un thermomètre permet d’objectiver le niveau de température dans l’école.

Applications :

  • Placer un simple thermomètre à alcool permet de faire le réglage des vannes thermostatiques de la classe sur un seuil objectif. Par exemple, un réglage de la vanne sur la position 3 devrait entraîner une température de l’ordre de 20°C.
  • On sait que diminuer la température ambiante de 1°C, entraîne une diminution de consommation de 7 à 8 %. On peut donc faire une «photographie thermique» de l’école en mesurant la température dans différents locaux … et ajuster la régulation ensuite !

Appareils (non-exhaustif):

  • Un simple thermomètre en bois à alcool est adéquat pour le mur intérieur d’un local : 4€ chez Brico
  • Thermomètre digital Intérieur et extérieur + heure : 10 €chez Brico



  • Par contre, s’il faut faire des mesures dans différents locaux, il faut un appareil dont la sonde présente moins d’inertie (affichage digital).

2. Pour enregistrer la température

Des petits data-loggers permettent d’enregistrer dans le temps l’évolution d’une température. Leur taille est celui d’une boîte d’allumettes mais il peut contenir plusieurs milliers de température. On peut programmer la fréquence d’enregistrement (1 mesure toutes les minutes, ou toutes les 20 minutes, par exemple) et un câble permet de transférer ensuite vers un PC les données, d’une manière similaire à celle câble permet de transférer vers un PC les données, d’une manière similaire à celle d’un appareil photo numérique. Une exploitation des résultats par Excel est alors possible.

Applications :

  • Enregistrer si la régulation de l’école est adéquate (coupure de nuit et de WE, par exemple). En pratique, le mieux est de placer 3 enregistreurs en parallèle : dans l’ambiance, sur le radiateur (pour voir si le chauffage est en route) et à l’extérieur (pour voir notamment s’il y a du soleil).
  • Mesurer l’évolution d’une température d’un récipient contenant de l’eau chaude (= « calorimètre ») au fil du temps, en fonction du degré d’isolation autour du récipent (briques, isolants, etc…)
  • Faire un exercice de traitement de données sur Excel au cours d’informatique, en partant de données intéressantes !

Appareils (non-exhaustif) :

1 set de température Testo 174 (1 appareil + Cdrom + câble) avec 3 appareils supplémentaires : 400 euros TVA comprise (21%).

3. Pour mesurer la température d’une paroi, d’un ballon d’eau chaude mal isolé, …

Un capteur de rayonnement infrarouge permet de connaître la température du matériau émetteur.

Applications :

  • Mesurer la température d’une paroi et en déduire si elle est isolée (pas évident… mais disons que plus la paroi est chaude, plus elle est isolée).
  • Repérer un pont thermique (linteau très froid par exemple)…
  • Repérer le lieu de passage d’une conduite dans le sol
  • Visualiser le rayonnement infra-rouge avec des élèves au cours de sciences : prendre une poêle, la recouvrir de moitié avec du film alu (en veillant à une bonne adhérence entre alu et poêle), la chauffer au bec bunsen. Mesurer la température dans la poêle (par ex : 80°C ) et sur l’alu (par ex : 20°C) puis demander de mettre la main sur l’alu ! Bien sûr, celui –ci est très chaud par conduction ! Mais l’appareil ne le mesure pas parce que le coefficient d’émissivité de l’alu est très faible, c’est un mauvais émetteur par rayonnement.

Appareils (non-exhaustif):

Appareil Testo 830-T1 : environ 100 €

4. Pour mesurer la température des fumées d’une chaudière

Un capteur de type thermocouple peut mesurer à très haute température.

Applications :

  • Mesurer la température des fumées (il y a normalement un petit trou dans le conduit à la sortie de la chaudière) et en déduire un rendement approximatif. En effet, plus les fumées sont froides, plus la chaleur du combustible a bien été récupérée !
    • du temps de papa, T°fumées = …300°C… ,
    • aujourd’hui, classiquement, … 160…180°C… est normal,
    • si chaudière à condensation, T° < 100°C…

    Le rendement approximatif est donné par Rendement = 100 - (T°fumées – T°chaufferie) / 20
    Par exemple, 100 - (200° - 20°)/ 20 = 91 %

Appareils (non-exhaustif) :

Appareil chez Brico : environ 40 €

LUMINOSITE

Un luxmètre permet de mesurer l’intensité lumineuse.

Applications :

  • Mesurer la luminosité sur les tables de travail. Un minimum de 300 Lux est nécessaire.
  • Comparer avec la luminosité donnée par la lumière naturelle et sensibiliser à éteindre les luminaires si non nécessaires.
  • Au cours de sciences, il est intéressant d’objectiver l’adaptation extraordinaire de l’œil humain grâce à sa pupille. Exemples :
    • les lampes de sécurité incendie (qui s’allument lors d’une coupure de courant) doivent assurer 1 lux pour nous permettre de retrouver dans le noir…
    • par contre, le 21 juin à 12h00, par ciel serein, les 100.000 lux sont atteints !

On prend d’ailleurs conscience que nous nous adaptons tellement bien à la luminosité existante… que nous sommes presque incapables de juger « à l’œil » de la luminosité ambiante !

Appareils (non-exhaustif):

  • Le luxmètre Elix vendu chez Brico semble très peu fiable pour les mesures de moins de 1.000 lux, ce qui nous intéresse...
  • Le luxmètre Testo 540 est d’une précision tout à fait suffisante et revient environ 160 €

LA PUISSANCE ELECTRIQUE

Un Wattmètre permet de mesurer la puissance électrique. Il s’insère dans la prise, entre le réseau et la fiche de raccordement de l’appareil.

Applications :

Mesurer la consommation des appareils électriques : PC, frigos, distributeurs de boissons, photocopieuse, percolateurs, etc…

Il est possible de mesurer la puissance électrique instantanée en Watts (appareil en fonctionnement ou en standby), mais aussi la consommation sur une longue période en kWh (frigo ou distributeur de boissons).

Astuces :

  • c’est parfois bien difficile de lire au niveau d’une prise, donc le placer sur une prise multiple permet de ne pas se retrouver à 4 pattes pour déchiffrer les chiffres !
  • L’appareil utilise l’énergie du réseau pour son affichage. Des piles sont parfois présentes, elles permettent de conserver en mémoire les données mesurées. Dans le cas des appareils en prêt, ces piles sont plates… et ne seront pas remplacées. Ne pas oublier dès lors de transcrire la valeur des kWh consommés … avant de retirer la prise !!

Appareils (non-exhaustif) :

Tests Achats a étudié :

  • Brennenstuhl : PM 230
  • Profile : Cost Control PR-80
  • Chacon : Power Control PC-200

Il en ressort que la précision n’est pas terrible, que Profile est le meilleur a ce niveau (vendu chez Macro, apparemment) mais en pratique on retrouve souvent Chacon chez les vendeurs de matériel électrique au prix de 30 € environ.

LE COURANT ELECTRIQUE

Un Ampèremètre permet de mesurer le courant électrique en Ampères.

Cela ne nous donne pas vraiment la puissance consommée, puisqu’en alternatif : Puissance = U x I x cos phi

Et ce cos phi n’est pas connu… (…0,6…pour les ballasts des tubes néons, … 0,9… pour les moteurs)

Par exemple, si on veut mesurer la consommation d’un luminaire, si on mesure 0,2 A, la puissance correspondante sera de l’ordre de P = 230 x 0,2 x 0,6 = 28 Watts

Mais la grand facilité, c’est l’usage de la pince ampèremétrique qui permet de connaître le courant sans l’interrompre !

Applications :

  • Mesurer la répartition du courant dans un tableau divisionnaire entre les différentes parties de l’école (quelle est la demande de la cuisine, de la salle de gym, … à un moment donné).
  • Repérer l’origine des consommations de nuit qui grèvent la facture électrique, au départ d’un tableau électrique.
  • Enregistrer l’évolution des consommations électriques de l’école tout au long d’une semaine (pour faire apparaître les moments de pointe, la consommation de nuit, etc…)
  • Enregistrer l’évolution des consommations d’un distributeur de boissons sur une semaine entière, et comparer entre un fonctionnement continu et un fonctionnement intermittent.
  • Mieux comprendre le phénomène physique du champ magnétique induit par le courant dans le fil et qui est mesuré par la pince. Astuce : faire mesurer le courant au niveau d’un câble électrique à 2 fils et constater que le champ est nul par addition de 2 champs de sens contraires !

Appareils (non-exhaustif) :

  • Ampèremètre Elix à 23 € chez Brico


  • Appareil enregistreur de courant : Kew leak logger 5010 pour 1000 €, environ.

LA QUALITE DE L’AIR

Un appareil de mesure du taux de CO2 permet de se donner une bonne idée de la qualité de l’air, du moins lorsque la pollution est faite par l’homme.

Applications :

  • Mesurer la qualité de l’air dans une classe, sachant que la concentration à l’extérieur (air frais) est de 400 ppm, soit 0,04 %, et que le maximum recommandé dans les normes internationales est de 1500 ppm. Il n’est pas rare d’observer 2 à 3000 ppm dans les classes sans ventilation. Le nez, quand on entre dans la classe, fait alors office de détecteur !
  • Très efficace dans le cadre d’une campagne de sensibilisation à une meilleure ventilation !

Appareils (non-exhaustif) :

  • Testo 535 (prix à demander)

LE NIVEAU DE BRUIT

Un sonomètre permet de mesurer le niveau sonore dans l’école (ce n’est pas du ressort de l’audit énergie, d’accord… !)

Applications :

  • Mesurer le niveau sonore dans une salle de réfectoire … lieu de détente !
  • Très efficace dans le cadre d’une campagne de sensibilisation à une meilleure gestion du bruit dans l’école, y compris certaine sonnerie de fin de récréation !

Notamment, l’asbl Coren possède une très bonne expérience dans ce domaine.

Appareils (non-exhaustif) :

  • Sonomètre analogique chez Brico à 80 €
  • Testo 815 (prix à demander)

 

Que mettre dans la valisette ?

Proposition pour permettre de faire une séance d’audit avec une classe :

  • 2 Wattmètres
  • 2 appareils de mesure de température digitaux d’ambiance
  • 1 appareil de mesure de température à Infra-rouges
  • 2 luxmètres
  • 1 kit enregistrement avec CD - Cordon et 3 enregistreurs