Un moteur électrique est généralement défini comme un appareil qui transforme l’énergie électrique en énergie mécanique grâce à un mouvement de rotation (couple et vitesse). Un variateur de vitesse est un dispositif électronique qui peut être utilisé pour régler la vitesse de rotation d’un moteur électrique en fonction des besoins de l’application.

Environ 8 milliards de moteurs électriques sont utilisés dans l’UE, consommant près de 50 % de l’électricité produite par l’UE.

Le secteur est très hétérogène et les technologies, les applications et les tailles sont très variées: il existe de très petits moteurs (pour faire tourner les ventilateurs de refroidissement dans les ordinateurs, par ex.) comme de très grands moteurs, utilisés dans l'industrie lourde.

Exigences en matière d’écoconception

Tous les fabricants et fournisseurs de moteurs électriques et de variateurs de vitesse souhaitant vendre leurs produits dans l’UE doivent respecter des règles en matière d’écoconception. 

Le règlement (UE) 2019/1781 sur les moteurs électriques et les variateurs de vitesse est entré en vigueur le 1er juillet 2021 et remplace le règlement (CE) n° 640/2009 relatif à l’écoconception des moteurs électriques

Le champ d’application du nouveau règlement est plus large: il couvre les moteurs à induction mono-vitesse, d’une fréquence de 50 Hz, 60 Hz ou 50/60Hz, qui présentent les caractéristiques suivantes:

  • de 2 à 8 pôles;
  • monophasés ou triphasés;
  • une puissance nominale comprise entre 0,12 kW et 1000 kW;
  • une tension nominale comprise entre 50 V et 1000 V;
  • des caractéristiques fixées sur la base d’un fonctionnement continu et d’un fonctionnement avec connexion directe.

Le rendement énergétique d’un moteur électrique est le rapport entre la puissance mécanique de sortie et la puissance électrique en entrée. Le niveau de rendement énergétique s'exprime en classes de rendement énergétique internationales (IE), IE1 étant la classe la moins élevée et IE5 la plus élevée. Conformément au règlement actuel, les moteurs doivent atteindre le niveau de rendement IE2, IE3 ou IE4 en fonction de leur puissance nominale et d’autres caractéristiques. Par exemple, les moteurs triphasés d’une puissance nominale égale ou supérieure à 0,75 kW et égale ou inférieure à 1000 kW doivent atteindre le niveau IE3 d’ici à juillet 2021. Les moteurs dont la puissance est comprise entre 75 kW et 200 kW devront atteindre le niveau IE4 d'ici à juillet 2023. L’UE est la première au monde à rendre obligatoire le niveau IE4 pour certaines catégories de moteurs.

Certains moteurs conçus pour une utilisation dans des conditions particulières ne sont pas soumis à ces règles, par exemple ceux qui sont immergés dans un liquide comme dans les réseaux d'assainissement. 

Le règlement régit également le rendement des variateurs de vitesse: 2 niveaux de rendement sont prévus pour les variateurs (IE1 et IE2) et le règlement exige que tous les variateurs atteignent le niveau IE2.

Tant les moteurs que les variateurs sont soumis à des exigences d’information, telles que le rendement à différents points de charge, en termes de vitesse et de couple. Ces informations permettront aux ingénieurs d’optimiser l’efficacité de l’ensemble des systèmes.

Le règlement (UE) 2019/1781 a été modifié en 2021 par le règlement (UE) 2021/341 de la Commission, qui vise à clarifier et à améliorer certains aspects des règles en matière d’écoconception adoptées en 2019.

Économies d’énergie

Un moteur plus efficace peut générer des économies allant de quelques euros à plusieurs dizaines de milliers d’euros sur toute sa durée de vie, en fonction de sa puissance et de son mode d’utilisation.

L'amélioration de l'efficacité des moteurs conformément à l’ancien règlement devait permettre d'économiser 57 TWh par an dans l’UE d’ici à 2020. En prenant en compte l’effet global du règlement révisé, les économies annuelles augmenteront pour atteindre 110 TWh d’ici à 2030, ce qui équivaut à la consommation d’électricité des Pays-Bas. Cela signifie que 40 millions de tonnes d’émissions de CO2 seront évitées chaque année et que la facture énergétique annuelle des ménages et de l’industrie dans l’UE sera réduite d’environ 20 milliards d’euros d’ici à 2030.

En outre, l’utilisation accrue de variateurs de vitesse dans des applications spécifiques, telles qu’une pompe à débit d’eau variable en fonction du temps, peut permettre de réaliser des économies considérables au niveau de l’application. Cela est encouragé par le règlement, qui exige des fabricants de moteurs et de variateurs qu’ils fournissent des données pertinentes en matière de rendement énergétique à différents points de régime/couple.

Coopération internationale

Les moteurs électriques représentent environ 50 % de la consommation mondiale d’électricité. Promouvoir la pénétration sur le marché de moteurs et de variateurs de vitesse efficaces contribue de manière significative à la lutte contre le changement climatique. L’UE soutient l’initiative SEAD (Super-Efficient Equipment and Appliances Deployment — initiative relative au déploiement d’équipements et d’appareils à très haut rendement), dans le cadre de laquelle des pays du monde entier coopèrent en vue de promouvoir des appareils efficaces. Cette initiative met l’accent actuellement sur les moteurs électriques, la réfrigération, le refroidissement et l’éclairage et s’est fixé pour objectif de doubler le rendement de ces produits vendus dans le monde d’ici à 2030, une ambition récemment saluée par les ministres du G7. Les nouvelles exigences réglementaires de l’UE entrées en vigueur le 1er juillet contribuent à la réalisation de cet objectif. L’UE est également membre de l’EMSA (4E Electric Motors Systems Annex) de l’Agence internationale de l’énergie, qui vise à sensibiliser, à l’échelle mondiale, au potentiel de rendement des systèmes à moteur et fournit des orientations et des outils pour exploiter les performances énergétiques des systèmes à moteur nouveaux et existants dans le monde entier.

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