Efficience énergétique : Améliorez Votre Système avec TRIZ

Dans la boîte à outils de la méthode TRIZ, la loi sur l’efficience énergétique propose un questionnement pour analyser votre système et identifier des leviers d’action pour améliorer son efficacité.

Pourquoi s’intéresser à l’efficience énergétique de votre système ?

Un levier d’action essentiel pour agir sur les enjeux environnementaux

Aujourd’hui, ce sont les machines qui font fonctionner le monde moderne. Et force est de constater que nous consommons beaucoup d’énergie pour les faire fonctionner, sans doute trop… 

Lorsqu’on cherche à agir positivement vis-à-vis de l’empreinte carbone et prendre en compte les problématiques liées à notre dépendance énergétique, la réflexion sur l’énergie est centrale. On prend conscience de la nécessité de consommer moins d’énergie, tout simplement.

Pour autant, la démarche n’est pas toujours aisée, car l’efficacité énergétique d’un système est quelque chose d’assez abstrait. Il n’est pas évident de se représenter la juste consommation d’énergie et encore moins celle qui est gaspillée.

Les 2 façons de baisser la consommation d’énergie

1. Améliorer l’efficacité d’un système : cela revient à proposer le même usage tout en consommant moins d’énergie.
2. Adopter plus de sobriété : cela revient à accepter volontairement un usage différent qui consomme moins d’énergie.

Évidemment, ces deux leviers d’action doivent être conjugués pour un meilleur résultat. Si on cherche à baisser notre consommation d’énergie durablement, il est nécessaire de repenser la conception de nos produits, mais également de rester vigilant sur les usages pour ne pas subir l’effet rebond. 

À travers cet article, découvrez un questionnement simple et pratique sur la manière dont l’énergie est exploitée par votre système. Cette démarche vous aidera à identifier facilement des leviers d’action vous permettant de l’améliorer.

La conductibilité énergétique : une loi d’évolution de la méthode TRIZ

L’apport de la méthode TRIZ

Cette réflexion sur la conductibilité énergétique s’inscrit dans une série 8 lois d’évolution des systèmes techniques décrites par Guenrich Altschuller. Trois de ces lois sont particulièrement pertinentes pour améliorer l’efficacité d’un système.

• Loi 1 : L’intégralité des parties du système
• Loi 2 : La conductibilité énergétique du système
• Loi 3 : La coordination des rythmes des parties

Le cheminement de l’énergie

Pour comprendre le fonctionnement d’un système sous l’angle énergétique, il est nécessaire de vérifier par où passe le flux d’énergie, de la source jusqu’à la zone de travail du système. Un système est efficace d’un point de vue énergétique si l’énergie circule facilement à travers ses parties. L’énergie qui ne va pas à destination de l’objectif visé est pour ainsi dire perdue.

Pour illustrer ce propos, dressons un bilan énergétique du barbecue électrique pour cuire un aliment. Tout d’abord, observons qu’il ne cuit qu’une face de l’aliment à la fois. Ensuite, la taille de l’élément à cuire est toujours (nettement) inférieure à la surface totale de la grille de cuisson. Enfin, une partie significative de l’énergie émise par la résistance se diffuse sur l’air ambiant, la cuve et la grille, plutôt que sur l’aliment. Bref, en cumulant ses pertes, seule une faible quantité de l’énergie électrique consommée contribue à cuire l’aliment.

Les conversions d’énergie

Les conversions d’énergie représentent un point critique dans la performance globale d’un système, car les rendements se multiplient. In fine, lorsqu’il y a beaucoup de conversions, le rendement global devient plus faible.

Prenons l’exemple du souffleur de feuilles. Lorsqu’il s’agit de déplacer des feuilles mortes, cet engin affiche un rendement très bas. Ce phénomène résulte des pertes qui s’accumulent à divers paliers : depuis le moteur jusqu’à sa transmission, en passant par l’hélice, la résistance générée par le flux d’air, jusqu’à la tâche finale de propulsion des feuilles en exploitant ce même flux d’air. Malgré l’aspect ultra-pratique de l’engin pour l’utilisateur, la réalité est que le souffleur de feuilles engloutit une quantité considérable d’énergie pour le résultat produit.

Le contrôle

De plus, pour contrôler l’efficience d’un système il est important de mettre en place un retour d’information. C’est essentiel pour réguler le système de manière autonome ou grâce à l’action de l’utilisateur.

On retrouve par exemple des indicateurs Eco Index sur certains véhicules. C’est une information utile pour adopter une conduite plus sobre en énergie. Certains paramètres sont ainsi analysés comme les accélérations, les décélérations, l’aptitude à conserver une vitesse de croisière constante et les changements de rapports. Certains constructeurs automobile, comme Fiat indiquent que ce dispositif peut faire chuter la consommation de 15 %.

Comment appliquer cette loi d’évolution de TRIZ à votre système ? 

Voici le processus à suivre en 3 points pour questionner votre système sous l’angle de l’efficience énergétique.

1 – Le cheminement de l’énergie

• Décrivez le cheminement de l’énergie en identifiant tous les déplacements et transferts d’énergie. Pour cela, je vous conseille d’utiliser au préalable la loi n° 1 sur l’intégralité des parties du système qui vous aidera à décrire votre système avant de le questionner.
• Posez-vous la question : par quels composants et parties de composants passe-t-elle ?

2 – Les singularités du processus

• Repérez toutes les singularités du processus. Cela inclut les transformations de l’énergie, qu’elles soient mécaniques, hydrauliques, thermiques, chimiques, électriques, électromagnétiques, etc. 
• Identifiez également les adaptations telles que les réductions ou amplifications, ainsi que les bifurcations, qu’elles soient liées à la séparation ou au regroupement de l’énergie.

3 – Les pertes d’énergie

• Assurez-vous de détecter toutes les pertes d’énergie qui pourraient survenir à chaque étape.
• Interrogez-vous sur le rendement énergétique global du système pour évaluer son efficacité globale.

Si vous cherchez à inscrire votre système dans une évolution pertinente, inévitablement, vous devrez faire des arbitrages parmi les contraintes de votre projet. Mais, ce qui est important, c’est de faire vos arbitrages dans le contexte avenir et non celui passé. 

La recherche d’efficience énergétique de nos systèmes ne se suffit pas à elle-même pour régler tous les défis qui se présentent face à nous. Cette démarche est à mener de front avec une réflexion sur les usages et la sobriété.

Et maintenant ?

En questionnant votre système d’un point de vue énergétique, vous identifierez des leviers d’action pour l’améliorer. Le meilleur moyen de trouver des solutions d’amélioration, c’est de commencer par y réfléchir. Le meilleur moyen de répondre aux problèmes écologiques, c’est de passer à l’action.