BAT-EQ-123 : un moto-variateur synchrone vaut jusqu’à 16 300 kWh cumac par kW en ventilation

Le moteur qui équipe la plupart des pompes et ventilateurs d’un bâtiment est un moteur asynchrone à cage. Son rotor n’est alimenté par rien : ce sont les courants induits par le champ tournant du stator qui le font tourner, et ils n’existent que si le rotor tourne un peu moins vite que le champ. Ce glissement est le principe du moteur, et c’est aussi sa perte : les courants induits chauffent le rotor par effet Joule, d’autant plus que le moteur travaille loin de sa charge nominale, ce qui est le cas la majeure partie de l’année.

Un moteur synchrone à aimants permanents supprime cette perte à la source : le champ du rotor est fourni par des aimants, le rotor tourne exactement à la vitesse du champ, il ne chauffe presque pas et le rendement reste élevé à charge réduite. Le moteur synchrone à réluctance obtient un résultat voisin sans aimant, avec un rotor en tôles découpées en saillies qui s’alignent sur le champ tournant, sans enroulement ni courant rotorique. Le revers est connu : sans cage de démarrage, un moteur synchrone ne démarre pas seul sur le réseau à fréquence fixe, et il ne tourne qu’à la vitesse imposée par la fréquence. Il lui faut un variateur, d’où le mot moto-variateur : le variateur n’est pas une option, c’est la condition de fonctionnement du moteur.

Et ce variateur apporte la seconde source d’économie, souvent la plus grande. Sur une pompe ou un ventilateur, le débit varie comme la vitesse, mais la puissance absorbée varie comme le cube de la vitesse : à 80 % de la vitesse, la machine n’appelle plus qu’environ 0,8 × 0,8 × 0,8 = 0,512, soit la moitié de la puissance. Au lieu de brider le débit par un registre ou une vanne, on ralentit le moteur. Cette physique éclaire la hiérarchie du barème : ventilation et pompage, à débit variable et longues durées de marche, sont valorisés le plus haut, la réfrigération, dont les compresseurs suivent une loi plus proche du linéaire, est au milieu, et la climatisation, saisonnière, est en bas.

La fiche s’adresse à tout bâtiment tertiaire : bureaux, supermarché, clinique, hôtel, enseignement, entrepôt, parking couvert. Elle ne précise pas qui doit être le bénéficiaire : propriétaire, exploitant ou locataire qui finance l’opération peuvent tenir ce rôle. Ce qu’elle exige tient en trois lignes : un moto-variateur synchrone à aimants permanents ou à réluctance, une puissance nominale qui ne dépasse pas 1 MW, et une mise en place réalisée par un professionnel. Ce mot n’est assorti d’aucune qualification ni d’aucun label : l’électricien, l’installateur de génie climatique ou le frigoriste qui facture la pose remplit la condition.

Ce qu’elle n’exige pas mérite d’être dit aussi clairement. Elle ne réserve pas l’opération aux bâtiments existants et ne mentionne pas les bâtiments neufs. Elle ne demande pas que le moto-variateur remplace un moteur asynchrone ni que l’ancien moteur soit déposé. Elle ne prévoit ni étude préalable, ni puissance minimale. Ces silences ne doivent pas servir à forcer un cas limite, mais un dossier n’a pas à produire des pièces que la fiche ne demande pas. Reste la règle commune à toute opération CEE : le mandataire ou l’obligé qui valorise les certificats doit être intervenu au plus tard le jour de l’engagement, en pratique avant la signature du devis.

• Éligible : moto-variateur synchrone à aimants permanents ou à réluctance synchrone, puissance nominale inférieure ou égale à 1 MW, posé par un professionnel dans un bâtiment tertiaire.
• Exclu par le texte : moteurs « EC », « pas à pas », « à réluctance variable ».
• Hors fiche par nature : moteur asynchrone, même de haute classe de rendement, avec ou sans variateur ; variateur seul ajouté sur un moteur existant.

Le montant en kWh cumac est le produit d’une valeur du barème par P, la puissance électrique nominale du moto-variateur en kW. La valeur du barème ne dépend que de l’application, c’est-à-dire de ce que le moteur entraîne. Ni zone climatique, ni coefficient d’usage, ni tranche de puissance : une ligne du tableau et une multiplication.

P se lit sur la plaque signalétique du moto-variateur, à défaut sur un document du fabricant. Point d’attention : la fiche parle de puissance électrique nominale, alors que la plaque d’un moteur affiche traditionnellement sa puissance mécanique utile à l’arbre, plus faible que la puissance électrique absorbée. La fiche ne dit pas laquelle retenir si seule la puissance mécanique figure sur la plaque. La lecture prudente est de retenir la valeur explicitement désignée comme puissance électrique nominale, justifiée par le document du fabricant quand elle n’est pas sur la plaque.

Pour plusieurs moto-variateurs de caractéristiques identiques, la puissance à retenir est la somme, par type d’application, de leurs puissances nominales : quatre extracteurs identiques et deux pompes identiques font deux calculs, un par application, puis une addition. Le plafond de 1 MW, soit 1 000 kW, figure dans la dénomination et vise le moto-variateur : chaque machine doit rester sous ce seuil. La fiche ne dit pas que la somme de plusieurs machines identiques est elle-même plafonnée.

La fiche nomme cinq applications sans les définir. Le choix se fait d’après l’usage réel de la machine entraînée : ventilateur de centrale de traitement d’air ou extracteur de parking en ventilation ; pompe de circulation de chauffage en chauffage et pompage ; compresseur de centrale frigorifique en réfrigération ; compresseur ou ventilateur de condenseur d’un groupe de confort en climatisation ; ascenseur, compresseur d’air ou convoyeur en autres applications. Un cas reste ouvert : la pompe d’un réseau d’eau glacée est une pompe, et la ligne « chauffage, pompage » ne restreint pas le pompage à un fluide chaud, mais elle sert la climatisation. La fiche ne tranche pas. Le dossier doit décrire la machine et son circuit, et la lecture la plus prudente retient la ligne climatisation lorsque le circuit ne sert qu’au froid de confort.

L’écart entre les lignes du barème est le premier chiffre à retenir. La ventilation vaut 16 300 kWh cumac par kW, la climatisation 2 000 : un rapport de 16 300 divisé par 2 000, soit 8,15. Le chauffage et le pompage valent 6,85 fois la climatisation, la réfrigération quatre fois. À puissance égale, c’est l’application qui fait le dossier.

Quatre installations courantes, avec une puissance électrique nominale lue sur la plaque. Immeuble de bureaux, deux centrales de traitement d’air dont les ventilateurs reçoivent chacun un moto-variateur identique de 15 kW : P = 15 + 15 = 30 kW, et 16 300 × 30 = 489 000 kWh cumac. Clinique, pompe de distribution du chauffage de 22 kW : 13 700 × 22 = 301 400 kWh cumac. Supermarché, compresseur de centrale frigorifique de 45 kW : 8 000 × 45 = 360 000 kWh cumac. Hôtel avec parking souterrain, quatre extracteurs identiques de 11 kW : P = 44 kW, et 16 300 × 44 = 717 200 kWh cumac.

Le troisième cas montre le poids de l’application : le même moto-variateur de 45 kW posé sur le compresseur d’un groupe de climatisation vaut 2 000 × 45 = 90 000 kWh cumac, quatre fois moins. À l’inverse, un bâtiment qui regroupe plusieurs applications les additionne : les bureaux qui équipent leurs deux centrales et une pompe de chauffage de 22 kW totalisent 489 000 + 301 400 = 790 400 kWh cumac, en deux calculs séparés. Sur un parc tertiaire, c’est l’inventaire complet des moteurs, machine par machine et application par application, qui fait le volume.

La première condition est la nature de la machine, et c’est la documentation du fabricant qui la démontre. Les trois exclusions touchent des machines voisines. Un moteur « EC », à commutation électronique, est techniquement un moteur à aimants permanents piloté par une électronique intégrée, très répandu sur les ventilateurs de centrales de traitement d’air : il est écarté par le texte. Le moteur « à réluctance variable », à commutation séquentielle des phases, est écarté aussi, alors que le moteur à réluctance synchrone est éligible. Il faut donc lire la fiche technique du fabricant, pas seulement le titre du devis.

La deuxième condition est la preuve de réalisation, en pratique la facture. La fiche lui demande de mentionner la mise en place d’un moto-variateur synchrone à aimants permanents ou à réluctance, et sa puissance électrique nominale. Elle prévoit une voie de rattrapage : si la facture ne le dit pas en ces termes, elle mentionne la marque et la référence de l’équipement posé, et un document du fabricant atteste que cet équipement, sous cette marque et cette référence, est un moto-variateur synchrone à aimants permanents ou à réluctance, en précisant sa puissance électrique nominale. Un libellé du type « fourniture et pose moteur et variateur » sans marque ni référence ne permet aucune des deux voies.

La fiche ne demande pas que l’application figure sur la facture, alors que c’est elle qui fixe la ligne du barème. Tout recommande de faire écrire la machine entraînée sur le devis et la facture, par exemple « moto-variateur synchrone à aimants permanents 15 kW sur ventilateur de soufflage CTA 2 », pour relier chaque kilowatt déclaré à une application vérifiable sur place.

La fiche demande peu de pièces, ce qui concentre le contrôle sur deux questions : la machine posée est-elle celle que la fiche décrit, et la puissance et l’application déclarées correspondent-elles à ce qui tourne sur site ? L’erreur la plus fréquente est technologique : un asynchrone de meilleure classe de rendement avec un variateur de fréquence, ou une centrale de traitement d’air rénovée en ventilateurs EC, solution la plus courante du marché et exclue en toutes lettres. L’erreur la plus coûteuse est sur l’application : la pompe de chauffage de 22 kW déclarée en ventilation donnerait 16 300 × 22 = 358 600 kWh cumac au lieu de 13 700 × 22 = 301 400, soit 57 200 kWh cumac de trop.

Le bon ordre : faire intervenir le mandataire avant de signer, obtenir la fiche technique du fabricant qui nomme la technologie du moteur et sa puissance électrique nominale, faire écrire sur le devis la marque, la référence, la puissance et la machine entraînée, puis vérifier que la facture reprend ces mentions et joindre une photo de la plaque posée. Quand ces points sont calés, le dossier passe.

• Machine hors définition : moteur asynchrone avec variateur, ventilateur EC, moteur pas à pas, moteur à réluctance variable.
• Facture muette sur la nature de la machine et sur sa puissance électrique nominale, sans marque ni référence permettant la voie de rattrapage par le document du fabricant.
• Puissance P mal lue : puissance mécanique à l’arbre, ou puissance de la pompe ou du ventilateur, retenue à la place de la puissance électrique nominale du moto-variateur.
• Application surcotée : pompe ou compresseur déclarés en ventilation, groupe de climatisation déclaré en réfrigération.
• Machines différentes additionnées comme un lot : la somme n’est prévue que pour des moto-variateurs de caractéristiques identiques, et par type d’application.
• Moto-variateur de puissance nominale supérieure à 1 MW, pose sans professionnel, ou mandataire intervenu après la signature du devis.