Facture d’électricité : et si la découpe de métaux à Laser Fibre vous faisait faire des économies ?

27 septembre 2022

Avec la crise énergétique qui fait grimper le prix de l’électricité, le Laser Fibre est devenu un atout dans les ateliers. En plus de sa rapidité et sa précision pour la découpe des métaux en feuilles minces, sa consommation (jusqu’à quatres fois plus faible qu’un laser CO2) et ses autres points forts (moins de maintenance, pas de recours au gaz) signifie désormais des économies chiffrées en dizaines de milliers d’euros à l’année.

Des technologies de découpe de métaux plus ou moins gourmandes en électricité

Découpe au plasma, oxycoupage, laser CO2 ou fibre… ces différentes technologies ont chacune leurs points forts sur les chaînes de production, pour découper des métaux et alliages en fonction de leur nature, de leur épaisseur et des attentes (marquage, perforation avec des angles vifs, micro-perforation, etc.)

Pour les feuilles de métaux de faible épaisseur (0.5 à 2 millimètres), deux technologies Laser « concurrentes » ont progressivement équipé les machines de découpe et de marquage : Laser CO2 puis Fibre. Or elles n’ont pas du tout la même consommation électrique.

Des Laser CO2 premiers arrivés… dans les années 70

Les premier lasers CO2 ont été commercialisés dans les années 70. À partir d’une source laser située généralement sous la machine, un mélange gazeux produit le faisceau laser qui est renvoyé vers la zone de découpe grâce à un jeu de miroirs.

Ce principe de fonctionnement est particulièrement énergivore. Il faut en plus ajouter un système de refroidisseur (Chiller) à circulation d’eau à température contrôlée, ce qui augmente la consommation d’électricité.

En comparaison, le laser Fibre arrivé à partir des années 2000 est quatre fois moins gourmand en électricité pour un résultat final similaire.

Des Laser Fibre bien plus puissants à énergie comparable

Avec la technologie Fibre apparue au début des années 2000, on change de principe de fonctionnement avec un gain important en efficacité.

Voyons d’abord l’aspect technique. Le faisceau laser est désormais généré dans une fibre optique active dopée avec des particules d’ytterbium. Il est acheminé directement au moyen d’une fibre optique (dite “de transport”) vers la tête de découpe de la machine.

Les propriétés de la fibre permettent alors d’éviter des phénomènes de distorsion du chemin optique. Autre bénéfice, la longueur d’onde du Laser Fibre est 10 fois plus courte que la longueur d’onde du laser CO2 (concrètement : 1,24 μm contre 10,6 μm).

La conséquence ? Le faisceau est bien plus adapté pour découper les métaux, surtout les plus réfléchissants (comme le cuivre et le laiton). Mais surtout, au niveau de la consommation énergétique, il faut bien moins de puissance électrique pour un résultat équivalent.

Un système comme SEI Laser Mercury Fibre (à laser fibre) consomme 4 fois moins d’énergie qu’une machine CO2 équivalente

Voyons l’impact sur les factures.

Une économie de 30.000 euros à l’année avec la solution Fibre ?

Voici un calcul simple.

Une machine laser CO2 équipée d’une tête d’une puissance de 3kw consomme environ 80kwh. Un laser Fibre équivalent en puissance ne consomme que 20 kWh, soit quatre fois moins.

Faisons une simulation tarifaire. Avec un kWh à 0,15 centimes (le prix réel étant plus important), si le laser fonctionne 8 heures / jour pendant 300 jours d’activité dans l’année, le coût pour la facture d’électricité sera de :

Laser CO2 : 0,15 x 8 x 80 x 300= 28800 €/an !

Laser Fibre : 0,15 x20 x 8x 300= 7200 € / an

Soit une économie en électricité de 21.600 € à l’année pour le laser Fibre.

Avec une productivité triplée !

Deuxième avantage : le Laser fibre équipé de moteurs linaires découpe environ 3X plus vite qu’un laser CO2. Par conséquent, avec cette technologie, on réalise 21.600 € d’économie tout en découpant trois fois plus de matière !

Cela permet de découper les pièces visibles ci-dessous pour un prix compétitif tout en pouvant les produire et les livrer plus rapidement.

Des économies en maintenance et entretien

Le troisième point fort du Laser Fibre : il demande beaucoup moins d’entretien qu’un laser CO2.

Le coût de maintenance est bien moindre, avec une machine beaucoup plus disponible pour produire car elle s’arrête moins souvent (on appelle cela le taux de disponibilité).

On peut estimer la différence annuelle à au moins 10 000 € rien qu’avec l’économie de pièces détachées, de main d’œuvre et d’arrêts de production.

Des économies en gaz

Quatrième et dernier point fort , la différence liée au recours aux gaz. Le laser CO2 utilise deux gaz industriels pour la découpe :

  • 1 gaz dit « lasant » pour alimenter la source laser
  • 1 gaz d’assistance de coupe

Ces 2 types de gaz nécessitent beaucoup d’énergie pour être fabriqués et leurs coûts actuels explosent.

Là encore, l’avantage va au Laser Fibre qui n’utilise plus du tout de gaz lasant, mais seulement du gaz d’assistance, le même que le laser CO2. Mais comme il coupe 3 fois plus vite, il consomme 3 fois moins de gaz à production équivalente.

Vous êtes pressé ? On vous résume tout en une image 😉

En résumé

Avec la fatigue des équipements et l’évolution des besoins de production, de nombreux ateliers de découpe des métaux explorent aujourd’hui la piste du remplacement d’une « vieille » machine CO2. Ils ont tout intérêt à évaluer les performances du Laser Fibre pour leurs matériaux.

Quatre points forts donnent l’avantage à la technologie Laser Fibre par rapport au CO2 :

  • une consommation énergétique 4 fois moindre, donc une facture d’électricité divisée par 4 pour ce poste
  • une découpe 3 fois plus rapide
  • moins de maintenance (entretien et interventions humaines, remplacement de pièces…)
  • plus besoin de gaz « lasant » dont le coût évolue à la hausse

Ainsi, avec les scénarios évoqués dans cet article, on arrive à une économie annuelle de plus de 30.000 euros par an tout en produisant trois fois plus vite.

Qui dit mieux ?

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