Avantages pratiques des coffrets et armoires électriques modulaires, 2e partie

25 mai 2017

Par Nathan Xavier

Les coffrets et armoires modulaires autoportants offrent plusieurs avantages majeurs par rapport aux coffrets et armoires monocoques classiques. Ces attributs sont souvent oubliés, soit en raison d’une mauvaise perception quant aux coûts accrus des coffrets, d’une résistance au changement ou d’une simple méconnaissance des avantages possibles des solutions modulaires.

La première partie de cet article explorait les similarités et les différences entre les armoires modulaires autoportants et les armoires monocoques classiques. Cette deuxième partie abordera la question des coûts.

Coût réel

La plupart des gens connaissent le concept de RCI (rendement du capital investi). Tenir compte des économies ou des rendements réalisables suite à une décision supérieure au coût initial est une décision pertinente pour toute entreprise. Pour les besoins de ce document, nous utiliserons une variante de ce concept, et nous y ferons référence par l’expression « coût réel ». Le coût réel est calculé en faisant le total des coûts d’une solution de coffret ou armoire sur son cycle de vie au moyen d’exemples pratiques. Cela est représenté par l’équation ci-après :

Coûts d’acquisition + Coûts d’utilisation + Coûts d’exploitation = Coût réel

Les coûts d’acquisition sont des réalités autant pour les magasins de panneaux de commande, les intégrateurs, les fabricants d’équipement d’origine que pour les utilisateurs finaux, puisque ces coûts sont transmis d’un groupe à l’autre. Toutefois, lorsqu’on tient compte des processus réels de conception et d’acquisition, le principal bénéficiaire des coûts d’acquisition réduits sera le concepteur du système. Par contre, une fois la décision d’achat initiale prise, les magasins de panneaux et les intégrateurs risquent davantage de se soucier des coûts d’utilisation puisque, pour l’utilisateur final, une part importante du coût réel proviendra des coûts d’exploitation. Les coûts d’utilisation sont surtout attribués à la main-d’œuvre et à la surface occupée durant l’intégration, alors que les coûts d’exploitation comprennent habituellement le personnel d’entretien, la perte de productivité causée par les temps morts et les coûts engagés lors d’une expansion. Les avantages intrinsèques des coffrets modulaires peuvent considérablement réduire tous ces coûts.

Coûts d’acquisition– Conception initiale et acquisition physique

Lorsqu’on songe au coût d’acquisition de coffrets ou de systèmes de coffrets, toutes les phases de la conception et du processus d’acquisition doivent être prises en compte. Après tout, plus la configuration et l’approvisionnement d’un système de coffrets est simple, plus son prix d’acquisition sera économique.

Avec un coffret monocoque classique, les concepteurs doivent prendre soin de définir avec précision l’énoncé du projet, de sorte que ces renseignements puissent être transmis à un fabricant de coffrets. Le fabricant devra alors déterminer si cet énoncé s’adapte à ses procédés de fabrication. S’il n’est pas défini correctement, il lui faudra alors formuler des hypothèses et lancer un dialogue à propos de la conception. Même si l’énoncé est bien compris, les possibilités sont élevées que le fabricant doive exiger des concessions du concepteur en fonction de ses capacités. La probabilité d’une longue boucle du genre « appel d’offres pour revoir la conception, refaire un appel d’offres de reconception… » est très forte. Si cela réussit, le résultat final sera vraisemblablement une configuration spécialisée avec un délai d’exécution très long.

Les coffrets modulaires permettent au concepteur de créer des configurations uniques à partir d’éléments standards de catalogue. Des solutions compatibles sont préconçues, ce qui permet d’éliminer la communication directe avec le fabricant de coffrets. Les probabilités que ces pièces standards soient en stock sont beaucoup plus élevées, ce qui réduit les délais d’exécution.

Coûts d’utilisation

Les coûts d’utilisation relatifs à l’intégration et aux magasins de panneaux, au temps et à la surface de planche sont toujours supérieurs. Plus il faut de main-d’œuvre pour réaliser et terminer une tâche, et plus il faut d’espace, plus les processus de l’entreprise perdent en efficacité. Cela se traduit par une moindre productivité et, conséquemment par une moindre rentabilité.

Coût d’utilisation – Retrait d’une porte

Les éléments d’interface homme-machine exigent des modifications aux portes des coffrets de commande industriels. Les coffrets monocoques classiques utilisent une charnière (à piano) continue pour la porte. Le retrait et l’installation d’une porte munie de ce type de charnière peut prendre jusqu’à 30 minutes. C’est pourquoi la plupart des intégrateurs choisissent de laisser la porte en place et d’effectuer des découpes pendant que le coffret ou l’armoire est sur le dos—ce qui prend un espace précieux et, dans de nombreux cas, coûte davantage en personnel impliqué dans le basculement du coffret avec, parfois, l’aide de grues ou de chariots élévateurs. Lorsque des découpes sont faites de cette manière, il est très courant que les copeaux de métal créés par le découpage tombent dans le coffret. Il faut alors recourir à un nettoyage complet pour les enlever, ce qui ajoute encore plus de frais de main-d’œuvre au processus.

Inversement, les portes d’un coffret modulaire sont fixées par des charnières captives multipoints et peuvent être enlevées en 30 secondes et transportées dans un lieu différent pour être modifiées. Les coûts associés au positionnement adéquat d’un coffret monocoque pour des modifications aux portes sont entièrement éliminés et, en guise d’atout supplémentaire, le travail peut être effectué à l’intérieur du coffret en même temps que les découpes sont réalisées à la porte. Cela améliore de beaucoup la productivité.

Coûts d’utilisation – Ajout de découpes

Les avantages en matière de durée et de coûts des découpes effectuées dans un lieu distinct ne se limitent pas à la porte. Avec un coffret ou armoire vraiment modulaire, tous les revêtements (parois latérales et toit compris), sont également amovibles. Comme la modification des coffrets ou armoires est très courante pour accueillir, notamment, certains composants de refroidissement tels que ventilateurs, échangeurs de chaleur ou climatiseurs, la capacité de simplement retirer la surface de montage constitue un énorme avantage. Comme dans le cas de la porte, l’exécution de découpes sur les autres surfaces des armoires monocoques utilise de l’espace au sol précieux, exige du nettoyage et, souvent, du temps et de la main-d’œuvre supplémentaires pour monter l’armoire au moyen de chariots élévateurs ou de grues.

Les avantages logistiques et de main-d’œuvre offerts par les coffrets et armoires modulaires lors de l’ajout de découpes s’étendent aussi aux coûts liés à l’entretien et à l’achat des outils de découpage. Contrairement aux armoires monocoques, la résistance des armoires et coffrets modulaires provient de l’ossature et non des revêtements. Cette différence est bénéfique car, avec les épaisseurs moyennes de 10 à 12 de l’acier pour les monocoques et de 14 à 16 pour les unités modulaires, la réalisation de découpes sur les revêtements des coffrets et armoires modulaires est moins dommageable pour les outils utilisés, ce qui accroît leur durée de vie et, par conséquent, diminue les coûts de maintenance et de remplacement.

Coût d’utilisation – Retrait et remplacement de la plaque de montage

Le retrait et le remplacement de la plaque de montage dans une armoire monocoque peuvent entraîner des coûts élevés de main-d’œuvre et de temps machine. Une grue ou un chariot élévateur est nécessaire pour coucher l’armoire sur le dos, retirer la plaque pour l’installation des équipements, la replacer sur les montants puis remettre l’armoire debout. Dans les cas où un projet requiert de nombreux coffrets ou armoires, ceux-ci doivent être échafaudés en raison de la disponibilité limitée de la grue, ce qui monopolise de l’espace au sol qui pourrait être utile pour d’autres travaux. Le déplacement supplémentaire de l’armoire et l’imprévisibilité occasionnelle pouvant résulter de l’emploi d’une grue causent plus de risques que la finition peinte de l’armoire monocoque soit abîmée.

Les plaques de montage habituellement présentes dans les armoires modulaires sont plus hautes et plus larges, sont réglables en profondeur et coulissent facilement dans et hors de l’armoire. Outre l’avantage du réglage simple de la profondeur des panneaux de montage, les économies touchant le coût d’utilisation comprennent la main-d’œuvre nécessaire pour installer les plaques coulissantes sans échafaudage ni grutage, et l’élimination de la surface de sol supplémentaire requise.

Coût d’utilisation – Poids

En raison de leur construction en acier fort de jauge 10 à 12, les armoires monocoques pèsent beaucoup plus que leur contreparties modulaires. Sans sacrifier la résistance ni la protection, les coffrets et armoires modulaires sont plus légers, donc plus faciles à transporter dans l’usine et moins coûteux à expédier, ce qui entraîne des économies importantes en temps et en frais de transport. Comparativement aux unités monocoques, les économies de poids des coffrets et armoires modulaires sont habituellement de 75 à 175 livres pour les configurations à une porte et de 300 livres pour les configurations à deux portes.

Coût d’utilisation – Configurations spéciales

Les changements de dernière minute et/ou les reconceptions peuvent survenir fréquemment. Les coffrets et armoires modulaires offrent la possibilité d’inverser la charnière de porte, de remplacer une paroi arrière par une porte, de faire pivoter un panneau latéral ou d’ajouter un accessoire avec aussi peu que quelques vis autotaraudeuses. Les options pour les unités monocoques sont limitées à des procédures de fabrication coûteuses et il peut même être impossible de les mettre en œuvre sur place, ce qui laisse comme seule option l’obligation de passer une commande spéciale au fabricant de coffrets ou armoires électriques.

Coûts d’exploitation

Les utilisateurs finaux peuvent également profiter des coûts d’utilisation, quoiqu’il soit plus facile de démontrer les atouts de l’emploi de coffrets et d’armoires modulaires lorsqu’on les considère sous l’angle des économies de coûts d’exploitation (à savoir le personnel d’entretien, une productivité accrue suite à la diminution des temps d’arrêt, et des capacités d’extension plus simples).

Coûts d’exploitation – Entretien

La maintenance systématique des machines et des panneaux de commande est nécessaire pour assurer la bonne marche des opérations. D’autre part, l’entretien non planifié peut coûter à une société des millions de dollars en productivité perdue. La souplesse des coffrets et armoires modulaires les rend faciles à entretenir et limite l’exposition des utilisateurs aux temps d’arrêt imprévus. Portes, parois et toits peuvent tous être enlevés en quelques minutes, ce qui permet un accès plus facile aux équipements installés et simplifie des processus qui peuvent être très gourmands en main-d’œuvre dans le cas des unités monocoques—même dans des conditions planifiées. Et comme les plaques de montage coulissent facilement à l’avant des coffrets et armoires modulaires, il est possible de les enlever rapidement sans qu’il soit nécessaire de les échafauder. Si un accident endommage un coffret ou une armoire, la surface affectée (paroi latérale, porte ou toit) peut la plupart du temps être simplement remplacée. Cette souplesse est inexistante sur les unités monocoques. Il faut, au minimum, enlever tous les composants du coffret ou de l’armoire et effectuer les réparations en découpant la ou les surfaces abîmées et souder une nouvelle tôle à leur emplacement. Si les dommages sont importants, l’unité entière devra peut-être être démantelée.

Coûts d’exploitation – Extension

Un atelier est un environnement dynamique où les besoins peuvent fréquemment changer. Si le panneau de commande d’une armoire monocoque est plein et qu’il faut installer de l’équipement supplémentaire, une nouvelle armoire de plus grande taille est habituellement requise. Cela entraîne donc le retrait des composants existants et leur réinstallation sur le nouveau panneau. En revanche, si un besoin similaire d’étendre la capacité d’un panneau de commande se produit pendant l’utilisation d’une unité modulaire, de nombreuses options permettent d’installer rapidement et aisément de nouveaux équipements pour réaliser l’extension. Les solutions comprennent l’installation de plaques de montage partielles, de longerons de châssis ou de coulisses de 19 po. Ces options sont des accessoires standards pour la plupart des coffrets et armoires modulaires et s’intègrent parfaitement dans l’unité existante.

La différence avec les coffrets ou armoires monocoques est également manifeste dans les cas où une extension dépasse la dimension de l’unité existante tout en exigeant que l’équipement ajouté soit logé avec les composants déjà en place. L’emploi d‘une armoire monocoque neuve et récente – aménagée à la fois avec le nouvel équipement et les composants existants retirés de l’ancienne armoire. Dans cette situation— la solution avec armoire modulaire— il est possible d’agrandir l’unité d’origine simplement en lui juxtaposant une autre armoire. Comme toutes les parois des unités modulaires peuvent être enlevées rapidement, il est facile de juxtaposer ces armoires selon de multiples configurations pour composer avec l’expansion—avant vers l’arrière, côte à côte et ainsi de suite. Cette souplesse économise du temps, de l’argent et évite la frustration car elle permet aux utilisateurs finaux d’adapter leurs installations actuelles à leurs nouveaux besoins plutôt que de repartir de zéro comme cela est le cas avec les armoires monocoques. Les ensembles d’armoires juxtaposées peuvent devenir aussi gros que voulu ou même être réduits au besoin—offrant ainsi des niveaux de commodité et d’adaptation impossibles avec les armoires monocoques.

Conclusions

Malgré les nombreux avantages fonctionnels et financiers offerts par les coffrets et armoires modulaires par rapport aux unités monocoques, des secteurs de l’industrie continuent d’adopter une orientation à courte vue, fondée uniquement sur les coûts d’acquisition, et dans certains cas, la notion erronée que les coffrets et armoires modulaires sont intrinsèquement plus coûteux. Lors de la rédaction des spécifications des panneaux de commande et autres applications, les coûts et avantages réels d’une solution au lieu d’une autre doivent être bien pris en considération—surtout dans le climat économique d’aujourd’hui où chaque sous compte.

Même si dans certains cas choisir une armoire monocoque peut sembler plus rentable au premier abord, le coût de cette solution peut se révéler prohibitif, lorsqu’on prend compte dans l’équation les coûts d’utilisation et d’exploitation. Puisque le cycle de vie d’une armoire industrielle type est rempli de modifications et/ou de réparations imprévues, l’emploi d’une plateforme modulaire peut réduire l’exposition aux risques associés aux coûts et aux temps d’arrêt—ce qui rend souvent l’unité modulaire le choix le plus judicieux. Les coffrets et armoires modulaires assurent la protection nécessaire pour les relais d’entraînement, les contrôles et autres équipements industriels, parallèlement à la souplesse pratique d’évoluer avec les demandes changeantes des entreprises modernes—tout en sauvant temps et argent tout au long de leurs cycles de vie.