Le prix d'un moteur électrique dépend de trop de variables pour être exprimé par un seul chiffre. Deux moteurs de même puissance correspondent à des prix nettement différents lorsque leur vitesse, leur classe de rendement, le matériau de leur carter et leur type de fixation diffèrent. C'est pourquoi, pour établir un budget réaliste, il faut connaître les facteurs techniques qui composent le prix avant même de consulter une liste de prix. Ci-dessous, nous examinons ces facteurs un par un et montrons comment asseoir la décision d'achat sur une base solide.

L'effet de la puissance sur le prix

Le facteur le plus fondamental qui détermine le prix d'un moteur est sa puissance. Les moteurs asynchrones industriels sont typiquement fabriqués entre 0,55 kW et 355 kW. Lorsque la puissance augmente, la taille du carter grandit, le volume de fonte et la quantité de cuivre utilisée dans le bobinage augmentent ; cela tire directement le coût des matériaux vers le haut. Le prix n'augmente cependant pas linéairement avec la puissance : alors que le coût par kilowatt est élevé aux faibles puissances, le coût unitaire baisse dans la plage des puissances moyennes et remonte aux très fortes puissances. Choisir pour une application un moteur plus grand que nécessaire augmente à la fois le prix d'achat et les pertes à vide ; la puissance doit donc être déterminée d'après la valeur réelle de la charge à l'arbre.

Le rôle de la vitesse et du nombre de pôles

Le deuxième facteur déterminant est la vitesse. Avec une alimentation 400 V / 50 Hz, un moteur à 2 pôles tourne à une vitesse de synchronisme de 3000 tr/min, un moteur à 4 pôles de 1500 tr/min et un moteur à 6 pôles de 1000 tr/min. Sous charge, en raison du glissement (slip) qui apparaît dans le rotor à cage d'écureuil, la vitesse réelle reste légèrement en dessous de ces valeurs. À puissance égale, un moteur à vitesse plus faible (donc à plus grand nombre de pôles) a besoin d'un carter plus grand pour produire le même couple ; un moteur à 6 pôles est donc le plus souvent plus cher que son équivalent à 2 pôles.

Classe de rendement et coût total de possession

L'erreur la plus fréquente lors de la lecture d'une liste de prix est de ne regarder que le prix d'achat. Selon la norme IEC 60034-30-1, un moteur IE1 Standard paraît bon marché sur la liste de prix ; cependant, dans une application fonctionnant en continu, l'économie d'énergie réalisée au fil des ans par un moteur IE3 Premium ou IE4 Super Premium compense largement l'écart de prix. Le coût total de possession est la somme du prix d'achat et de l'électricité consommée par le moteur pendant toute sa durée de vie, et la décision doit être prise sur la base de ce total.

  • Sur un moteur qui fonctionne peu d'heures par an, le prix d'achat est prépondérant.
  • Sur un moteur qui fonctionne des milliers d'heures par an, le coût de l'énergie dépasse plusieurs fois le prix d'achat.
  • Lorsque le rendement augmente d'un ou deux points, le retour sur investissement à charge continue est le plus souvent inférieur à deux ans.

Un calcul simple du coût de l'énergie

La façon la plus concrète de constater que le rendement vaut son prix est un petit calcul. Prenons un moteur de 30 kW fonctionnant 16 heures par jour et environ 4000 heures par an. Un moteur IE1 dont le rendement est de 91 % absorbe environ 33 kW sur le réseau pour 30 kW à l'arbre ; un moteur IE3 dont le rendement est de 94 % accomplit le même travail avec environ 31,9 kW. L'écart d'environ 1,1 kW représente une consommation de 4400 kWh pour 4000 heures par an. Même sur un seul moteur de puissance moyenne tournant en continu, cet écart couvre en quelques saisons le supplément payé pour la classe de rendement. Dans les installations où plusieurs moteurs tournent simultanément, le constat est encore plus net ; c'est pourquoi la comparaison des prix doit impérativement se faire sur la base de la consommation.

Matériau du carter et indice de protection

Le matériau du carter influe également directement sur le prix. Le carter en fonte est plus lourd et plus cher que l'aluminium ; en revanche, sa résistance aux chocs, sa dissipation de la chaleur et sa capacité d'amortissement des vibrations sont élevées, et il assure une longue durée de vie dans les conditions de l'industrie lourde. Le carter en aluminium, avec sa légèreté et son faible coût, est privilégié pour les charges plus légères. Côté indice de protection, l'IP55 standard offre une protection totale contre la poussière et suffisante contre les jets d'eau ; pour les environnements plus sévères, des indices IP plus élevés augmentent le prix.

Isolation, régime de service et type de fixation

L'isolation de classe F, avec sa tenue thermique jusqu'à 155 °C, est un standard industriel et constitue une composante du prix. Le régime de service influe aussi sur le choix : un moteur conçu pour le service continu S1 est dimensionné différemment d'un moteur destiné à des régimes de courte durée ou intermittents. Pour le type de fixation, même si l'écart de prix entre les options à pattes B3, à bride B5 et à face B14 reste limité, un mauvais choix de type engendre un coût d'adaptateur supplémentaire au montage. La bonne combinaison doit être définie dès le départ en fonction de l'agencement mécanique de l'application.

Plages de prix selon l'application

Voir comment le prix évolue selon l'application facilite la planification du budget. Pour une pompe centrifuge ou un ventilateur, un moteur à 4 pôles, de puissance moyenne et à carter en aluminium se situe dans la bande basse-moyenne de la liste de prix. Sur les applications exigeant un couple permanent, comme les convoyeurs et les mélangeurs, le carter en fonte et une classe de rendement plus élevée étant privilégiés, le prix se déplace vers le haut. Pour les travaux comportant un couple de démarrage élevé et une charge par chocs, comme les concasseurs, les presses et les compresseurs, un carter plus solide, des roulements plus grands et, le plus souvent, une protection par thermistance étant nécessaires, le moteur se place dans la bande haute de la plage de prix. La même valeur en kilowatts correspond à des budgets différents dans ces trois scénarios.

L'effet des accessoires et des options

Les options ajoutées à un moteur standard modifient aussi le budget. Des demandes telles qu'un bobinage protégé par thermistance (PTC), une structure à frein frontal, un ventilateur de refroidissement forcé, une préparation pour codeur, une cote d'arbre spéciale ou un bobinage pour une tension/fréquence différente s'ajoutent au prix de liste. Sur les moteurs destinés à être utilisés avec un variateur de fréquence, le choix de l'isolation et des roulements étant également revu, définir l'ensemble du système dès le départ évite des coûts inutiles.

La contribution du variateur de fréquence au coût total

Lors de l'évaluation du coût réel d'un moteur, l'élément le plus souvent négligé est la manière dont le moteur sera piloté. Alors qu'un démarrage direct suffit pour un convoyeur fonctionnant à vitesse constante, sur les applications où le débit varie, comme les pompes et les ventilateurs, piloter le moteur par un variateur de fréquence procure une économie d'énergie nette par rapport à un réglage par vanne d'étranglement. Dans ce cas, le coût du variateur s'ajoute au prix initial du moteur ; mais l'économie obtenue à charge variable couvre, dans la plupart des applications, ce coût supplémentaire à moyen terme. L'aptitude des moteurs asynchrones à courant alternatif à être pilotés par variateur est garantie par le bon choix de l'isolation et des roulements.

Points à surveiller lors de la demande d'une offre de prix

Une comparaison de prix saine n'est possible qu'en comparant des conditions identiques. Lors de la demande d'offres à différents fournisseurs, il faut s'assurer que la puissance, le nombre de pôles, la classe de rendement, le matériau du carter, l'indice de protection et la classe d'isolation ainsi que le type de fixation sont exactement les mêmes. Qu'une offre paraisse moins chère provient le plus souvent d'une classe de rendement inférieure ou d'un carter en aluminium ; ce qui tire le coût total vers le haut sur de longues heures de fonctionnement.

  • La classe de rendement et le matériau du carter des moteurs comparés sont-ils identiques ?
  • Le délai de livraison et les conditions de garantie sont-ils inclus dans l'offre ?
  • Les options telles que variateur, frein ou thermistance sont-elles ajoutées au prix ?

Déterminer l'offre actualisée selon le projet

Comme on le voit, une seule liste de prix fixe ne peut couvrir toutes ces variables. DRG Motor communique ses prix actualisés projet par projet, en fonction de la puissance, de la vitesse, de la classe de rendement et du choix de carter de l'application. Lorsque vous nous transmettez les heures de fonctionnement, le profil de charge et le besoin de fixation de votre moteur, nous élaborons ensemble le produit techniquement adapté et l'offre actualisée correspondant à votre budget, éliminons d'emblée les dépenses inutiles et menons le processus d'approvisionnement en moteurs électriques en toute transparence.