Appliquer les principes de la symbiose industrielle pour une fabrication plus durable
Améliorer la durabilité des processus industriels contemporains nécessite un nouveau paradigme permettant de coordonner plus efficacement les ressources critiques telles que les matériaux, l’énergie, les déchets et les sous-produits entre les différentes unités de production. Le paradigme adopté par le projet SYMBIOPTIMA (Human-mimetic approach to the integrated monitoring, management and optimization of a symbiotic cluster of smart production units), soutenu par l’UE, a été la «symbiose humano-mimétique», qui s’inspire du fonctionnement du corps humain. Cette approche repense et réutilise les ressources de production de diverses industries, voire de secteurs entiers, afin d’améliorer l’efficacité et de réduire les impacts négatifs sur l’environnement. SYMBIOPTIMA a élaboré un système intégré de gestion de l’énergie et des ressources (ERMS), qui offre des outils pour la planification de la production, la gestion de la réponse à la demande ainsi que pour les évaluations de la durabilité du cycle de vie (LCSA). Le projet a également mis au point du matériel pour une surveillance modulaire «plug and play» des installations de production, ainsi qu’un ensemble d’outils intégrés pour toutes les sources, flux et puits d’énergie thermique. En outre, pour maximiser la réutilisation des déchets, le groupe a mis au point un procédé unique de dépolymérisation des plastiques PET. «Boucler la boucle» avec l’éco-innovation La gestion industrielle moderne implique de surveiller, mesurer, enregistrer, analyser, contrôler et rediriger les flux d’énergie et de matériaux au sein des systèmes afin de garantir productivité et durabilité. «Inspiré par le corps humain, l’approche innovante de SYMBIOPTIMA a consisté à considérer les éléments d’un pôle de compétitivité industriel (comme les entreprises) comme indépendants sur le plan fonctionnel mais simultanément interconnectés avec d’autres éléments, au sein d’un système unitaire», déclare Andrea Ballarino, coordinateur du projet, qui ajoute que «chaque élément sert des objectifs bénéficiant à l’ensemble.» Afin de rendre ce concept opérationnel, SYMBIOPTIMA a mis au point un ERMS faisant office de point d’intégration de l’ensemble des facteurs environnementaux, énergétiques et économiques des différentes entreprises, qui fonctionnent comme des unités de production au sein du pôle. Une fois toutes les données agrégées, la plateforme utilise des outils d’évaluation pour faciliter la prise de décision. Par exemple, un logiciel de réponse à la demande peut exploiter les connaissances relatives à la planification de la consommation d’énergie au sein du pôle pour communiquer avec le marché de l’énergie puis acheter de l’énergie plus facilement et à moindre coût, aussi bien pour les entreprises individuelles que pour le pôle dans son ensemble. SYMBIOPTIMA a réévalué ce qui constitue un «déchet», permettant ainsi aux technologies dites de rupture de trouver des moyens d’exploiter des matériaux précédemment mis au rebut. Le développement d’une nouvelle technologie de traitement chimique pour recycler et réutiliser les plastiques PET, baptisée Gr3n et récemment lauréate de l’Innovation Radar Award 2018 de l’UE, en est un excellent exemple. Le système est modulaire afin de faciliter l’intégration et l’évolutivité, tant au niveau matériel que logiciel. L’intégration au niveau du suivi des processus a été conçue pour compléter les systèmes existants, plutôt que pour les remplacer. En outre, l’adoption de normes et de protocoles d’interopérabilité, capables de s’appuyer sur les systèmes existants et les fonctionnalités d’Internet, facilite la mise à niveau des systèmes existants. Des opportunités de croissance Selon M. Ballarino, d’après les chiffres d’Eurostat, les industries des produits chimiques, du ciment, de la céramique, de l’acier, de la pétrochimie, des minéraux, des minerais, des métaux non ferreux et de l’eau représentent plus de 450 000 entreprises, plus de 6,8 millions d’employés et plus de 1,6 milliard d’euros de recettes, ce qui correspond à 20 % de l’ensemble des activités de fabrication en Europe. Ces statistiques mettent en évidence l’impact potentiel de ces secteurs industriels sur la durabilité globale de l’économie européenne. «Des processus durables ne peuvent pas être atteints par la concurrence, mais plutôt par une gestion concertée et une intégration des ressources», déclare M. Ballarino. «Les incitations en ce sens sont diverses, des arguments commerciaux classiques, comme la réduction des coûts ou l’augmentation des revenus, à la sécurité des ressources à long terme, voire à la conformité réglementaire. C’est là-dessus que nous devons miser.» SYMBIOPTIMA pilote actuellement la mise en œuvre de la solution complète avec des entreprises de tous les secteurs. Certaines technologies sont déjà prêtes pour le marché, comme la plateforme ERMS ainsi que le jeu d’outils intégrés pour la gestion des sources et des flux d’énergie thermique, tandis que d’autres sont sur le point d’y faire leur entrée.
Mots‑clés
SYMBIOPTIMA, fabrication intelligente, durabilité, énergie, déchets, recyclage, chimie verte, réutilisation, gestion des ressources, industrie, symbiose
