Un innovation en matière de récupération de chaleur alimente les fours industriels continus
Selon Guilhem Dejean, du spécialiste de l’énergie Eco-Tech Ceram, plus d’un tiers de l’énergie consommée par l’industrie lourde alimentée par des combustibles fossiles est perdue sous forme de chaleur, ce qui équivaut à 2 450 mégatonnes de CO2 par an à l’échelle mondiale. La plupart des solutions d’efficacité énergétique conçues pour éviter cela en récupérant la chaleur fatale étant coûteuses et longues à installer, les fabricants se montrent souvent réticents à les adopter. Le plus courant, l’échangeur de chaleur, se révèle efficace, mais il est limité à des températures inférieures à 600 °C, et faute de thermique (changement de phase), la chaleur récupérée doit être utilisée immédiatement. L’obstacle à son adoption est toutefois plus économique que technique. «Les fabricants exigent une rentabilité à court terme et sont donc tentés par des solutions d’efficacité énergétique immédiates», explique Guilhem Dejean, coordinateur du projet EcoStock financé par l’UE. Eco-Tech Ceram, hôte du projet, avait déjà conçu une solution pour les fours industriels intermittents qui non seulement récupère la chaleur, mais utilise l’énergie électrique pour en augmenter la température. Le projet EcoStock a permis à l’équipe de valider les performances de sa solution dans un four industriel continu, installé dans l’usine de céramique de luxe de Villeroy & Boch à Valence d’Agen, en France. «Nous avons extrait plus de chaleur fatale du four que nous ne l’avions anticipé, ce qui nous a permis de bénéficier de performances de combustion supérieure à nos attentes initiales», ajoute Guilhem Dejean. «L’augmentation de la température de la chaleur récupérée de cette manière est une première pour les fours industriels.»
Récupération de la chaleur
La solution du projet repose sur deux innovations: l’utilisation de déchets céramiques industriels pour stocker la chaleur et leur installation dans une unité de stockage d’énergie thermique, baptisée EcoStock. Le système a été conçu en collaboration avec le fabricant de céramiques de luxe Villeroy et Boch. L’installation comprenait le dispositif EcoStock, une installation de production de chaleur à partir de l’électricité, des ventilateurs, un four-tunnel de 150 mètres et une cheminée. La chaleur fatale est récupérée dans le four-tunnel à 450 °C, puis portée à 600 °C à l’aide de l’installation «power to heat» (qui convertit l’électricité en chaleur à l’aide de la résistance électrique). Cette chaleur est ensuite stockée dans le dispositif EcoStock. «Au lieu de n’utiliser que la chaleur des déchets industriels, nous pouvons simultanément utiliser l’électricité du réseau peu chère pendant les heures creuses ou même l’électricité provenant d’énergies renouvelables. En revanche, aux heures de pointe plus coûteuses, nous pouvons utiliser la chaleur précédemment accumulée dans l’EcoStock», explique Guilhem Dejean. «Lors de nos essais, bien que nous ayons travaillé avec l’élément central d’une usine – un four de 150 mètres de long avec plus de 50 brûleurs – nous avons récupéré la chaleur fatale sans perturber le processus industriel.»
Soutenir le programme européen de décarbonation
L’innovation EcoStock pourrait grandement contribuer aux ambitions européennes de décarbonation de l’industrie, tout en démontrant la capacité des entreprises européennes à mener la révolution industrielle verte. «Nous avons démontré qu’une solution industrielle innovante peut réduire la consommation de gaz naturel d’un site industriel de manière durable et rentable», déclare Guilhem Dejean. Pour aider les entreprises à supporter l’investissement initial requis, Eco-Tech Ceram propose également une solution de financement par un tiers, ETC Invest, qui propose aux fabricants un investissement plus attrayant. L’équipe travaille actuellement à l’augmentation de la taille de son dispositif afin qu’il puisse alimenter tous les brûleurs d’un four continu, et non plus certains d’entre eux seulement, comme c’est le cas actuellement. Le procédé sera également adapté à d’autres industries de la céramique, de la métallurgie et du verre.
Mots‑clés
EcoStock, énergie, chaleur, four, céramique, électricité, industriel, déchets, fabrication
