Génie des procédés : l’efficacité énergétique au cas par cas

Comment réduire les émissions de gaz à effet de serre liées aux procédés industriels ? C’est une question que se posent les ingénieurs depuis longtemps. D’après l’Ademe, les procédés constituent des «opérations unitaires permettant de réaliser la production industrielle».

Ces opérations unitaires sont très nombreuses. Elles peuvent être assez homogènes au sein d’un même secteur mais diffèrent du tout au tout d’un secteur à l’autre. Toujours d’après l’Ademe, 66 % de l’énergie consommée par l’industrie concerne les procédés. La marge de manoeuvre est donc conséquente.

Quelles sont les variables ?

La quantité d’unités à produire ainsi que l’énergie dépensée pour produire une unité sont les deux facteurs qui permettent d’évaluer l’impact énergétique d’un procédé industriel.

Sans s’étendre ici sur les modalités d’évaluation énergétique d’un procédé, il est évident que ceux-ci peuvent mettre en jeu de nombreux matériaux, transportés, transformés, façonnés, assemblés… Il n’est donc pas pertinent de comparer les différents procédés industriels utilisés dans tous les secteurs qui viennent en premier à l’esprit : agro-alimentaire, pharmacie, chimie, hydrocarbures…

Par contre, la combinaison de trois actions – ensemble ou séparément – permet de mettre en avant les facteurs influant sur la baisse de la consommation énergétique d’un procédé donné :

• La baisse des quantités produites (à mode de production constant) ;
• Le transfert d’activité de l’industrie lourde vers l’industrie secondaire ;
• Une amélioration des procédés de production des matériaux bruts, intermédiaires ou finis.

De fait, l’analyse des procédés industriels repose sur une juste évaluation de ces trois phénomènes. Au-delà, l’intensité énergétique des procédés, au niveau national, dépend en grande partie des orientations de la politique industrielle. Ainsi, un pays peut très bien s’employer à baisser, via l’investissement et l’innovation, son intensité énergétique globale en ce qui concerne les procédés industriels les plus polluants. Si dans le même temps, ce pays décide de développer de nouveaux secteurs industriels, le bilan énergétique global peut s’en trouver nul. Chaque contexte est donc à étudier au cas par cas.

A chaque secteur son contexte

En France, les secteurs pour lesquels les possibilités d’améliorations sont les plus importants sont l’industrie chimique, l’agro-alimentaire, l’industrie pharmaceutique, la production et transformation de l’énergie… En fait, cela concerne des activités – importantes – de transformation de la matière, les plus en amont dans le process industriel.

De fait, le génie des procédés revêt une importance cruciale aujourd’hui, surtout dans sa capacité à améliorer le bilan de process trop énergivores ou polluants.

Les démarches d’amélioration des procédés sont généralement étalées dans le temps. Et complexes. Il est d’abord nécessaire d’avoir une connaissance fine des performances des équipements énergivores existants et qui sont utilisés par les différents procédés considérés.

En premier lieu, l’optimisation du fonctionnement des équipements existants reste le meilleur biais pour réduire la consommation énergétique des procédés.

Ensuite, la récupération de chaleur est un moyen également très efficace d’améliorer ses procédés. Par exemple, la mise en cascade des procédés, qui consiste à récupérer la chaleur en sortie de certains procédés pour en alimenter d’autres, permet d’obtenir de très bons résultats.

Le remplacement des équipements existants par des équipements plus performants est une approche qui est également usuelle, bien que souvent onéreuse.

Enfin, la rupture technologique. Elle consiste à choisir des principes physiques plus performants pour un procédé donné.

L’amélioration des procédés, au niveau énergétique, est donc une entreprise complexe, où chaque cas est unique.

Par P.T