Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L’industrie perd environ 20 % de l’énergie qu’elle consomme dans les fumées qu’elle rejette dans l’atmosphère. Il est fortement recommandé d’améliorer l’efficacité énergétique des procédés industriels. Pour cela, le développement des solutions techniquement efficaces et économiquement viables est indispensable. Parmi les solutions connues à ce jour, la récupération et valorisation de la chaleur fatale industrielle via le stockage thermocline est pertinente et a déjà été commercialisée. Cet article traite le principe du stockage thermocline, les matériaux développés pour ce type de stockage, et un exemple d’application industrielle.
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Industry wastes about 20% of the energy it consumes in the fumes, which are released into the atmosphere. It is strongly recommended to improve the energy efficiency of industrial processes. For this purpose, the development of technically efficient and economically viable solutions is essential. Among the solutions known to date, the recovery and use of industrial waste heatviathermocline storage is relevant and has already been marketed. This article discusses the principle of thermocline storage, the materials developed for this type of storage, and presents an example of an industrial application.
Auteur(s)
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Doan PHAM MINH : Professeur - Université de Toulouse, IMT Mines Albi, CNRS UMR 5302, Centre RAPSODEE, Campus Jarlard, Albi, France
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Yasmine LALAU : Maître assistante - Université de Toulouse, IMT Mines Albi, CNRS UMR 5302, Centre RAPSODEE, Campus Jarlard, Albi, France
-
Thibaut ESENCE : Ingénieur-docteur en énergétique et génie des procédés - Eco-Tech Ceram, Balma, France
INTRODUCTION
La chaleur fatale est la chaleur générée qui n’est pas utilisée, et qui est donc rejetée dans l’atmosphère. Elle est particulièrement présente dans différents secteurs industriels tels que la céramique, la métallurgie, la verrerie, l’alimentaire, la construction, etc. Une partie de la chaleur perdue dans ces secteurs industriels se trouve sous forme de fumées chaudes. En fonction du secteur et du procédé industriel, les fumées rejetées présentent des caractéristiques différentes en termes de température, de composition, de débit et d’intermittence d’émission. À ce jour, la chaleur fatale industrielle est encore peu valorisée.
La valorisation de la chaleur fatale industrielle par le stockage thermocline apparaît comme une solution potentielle. Il s’agit d’un système de stockage constitué d’une enveloppe isolante qui est remplie d’un matériau de stockage thermique. Lors de la phase de charge, les fumées chaudes générées par un site industriel passent par cette enveloppe et cèdent la chaleur au matériau de stockage. Une zone de gradient de température (zone de thermocline) est formée au sein du matériau de stockage, qui délimite les zones chaude et froide. Cette thermocline se déplace au fur et à mesure vers la sortie de l’enveloppe de stockage. Lors de la phase de décharge, un fluide à la température ambiante (par exemple de l’air) circule dans le système et récupère la chaleur stockée, générant un fluide chaud en sortie. Ce fluide chaud est utilisé et ainsi la chaleur fatale est valorisée.
Cet article présente les gisements de chaleur fatale qui sont disponibles en France et dans le monde, les solutions de valorisation, en particulier la solution de stockage thermocline. Les fluides de transfert thermique et les matériaux de stockage thermique sont discutés. Un exemple de l’application industrielle récente de valorisation des fumées d’un site de production de céramique est présenté.
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KEYWORDS
energy efficiency | heat storage | eco-stock solution | thermal transfer
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Glossaire
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5. Conclusion
Cet article présente la disponibilité des gisements de chaleur fatale industrielle, leur potentiel de valorisation via la solution de stockage thermocline, les matériaux étudiés pour ce mode de stockage, et un exemple d’application industrielle. L’optimisation de l’efficacité énergétique de l’industrie, en particulier des secteurs industriels énergivores, ne peut pas se faire sans la récupération des calories présentes dans les fumées. Pour cela, le stockage thermocline apparaît comme une solution efficace. Les premières applications industrielles du stockage thermocline ont vu le jour dans le secteur de la céramique. L’élargissement de ce mode de stockage aux autres gisements de chaleur fatale industrielle, qui sont plus complexes en termes de compositions et propriétés, nécessite des systèmes de stockage robustes adaptés. Pour cela, les travaux des années à venir, qui doivent porter surtout sur les matériaux de stockage ainsi que ceux de la cuve de stockage, présentent une importance cruciale.
Les auteurs remercient le support financier de l’ANR dans le cadre du laboratoire commun SOLUTEC, projet n° ANR-21-LCV1-0010-01.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Chiffres clés du climat – Édition 2022 - . Ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/chiffres-cles-du-climat-france-europe-et-monde-edition-2022
-
(2) - Rapport SECTEN édition 2022 - , CITEPA. https://www.citepa.org/fr/secten/
-
(3) - La chaleur fatale industrielle - . Ademe ISBN : 979-1-02970-895-4 (2017). https://librairie.ademe.fr/energies-renouvelables-reseaux-et-stockage/2312-chaleur-fatale-9791029708954.html
-
(4) - PUSCHNIGG (S.), LINDORFER (J.), MOSER (S.), KIENBERGER (T.) - Techno-economic aspects of increasing primary energy efficiency in industrial branches using thermal energy storage - . Journal of Energy Storage, 36, p. 102344 (2021). https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102344
-
(5) - Consommation finale d’énergie par secteurs - , Ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/consommation-finale-denergie-par-secteur-pefa?rubrique=20&dossier=171
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Eco-Tech Ceram – Expertise et solutions concernant la chaleur perdue industrielle https://ecotechceram.com
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