Récupération de chaleur dans l'industrie

La récupération de chaleur dans l'industrie est un moyen d'économiser beaucoup d'énergie et beaucoup d'argent.

En optimisant les procédés industriels et la performance énergétique du site, on peut limiter les émissions et réduire drastiquement l'impact environnemental des installations industrielles.

Nous vous proposons donc un guide de la récupération de chaleur dans l'industrie.

Pourquoi récupérer la chaleur fatale industrielle ?

La récupération de chaleur est une source d'économies

L'ADEME (Agence De l'Environnement Et de la Maîtrise de l'Énergie) considère que plus de 100 TWh de chaleur sont perdus en France dans l'industrie, avec 60% à plus de 100°C.

D'un point de vue global, donc, la récupération de chaleur permet d'économiser beaucoup d'énergie, et donc de réduire les dépenses énergétiques françaises.

À l'échelle d'un site industriel, la chaleur fatale (c'est le nom que l'on donne à la chaleur qui est rejetée par les procédés et qui n'est pas valorisée) se trouve partout.

Elle est rejetée sous formes d'effluents gazeux ou liquides.

Il arrive même parfois qu'afin d'être rejetés, ces effluents soient refroidis, et que l'on dépense donc de l'énergie à ne pas valoriser de l'énergie perdue.

On comprend donc facilement que la récupération de chaleur dans l'industrie peut mener à beaucoup d'économies énergétiques et financières.

D'abord parce qu'en réutilisant l'énergie, on ne la paye qu'une fois au lieu de deux, mais aussi parce que les moyens de valorisation de la chaleur fatale sont nombreux, comme nous le verrons par la suite.

Récupération de chaleur dans l'industrie : comment ?

Échangeur de chaleur à plaques soudées Alfa Laval Compabloc®

Afin de savoir comment récupérer de la chaleur sur un site industriel, il faut d'abord savoir sous quelle forme elle est dégagée.

S'agit-il de vapeurs ? Est-elle contenue dans des gaz ou des fluides ?

Quoi qu'il en soit, la star de la valorisation de chaleur fatale dans l'industrie est sans conteste l'échangeur de chaleur, un appareil servant à transférer de l'énergie thermique d'un fluide à un autre.

Les échangeurs de chaleurs sont déjà partout dans l'industrie, et ils remplissent plusieurs rôles.

Mais il est souvent possible d'adapter une installation pour optimiser la récupération d'énergie avec un seul échangeur de chaleur.

Il existe beaucoup de fournisseurs et de modèles d'échangeurs de chaleur, mais on peut répartir les échangeurs en deux catégories : échangeurs à plaques et échangeurs tubulaires.

Les seconds sont très encombrants, peu performants et donc peu viables pour la récupération d'énergie.

Du côté des échangeurs à plaques, toutefois, on a affaire à des appareils performants, compacts, et dont l'efficacité énergétique peut profiter à une installation industrielle.

Un échangeur de chaleur sera en mesure de rediriger la chaleur au sein du procédé dont elle provient (par exemple en préchauffant un four à l'aide de ses propres fumées), d'un autre procédé (vers un procédé voisin qui nécessite de la chaleur) ou vers un espace de stockage, qui vous servira à valoriser ultérieurement cette chaleur.

On peut aussi faire appel aux pompes à chaleur, qui sont des appareils qui échangent de la chaleur d'un milieu à un autre.

Ou même à une machine à absorption, qui va venir abaisser la température d'une pièce en dirigeant la chaleur dans un fluide qui en nécessite, qui sera ensuite acheminé vers un autre procédé.

Les moyens de valoriser la chaleur fatale industrielle ne manquent donc pas, et tout dépend des besoins et des caractéristiques des installations industrielles concernées.

Où récupérer de la chaleur ?

Les sources potentielles de récupération de chaleur dans l'industrie sont nombreuses.

Tout dépend de la température des émissions de chaleur et de leur forme.

On caractérise également un rejet thermique selon sa forme : il peut s'agir d'un rejet liquide (eaux de refroidissement par exemple), gazeux (fumées) ou de ce que l'ADEME appelle une rejet "diffus".

Cela correspond, par exemple, à une rejet émanant de fuites ou de tuyauteries mal isolées, etc.

C'est surtout la température qui détermine le potentiel de récupération de chaleur fatale : il est évident que les rejets à hautes températures sont plus facilement valorisables que les rejets à basses températures.

Dans tous les cas, il ne faut pas hésiter à faire réaliser un audit énergétique par un expert thermicien, qui pourra vous diriger vers les solutions les plus adaptées.

Valoriser la chaleur fatale industrielle

Une fois la chaleur fatale récupérée, il s'agit de la valoriser.

Nous avons déjà mentionné plusieurs moyens de valorisation.

Généralement, on considère deux grands types de valorisation : la valorisation interne, et la valorisation externe.

Valorisation interne

La valorisation interne consiste à valoriser la chaleur au sein du site industriel.

C'est le moyen à privilégier car c'est celui qui améliore la performance et l'efficacité énergétiques du site, tout en diminuant son impact environnemental. On peut par exemple :

• valoriser la chaleur dans le même procédé ;
• valoriser la chaleur dans un procédé voisin ;
• chauffer les locaux ;
• chauffer l'eau chaude sanitaire ;
• valoriser la chaleur sous forme mécanique ;
• valoriser la chaleur pour produire de l'électricité ;
• se servir de la chaleur fatale pour relever ou abaisser des températures.

Valorisation externe

La valorisation externe, quant à elle, désigne un mode de valorisation qui se fait en dehors d'un site industriel.

Par exemple :

• valoriser la chaleur dans une usine voisine ;
• valoriser la chaleur dans un réseau de chaleur qui alimentera des logements en chauffage et ECS ;
• chauffer des serres.

Ce ne sont donc pas les pistes qui manquent aux industriels qui s'intéressent à la valorisation de la chaleur fatale industrielle ou à l'optimisation de la récupération d'énergie.

Il n'y a que peu d'inconvénients à pratiquer la récupération de chaleur dans l'industrie, parce que le retour sur investissement est souvent très bon, tant l'énergie économisée permet de faire gagner d'argent.