Etude 47 - Valorisation conjointe d'eau et de chaleur fatale : enjeux, potentiels et perspectives dans l'industrie

L’industrie française et européenne fait face à une double pression environnementale : décarboner ses usages thermiques, encore largement dépendants de la chaleur fossile, et réduire ses consommations d’eau, fortement contraintes par le climat et la réglementation.

L’analyse croisée des prélèvements d’eau industrielle et des gisements de chaleur fatale montre que plusieurs secteurs se trouvent à la jonction de ces deux enjeux. La Chimie et l’Agroalimentaire concentrent ainsi plus de 50 % des gisements de chaleur fatale et des prélèvements d’eau industriels. Suivent rapidement le Papier/Carton, les Matériaux non métalliques (verre, ciment, terre cuite…) et la Métallurgie, représentant environ 10 % de chaque catégorie.

Ce contexte, et le constat qu’une part importante des gisements de chaleur fatale contiennent également de l’eau, ont mené à la question centrale de cette étude : dans quelles configurations la co-valorisation de chaleur et d’eau apparaît-elle intéressante ?

Cette question centrale soulève alors plusieurs sous-problématiques, relatives à la faisabilité, à la rentabilité et à la compétitivité de ces solutions dans le monde industriel.

• L’étude vise à analyser dans un premier temps les briques nécessaires à la mise en œuvre de ce type de projet (équipements, études, technologies…) afin d’en déterminer les freins, verrous et opportunités sur les plans techniques, technologiques et réglementaires.
• L’étude se propose d’étudier dans un second temps les facteurs clés déterminant l’impact environnemental et financier des projets : elle identifie ainsi trois ensembles de facteurs influençant notablement la rentabilité, et explicite des plages favorables pour chacun d’entre eux. Il peut s’agir de facteurs contextuels tels que le nombre d’heures annuel de fonctionnement, le prix de référence de la chaleur ou encore la pression hydrique locale, mais aussi de facteurs liés à la typologie du flux de chaleur fatale visée (température, contenu en eau…)
• Sur la base des conclusions tirées des parties précédentes, l’étude propose une analyse et une quantification du potentiel des secteurs et sous-secteurs industriels, au regard des processus clés mis en œuvre et des gisements de chaleur fatale disponibles.

Afin d’illustrer et de challenger les résultats, l’étude propose une étude de cas d’application, issus de précédents cas. Les cas analysés confirment la faisabilité technique d’une co‑valorisation chaleur/eau, en cohérence avec les secteurs identifiés comme pertinents.

Le projet LIFE ZEUS, déployé par MONIN (siropier Français) sur son site de Bourges, démontre la faisabilité industrielle du recyclage d’eau dans un contexte agroalimentaire : les économies d’eau attendues devraient dépasser 60 % de la consommation annuelle du site, en valorisant la totalité des 38 000 m³ d’eaux rejetées chaque année.

Résumé