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Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : L'objectif de cette étude est de mieux faire connaître les technologies de récupération de chaleur accessibles aux industriels et de permettre de lever les freins à l'implémentation et à l'investissement encore nombreux : méconnaissance des technologies disponibles, des enjeux énergétiques et de décarbonation, voire des financements accessibles ou encore des craintes des industriels sur la pérennité des installations à moyens termes.

L'étude a porté sur trois volets.
- Un inventaire des technologies de récupération de chaleur disponible,
- Une analyse technico-économique des conditions d'implantation de ces technologies sur site industriel prenant la forme de 6 fiches technologiques spécifiques,
- Une analyse des enjeux énergétiques pour identifier les industries prometteuses en termes de déploiement de ces solutions de récupération.

L'étude s'est intéressée aux technologies matures (TRL 7) et accessibles commercialement aux industriels.

Domaine d'intervention : Intégration d'énergies alternatives

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : Avec 18 % des émissions nationales de CO2eq, l’industrie est l’un des principaux secteurs émetteurs de GES et est confrontée à de forts enjeux de décarbonation. Selon la Stratégie Nationale Bas Carbone (SNBC), ce secteur doit réduire ses émissions de 35 % en 2030 par rapport à 2015 et de 81 % en 2050. Pour atteindre ces ambitions, il est essentiel de verdir le mix énergétique industriel et en particulier ses procédés thermiques. Les usages thermiques dans l’industrie représentent aujourd’hui 258 TWh de consommation annuelle, dont 240 TWh de consommation non-électrique et se répartissent principalement sur les fours (61 %) et les procédés de séchage (27 %) .

Une des solutions prometteuses de décarbonation de ces procédés réside dans l'usage des gaz décarbonés, vecteurs énergétiques alternatifs aux gaz fossiles.

Cette étude fait état des premiers retours d'expérience et des technologies en cours de développement pour l'exploitation dans les procédés thermiques industriels du biogaz, du biométhane, de l'hydrogène, du syngaz, du méthane issu du Power-to-Gas et de la pyrogazéification. Le potentiel de pénétration de ces gaz décarbonés dans l'industrie a été analysé par le biais de nombreux critères : réduction de l'empreinte carbone, disponibilité, stabilité, compétitivité économique, facilité d'intégration technique, évolution des prix de l'énergie et du CO2... Des zooms se concentrent sur des secteurs et des applications spécifiques.

L'étude étant cofinancée par l'ADEME, ce document en constitue la synthèse publique détaillée.

Domaine d'intervention : Intégration d'énergies alternatives

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : Dans la logique de son activité d’accompagnement de l’innovation et de l’efficacité énergétique pour l’industrie, ALLICE a souhaité informer ses adhérents sur le potentiel d'électrification de différents procédés thermiques industriels et la compétitivité des solutions électriques qui s’offrent dans les différents secteurs.

En 2021, le CETIAT et le CETIM ont réalisé pour le compte d’ALLICE une première étude sur le Potentiel d’Electrification des Procédés thermiques (étude « PEP 1 »), portant sur une analyse du potentiel technique, économique et opérationnel de la substitution vers l’électrique à l’échelle d’un site industriel et sur les axes d’innovation pour l’électrification.

En complément de l’étude PEP 1, ALLICE a missionné Enea Consulting pour la réalisation d’une seconde étude (« étude PEP 2 ») dont ce rapport constitue la synthèse. L’objectif de l’étude PEP 2 est d’élargir le champ d’analyses de l’étude PEP 1 au niveau national pour fournir une vision du potentiel d’électrification dans les différents secteurs industriels à horizon 2035, ainsi qu’une analyse critique des tendances de fond de l’électrification, en particulier en lien avec les dynamiques long terme des marchés de l’énergie.

L’étude est composée de trois parties :

  1. Calcul d’un potentiel technico-économique maximal d’électrification des procédés industriels en France à horizon 2035 ;
  2. Evaluation de l’impact de l’évolution long terme des prix de marché de l’énergie et du CO2 sur le potentiel d’électrification selon 3 scénarios de prix ;
  3. Analyse de la faisabilité de l’électrification industrielle pour le réseau électrique de la France continentale et des externalités
L'étude étant cofinancée par l'ADEME, ce document en constitue la synthèse publique détaillée.

Domaine d'intervention : Intégration d'énergies alternatives

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif :

Faisant suite à l'état de l'art ALLICE Technologies (avancées et alternatives) de production de froid produit en 2019, cette étude a pour objectifs :

  • D'identifier des secteurs industriels et applications pertinents pour le déploiement de solutions performantes de production de froid (systèmes frigorifiques à absorption ou adsorption permettant la production de froid via la valorisation de chaleur fatale)
  • D'évaluer les opportunités de développement qu'offrent les technologies performantes, les verrous techniques à soulever et les perspectives économiques (offreurs de solutions déjà présents, subventions possibles, etc.). Les technologies objets de l’étude sont les machines frigorifiques à absorption (LiBr/H2O et H2O/NH3) et adsorption (NH3, H2O).
  • De détailler un cas d'étude relatif à la production de froid en industrie agro-alimentaire par une machine à adsorption valorisant une source de chaleur fatale en laiterie, identifié comme particulièrement pertinent et qui pourrait faire l'objet d'un futur  projet de démonstration sur site industriel.
  • D'ouvrir des perspectives de collaborations et de développement de solutions de production performante de froid.

Domaine d'intervention : Intégration d'énergies alternatives

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif :

Les pompes à chaleur présentent de nombreux avantages vis-à-vis de technologies concurrentes : la valorisation de chaleur fatale, la haute efficacité énergétique, des émissions de CO2 relativement faibles pour assurer leur fonctionnement. Elles s'inscrivent d'ores et déjà dans une logique d'électrification des procédés thermiques industriels à basse voire moyenne température (typiquement entre 60 et 90°C), et plus généralement de décarbonation de l'industrie. De plus, le ratio du prix des énergies électriques et fossiles, en France, est plutôt favorable au développement des PAC en milieu industriel.

Les dernières avancées technologiques permettent aujourd'hui aux fabricants de proposer des Pompes À Chaleur Très Haute Température (PAC THT), fournissant une chaleur utile supérieure à 100°C, pour la production d'air chaud, de vapeur ou encore d'eau surchauffée.

Ce rapport de veille a pour objectif de faire le point sur les modèles de PAC THT pouvant répondre aux besoins thermiques de l'industrie :

  • Dans une première partie de ce rapport, nous rappelons succinctement le principe de fonctionnement des PAC, faisons le point sur la disponibilité actuelle des PAC THT (en tachant d'être le plus exhaustif possible), et proposons une note sur les fluides frigorigènes utilisés par ces systèmes.
  • Dans une seconde partie, la veille est élargie aux technologies alternatives de PAC, permettant d'atteindre des très hautes températures. Ces technologies sont considérées comme alternatives car elles ne fonctionnement pas selon le cycle thermodynamique classique des PAC.

Domaine d'intervention : Intégration d'énergies alternatives

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : Les notions d’écologie industrielle et territoriale (EIT) et d’écoparcs sont très proches; la seconde étant plus fréquemment utilisée dans la littérature scientifique. Toutes deux sont à l’origine d’une même dynamique visant à réduire l’impact environnemental des activités industrielles et, parallèlement, augmenter leur rentabilité. En France, l’ADEME porte un réseau pour promouvoir cette notion d’EIT, notion qui commence à bien s’ancrer dans le territoire. A ce jour, 107 initiatives ont été analysées en France, dont 18 d’entre elles ont conduit à des synergies concrètes.

Pour structurer ces démarches collaboratives qui peuvent conduire à des écoparcs, nous distinguons différents niveaux de collaboration envisageables sur une zone industrielle :

  1. Le partage d’information
  2. Le partage de services (analytique, sécurité, informatique, services sociaux….)
  3. La gestion des déchets ou leur valorisation, la création de réseaux d’utilité.
  4. L’échange de sous-produits ou de flux matière
Cet état de l'art revient sur le contexte français en matière d'écoparcs, détaille leurs processus d'intiation et de gouvernance ainsi que les différentes méthodes de receuil et d'analyse de données permettant leur émergence. Y est également présentée l'analyse de six parcs industriels français relevant des niveaux 3 et 4.

Domaine d'intervention : Efficacité énergétique

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif :

L'utilisation de la chaleur représente plus de la moitié de la consommation d’énergie en France et est donc un levier crucial pour la réduction des émissions de CO2 et l’optimisation énergétique, au travers notamment des technologies de récupération de chaleur fatale.

Le stockage de chaleur s'avère une brique incontournable pour assurer le transfert d'énergie thermique le plus efficacement possible lorsque la production de chaleur (source) est décorrélée des usages consommateurs potentiels (puits).

Si les techniques de stockage thermique sont déjà relativement bien déployées dans le secteur de la production d'énergie et des réseaux de chauffage urbain, notamment pour lisser des usages thermiques, elles s'avèrent par contre encore peu répandues dans les activités industrielles où pourtant le potentiel de récupération de chaleur fatale sur les procédés thermiques est élevé et où leur utilisation représente un enjeu important.

Porté par les politiques publiques d'aide au financement, on observe un intérêt croissant des industriels pour la récupération de chaleur fatale. Dans ce cadre, il est indispensable que les technologies de stockage puissent être connues et diffusées et leur utilisation bien comprises. L'étude proposée, menée par le CETIAT en collaboration avec le CEA Liten pour la première phase de veille technologique, est donc destinée à favoriser la diffusion des systèmes de stockage thermique dans le secteur de l'industrie.



Domaine d'intervention : Efficacité énergétique

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif :

Dans le contexte actuel de décarbonation de l’industrie en France, l’électrification des procédés est une des solutions à envisager du fait de la particularité du mix énergétique français. Dans sa Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC), la France s'est fixé pour objectif un taux d'électrification globale de son industrie de 70% à l'horizon 2050 (énergie finale). Dans ce contexte, ALLICE a souhaité apporter un éclairage à ses adhérents sur le potentiel d'électrification de différents procédés thermiques industriels, la rentabilité de solutions électriques (en substitution ou en couplage avec des technologies utilisant des énergies fossiles) et les axes d'innovation nécessaires pour lever les verrous techniques et économiques. La réalisation de cette étude collective a été confiée au CETIAT et au Cetim.
L'étude a priorisé cinq procédés thermiques représentatifs et couvrant différents secteurs industriels : la pasteurisation, l'évapo-concentration, les fours batch haute et basse température, les fours tunnel haute et basse température, les sécheurs tunnel. Pour chaque procédé, sont détaillés :

  • Les différentes technologies électriques compatibles et leurs caractéristiques
  • L'analyse technico-économique d'une substitution partielle ou totale des énergies fossiles par des solutions électriques, avec analyses de sensibilité vis-à-vis de l'évolution des coûts de l'énergie et de la taxe carbone
  • Des retours d'expériences terrain
Les conclusions des analyses technico-économiques soulignent les avantages et freins à l'électrification en tenant compte des spécificités de chaque procédé. C'est un des intérêts majeurs de cette étude que d'avoir une analyse orientée procédé, et de positionner chaque technologie électrique au regard de critères de fonctionnement sur le terrain. En effet, les conditions techniques des procédés impactent fortement la viabilité ou non des alternatives électriques.

Domaine d'intervention : Intégration d'énergies alternatives

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : En permettant la réduction de l’empreinte carbone d’un des secteurs économiques les plus émetteurs, l’efficacité énergétique industrielle est un des leviers clefs de la transition énergétique. En France, nombre d’industriels y ont déjà eu recours, mais l’ADEME estime que 20% de la consommation énergétique industrielle actuelle pourrait encore être réduite grâce à l’efficacité énergétique. De nombreux acteurs sont positionnés pour répondre à cet enjeu en proposant des solutions de plus en plus innovantes. Cependant, un des freins majeurs au développement de telles actions est la difficulté à les financer compte tenu d’un certain nombre de risques très spécifiques à des projets qui mêlent à la fois le monde de l’énergie et le monde de l’industrie.

Dans ce cadre, les adhérents de l’Alliance industrielle pour la compétitivité et l’efficacité énergétique (ALLICE) ont souhaité lancer une étude ayant pour but de synthétiser les risques et instruments de couverture des risques de financement des projets d’efficacité énergétique industriels. Ce rapport a également pour but de fournir des recommandations concrètes d’aide à la décision afin de favoriser l’émergence de projets d’efficacité énergétique, en particulier ceux portant sur des technologies innovantes qui pourraient présenter des risques d’investissement importants. En explicitant les risques perçus par les industriels, leurs financeurs, ainsi que les moyens de les surmonter, ce rapport a vocation à accélérer l’investissement dans l’efficacité énergétique industrielle. Cette étude se base sur la littérature existante, ainsi que sur des entretiens menés avec des industriels et des financeurs de projet.

Domaine d'intervention : Modèles économiques et financement

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : Le digital offre de nombreuses perspectives d’amélioration de la compétitivité industrielle, notamment de l’efficacité énergétique. Dans ce contexte, une étude ALLICE a investigué le potentiel des logiciels d’Energy Management System (EMS). Ces logiciels se basent sur l’exploitation croissante des données disponibles au sein de l’industrie : le Big Data.
Ce rapport a pour objectif de compléter cette précédente étude en apportant un éclairage sur les méthodologies d’analyse de données (ou Big Data Analytics) et les perspectives sur les applications potentielles des données industrielles en rapport à l’efficacité énergétique.

Domaine d'intervention : Transition numérique