Reconception d’un procédé de production qui permettrait de récupérer 37% de la perte thermique
En collaboration avec le département R&D d’un fabricant européen de l’industrie lourde, Stim a exploré les solutions pour potentiellement récupérer et économiser jusqu’à 37% de pertes thermiques tout au long du procédé de production.
A long terme, ce projet a pour but de créer de nouvelles solutions de procédés qui répondent aux nouvelles normes environnementales qui seront prochainement en vigueur dans ce secteur. A plus court terme, étant donné la corrélation directe entre la quantité de pertes thermiques et la consommation totale d’énergie utilisée pendant le procédé, l’entreprise espère réduire l’un de ses principaux coûts de fabrication.
Un leader de l’industrie de procédé face à son "mur invisible de la R&D"
Les industries lourdes ont une très grande consommation d’énergie, et sont donc l’un des premiers acteurs économiques à être affectés par les prochaines normes environnementales. Au cours des cinq dernières années, notre client et son équipe R&D ont fait des efforts considérables pour réduire la consommation d’énergie de leur procédé de production. Cependant, la plupart de ces solutions se concentrent sur les nouvelles technologies pour les fours, laissant de côté les possibilités de capture de chaleur à d’autres niveaux de leur procédé de chauffage, refroidissement, réchauffage.
Ce n’est qu’en 2020 que l’équipe a pris conscience des limites du système : il ne suffit plus de réduire massivement la consommation totale de leur procédé de production en optimisant uniquement l’efficacité du four. Ils se heurtent à ce que nous appelons “le mur invisible de la R&D”, qui survient lorsque toutes les possibilités d’optimisation significative des éléments du procédé de production existant sont épuisées.
Pour dépasser ce mur et atteindre un niveau de gain élevé, l’innovation de rupture est l’unique solution. Cela signifie également qu'il faut repenser l'ensemble du processus de fabrication en repartant de zéro, en considérant les contraintes environnementales comme des critères de conception et non comme de simples paramètres d’optimisation.
Il convient de noter que ces entreprises reposent sur des actifs coûteux et de longs cycles de développement - de 10 à 20 ans. Cela signifie que l’équipe R&D doit dès à présent identifier et développer les nouvelles solutions disruptives, afin de les intégrer au plus vite dans le plan de renouvellement des actifs de l’entreprise sur un horizon de 20 ans.
Le travail doit donc à la fois commencer aujourd’hui avec l’équipe R&D et être intégré dans le plan de renouvellement de l'entreprise et piloté au niveau stratégique.
7 solutions pour la valorisation des pertes thermiques - vers une consommation d’énergie supplémentaire nulle en aval
En collaboration avec le directeur R&D, Stim a implémenté un projet en trois étapes :
Cartographie des pertes thermiques et de la consommation énergétique tout au long du procédé, afin de comprendre quelles sont les principales sources de pertes thermiques et d’évaluer le potentiel de réduction énergétique précédemment étudié. Un concept intéressant a été identifié, à savoir la possibilité que 100% du procédé en aval soit alimenté par les pertes thermiques en amont - une perspective que les équipes de R&D n'avaient encore jamais vraiment envisagée.
Conception des solutions de rupture pour un nouveau procédé de production : conscients de l’inefficacité d'optimiser des éléments du système actuel, nous avons organisé des ateliers avec les experts internes de l’entreprise client pour repenser l'ensemble du procédé de production, à la recherche de gains drastiques en matière de performance environnementale. Les technologies, l'architecture du procédé et même la flexibilité des clients sur les attentes ont été remises en question.
Évaluation de chaque solution et de son potentiel tant en matière d’impact environnemental à long terme que de viabilité économique et impact financier à plus court terme. Ces solutions, considérées comme des “quicks wins”, peuvent être mises en œuvre au cours des quatres prochaines années et constituer les premières actions de leur plan de réduction des émissions de C02 pour 2025.
Un test plus approfondi de la faisabilité technique et de la viabilité économique de deux solutions à long terme sera également déployé dès 2022. Certains tests et audits feront appel à une collaboration avec des chercheurs de Mines ParisTech, d'autres resteront en interne sous la direction de l’équipe R&D et du service technologie.
L’équipe R&D et l’entreprise espèrent que ces tests aboutiront à des solutions concrètes et disruptives qui pourront être déployées à moyen terme afin de se préparer aux nouvelles obligations environnementales.
