Dans un contexte où la réduction de la consommation énergétique devient une nécessité universelle, l'exploitation de la chaleur fatale représente une opportunité encore peu utilisée, particulièrement dans le secteur industriel. Sa mise en œuvre, à la fois simple et économique, apporte une multitude d'avantages. Zoom sur la récupération de la chaleur fatale de son entreprise.
Chaleur fatale : qu’est-ce que c’est ?
La chaleur émise naturellement et inévitablement par un processus est connue sous diverses appellations, telles que "chaleur perdue", "chaleur de récupération", ou "chaleur fatale". Cette dernière expression souligne son caractère inéluctable. Si aucune méthode de récupération n'est mise en œuvre, cette chaleur se dissipe, entraînant ainsi un gaspillage conséquent, d'où l'appellation "perdue". Cependant, elle offre un potentiel de réutilisation très prometteur.
Exemples de chaleur fatale valorisable
De nombreuses circonstances conduisent à la production de chaleur non exploitée :
- Dans les secteurs industriel et tertiaire, les procédés de refroidissement entraînent souvent l'émission de chaleur, généralement sous-estimée ;
- Les équipements de chauffage, qu'il s'agisse de chaudières domestiques ou de fours industriels, émettent non seulement de la chaleur utilisable mais aussi une énergie réutilisable à travers les fumées ou les parois chauffées ;
- La combustion des déchets ménagers ;
- Le rejet d'eaux usées tièdes ;
- Le processus de séchage libère de la vapeur d'eau chaude, représentant une source d'énergie significative.
Selon les situations, ces rejets de chaleur peuvent être sous forme liquide (eaux usées, purges...), gazeuse (air chaud, vapeur, fumée...) ou diffuse (pertes dues à une isolation insuffisante, refroidissement naturel, rayonnement thermique...). La température de ces rejets varie grandement, allant de moins de 30 °C à environ 500 °C.
Pourquoi une entreprise devrait récupérer sa chaleur fatale ?
Optimiser la consommation énergétique et diminuer les coûts
L'exploitation de la chaleur fatale est une démarche économiquement avantageuse, répondant à l'intérêt croissant des acteurs économiques pour l'économie d'énergie.
En réutilisant cette chaleur pour d'autres besoins thermiques, de refroidissement ou de production électrique, les entreprises diminuent leur consommation énergétique et, par conséquent, leurs dépenses énergétiques.
Ces initiatives contribuent également à l'amélioration de leur empreinte carbone et soutiennent leur démarche vers la décarbonation. Elles offrent aussi un meilleur confort aux usagers, en contrôlant notamment les zones de forte chaleur. Ces avantages rendent les entreprises plus efficaces, compétitives et bien vues par leurs partenaires.
Se préparer à l'évolution réglementaire
Ces avantages encouragent à anticiper les réglementations futures. En France, certains secteurs industriels sont déjà obligés de réaliser une analyse coûts-bénéfices pour la valorisation de la chaleur fatale dans les réseaux de chaleur pour des installations de plus de 20 MW soumises à la réglementation ICPE (ICPE désigne les installations classées pour la protection de l'environnement, et leur réglementation a pour objectif de superviser les dangers associés aux activités industrielles et agricoles, dans le but de sauvegarder à la fois la santé et l'écosystème.). L'Union Européenne, avec son Green New Deal et le plan "Fit for 55", vise la neutralité carbone d'ici 2050, avec un objectif intermédiaire de réduction des émissions de 55 % d'ici 2030. Des mesures spécifiques concernant la chaleur fatale, avec un retour sur investissement de moins de cinq ans, sont en discussion.
Profiter de soutiens financiers et de solutions de financement variés
En France, la récupération de chaleur bénéficie d'un important soutien financier. Le Fonds chaleur de l'ADEME finance 20 % des investissements pour les grandes entreprises et jusqu'à 90 % des études pour les réseaux de chaleur renouvelables. Les Certificats d'économies d'énergies (CEE) couvrent en moyenne 50 % des investissements nécessaires.
Comment récupérer la chaleur fatale ?
Audit et étude de faisabilité
Avant de considérer la récupération et la valorisation de l'énergie, il est primordial de se concentrer sur l'optimisation de son usage. Cela implique la réduction des pertes en améliorant la performance énergétique des appareils, en reconsidérant les procédés opérationnels, ou encore en renforçant l'isolation, par exemple.
Par la suite, il est essentiel de procéder à un audit. Chaque site, activité et bâtiment présente en effet ses propres sources et possibilités de récupération de chaleur. De plus, les options de valorisation peuvent être diverses, impliquant des aspects techniques, économiques, organisationnels ou réglementaires.
Il est donc inadéquat d'établir une stratégie universelle. L'audit permettra d'identifier les diverses opportunités en matière de performance énergétique, de récupération de chaleur fatale et d'exploitation des énergies renouvelables.
Pour un examen plus approfondi sur le plan de la récupération, une étude de faisabilité est nécessaire. Son objectif est notamment de déterminer les besoins en température, en menant des mesures sur les sources de chaleur fatale (flux, températures...) et les besoins correspondants. Cette étude aidera à choisir la forme de valorisation la plus adaptée, qu'elle soit directe ou indirecte, avec ou sans modification du vecteur énergétique.
Il est également crucial de considérer la correspondance temporelle et saisonnière entre les sources de chaleur et les besoins. Par exemple, la chaleur récupérée d'un système de refroidissement dans un hôpital ne sera pas forcément utile pour le chauffage de l'établissement.
Du point de vue technologique, la récupération de chaleur s'appuie généralement sur un échangeur et un système de distribution de chaleur. Leur capacité doit être adaptée aux besoins spécifiques. Si nécessaire, une pompe à chaleur haute température peut être utilisée pour atteindre les niveaux de température requis.
Valorisation de sa chaleur fatale avec changement de vecteur énergétique
La chaleur récupérée peut être utilisée de diverses manières. Pour commencer, elle peut servir à chauffer un fluide thermique, répondant ainsi à des besoins en eau chaude sanitaire, en chauffage d'air pour des espaces ou pour des processus industriels.
Par ailleurs, elle peut être transformée pour offrir un service différent. Plusieurs formes de vecteur énergétique existent :
- Électricité : notamment par la technologie ORC (Organic Rankine Cycle), utilisée par des entreprises comme Enogia et Enertime ;
- Air comprimé ;
- Froid : par exemple avec une machine à adsorption.
