Récupérer la chaleur fatale dans une entreprise, comment s’y prendre ?

La chaleur fatale, c’est avant tout un chiffre et une idée : selon une étude menée par l’Agence de la transition énergétique (Ademe), 109,5 TWh, soit l’équivalent d’un quart de la consommation électrique chaque année en France, sont perdus… donc l’idée d’un énorme gâchis d’autant que le réchauffement climatique demeure aujourd'hui une priorité absolue. Mais ces 109,5 Twhn produits pour moitié par des installations ou procédés rejetant des chaleurs dépassant les 100°C., sont vus aussi comme un énorme potentiel, surtout lorsque l’énergie coûte de plus en plus cher.

Devenu un objectif qualifié d’essentiel dans un contexte de limitation progressive du recours aux ressources fossiles et de diminution des émissions de CO₂, récupérer la chaleur fatale présente aussi de nombreux avantages pour l’entreprise qui réutilisera une énergie déjà payée… d’autant que le Fonds Chaleur, qui existe déjà depuis 2009, propose à la fois un accompagnement (de l’étude de réseaux de froid et de chaud) au financement, et une aide à la réalisation comprenant le projet des aides et autres subventions.

Mené avec l’Ademe, ce projet intervenant dans le cadre du Fonds Chaleur permettra d’établir une projection à l'horizon 2030, en fonction des objectifs de la loi de Transition énergétique pour la croissance verte (LTECV) qui prévoit que la France atteigne 32% d’Énergies renouvelables et de récupération (EnR&R) dans son bouquet énergétique. Dans ce projet, on définira par exemple les besoins en chaleur, un plan des ressources EnR&R avant de choisir un système de production adapté (biomasse, géothermie, solaire, biogaz, chaleur de récupération). Une fois le projet dimensionné, on s’attaque à l’analyse économique et financière puis son impact environnemental et social.

Récupérer la chaleur fatale se révèle donc un moyen pertinent et économiquement rentable (en moyenne au bout de trois ans) pour l’entreprise. Cette énergie, souvent réutilisée pour des besoins propres de production ou d’autoconsommation de chauffage ou d’eau chaude par exemple, peut également permettre de produire de l’électricité ou encore être revendue et rejetée dans le réseau pour des usages externes à l’entreprise.

Mais où les trouve-t-on ? Un peu partout en réalité. De natures très diverses, les sources de chaleur fatale proviennent à la fois de fumées émanant de fours, de machines de production, d’installations de refroidissement, de datacenters, des bâtiments eux-mêmes, d’incinérateurs de déchets…

Dans une usine, la production de chaleur provient à la fois du chauffage des locaux, de la production de vapeur et des fumées d’une chaudière par exemple, dont la chaleur sera récupérée par un économiseur (ou échangeur gaz-liquide) mais aussi sur des purgeurs utilisés sur des installations fonctionnant sous pression. Il est alors possible de recourir à des ballons de revaporisation chargés de séparer le liquide du gaz sortant des condensats.

La production de froid (ou de récupération de chaleur dans le but de refroidir) génère elle aussi, paradoxalement, de la chaleur fatale et donc définitivement perdue. Il est possible d’intervenir à différentes étapes (désurchauffe, condenseur, refroidissement de l’huile) grâce à une boucle d’eau dotée d’une station de pompage, d’un échangeur et d’un ballon de stockage si besoin. Ce système de boucle d’eau peut également être très utile pour récupérer la chaleur générée par le process, en particulier par les compresseurs, qui peut servir à chauffer le bâtiment, l’eau sanitaire ou autre ; il suffit d’installer des échangeurs ou autres systèmes de récupération d’énergie, y compris de compresseurs d’ancienne génération.

Au niveau des systèmes de ventilation aussi il est possible de récupérer de la chaleur. Qu’il s’agisse des installations de ventilation générale ou des systèmes de captation de polluants issus des cellules de production, postes de soudage et autres fours industriels, ceux-ci figurent aussi parmi les leviers de la récupération de chaleur fatale. Des échangeurs adaptés au flux extrait peuvent être disposés aux endroits propices. Pour la ventilation générale, recyclée en air « respirable » ou échangé par un échangeur à plaques ou rotatif, celui-ci pourra donc être réutilisé dans l’atelier.

Notons enfin que le rejet des eaux usés représente aussi des pertes de chaleur qui aurait pu être exploitée dans le chauffage du bâtiment par le biais d’une pompe à chaleur ou d’un échangeur air-eau.

Dans tous les cas, il est possible d’intervenir à de multiples niveaux et via de multiples technologies de collectes (il existe une multitude de types d’échangeurs), de remontée ou la baisse des niveaux de températures (via une pompe à chaleur par exemple ou, à l’inverse, d’une machine à absorption), de stockage et même de production d’électricité grâce à des turbines ou des machines ORC (Organic Ranking Cycle).