Industries
et agriculture
L’industrie représente près du quart de la consommation d’énergie française. Si des progrès ont déjà été accomplis pour réduire ce besoin, des gains supplémentaires sont envisageables par un rattrapage technologique et, surtout, par le développement de procédés en rupture. L’agriculture soulève quant à elle des enjeux environnementaux liés à sa dépendance vis-à-vis de l’industrie chimique (intrants).
L’ANCRE a donc orienté ses travaux sur l’optimisation énergétique et environnementale de ces secteurs, avec une triple préoccupation : gagner en efficacité énergétique (consommer moins, valoriser plus), réduire les émissions (gaz, liquides, solides, coproduits non valorisables), utiliser plus d’énergies et de matières premières renouvelables.
Les verrous
La méthodologie retenue consiste à améliorer l’efficacité énergétique aux différentes échelles du composant (équipement industriel, parcelle, bâtiment d’élevage), du lieu de production (usine, exploitation agricole) et du territoire (zone industrielle, coopérative, commune, etc.).
Il s’agit de mieux valoriser les gisements d’énergie et les coproduits, mais aussi d’améliorer la sobriété des procédés en utilisant des énergies décarbonées et en mettant au point de nouveaux procédés et matériaux innovants. Ces recherches devront s’intégrer dans un contexte d’écologie industrielle et agricole (éco-parcs).
Un verrou important réside dans la quantification des consommations. Il s’agit, grâce à une métrologie innovante et adaptée, faisant appel à des capteurs performants, fiables et bon marché, d’effectuer un bilan des flux d’énergie et de matières à chaque échelle. La fusion et le traitement de ces données doivent fournir des indicateurs de gains d’efficacité énergétique des procédés et des modes de production.
Le deuxième verrou majeur consiste à prédire les gains énergétiques potentiels, ce qui nécessite un outil numérique multicritère et multi-échelle capable de tester, avec une capacité prédictive, différents scenarii d’amélioration.
Certains verrous faisant déjà l’objet d’une étude ciblée par un autre groupe (captage et stockage du CO2) ou relevant d’une approche transversale (vecteurs énergétiques, motorisations, pompes à chaleur, piles à combustible, etc.) n’ont pas été traités.
Les programmes proposés
Plateforme numérique pour la modélisation et l’optimisation énergétique dans les industries et l’agriculture
Ce programme vise à développer un outil prédictif pour optimiser l’efficacité énergétique des industries et de l’agriculture aux différentes échelles du composant, du lieu de production et du territoire. Il s’agit de concevoir des procédés industriels à la fois efficients, économes et peu polluants. La plateforme numérique sera testée et validée sur des cas industriels représentatifs et à l’échelle d’un territoire de démonstration, en fonction de la disponibilité des données. Voir zoom sur
Équipements à haut rendement énergétique et systèmes de récupération d’énergie
Outre les progrès sur les composants (machines électriques, fours, pompes à chaleur, etc.), il s’agit de concevoir des systèmes de récupération d’énergie : chaleur basse température, énergie chimique, mécanique, etc. La plateforme numérique permettra de prioriser les actions en évaluant le potentiel de récupération des différentes technologies.
Modélisation, simulation et métrologie associée
L’enjeu est de mieux piloter les consommations d’énergie sur chaque composant et sur la ligne de production.
Conception de procédés industriels et agricoles en rupture
Les voies envisagées sont notamment le recours à des énergies décarbonées et l’optimisation des procédés pour les rendre moins énergivores.
Optimisation énergétique territoriale
L’optimisation énergétique d’un territoire doit s’appuyer sur les résultats des scénarios testés au moyen de la plateforme numérique, sur des études de prospective économique, environnementale et sociétale, ainsi que sur l’analyse juridique des transferts de flux entre entités productrices et consommatrices.
Animateur : Jean-Michel MOST – CNRS
Co-animateur : Lounes TADRIST – CPU
Entités de recherche associées : AgroParisTech Nancy, CDEFI AgroParisTech, CEMAGREF, CIRAD, CNRS, CNRS IJL, ENSEM, ESPCI, INERIS, LEMTA-Université de Lorraine
Industriels associés : Air Liquide, Arcelor Mittal, CO2-H2, EDF R&D, GDF Suez, Lafarge, Veolia Environnement Recherche et Innovation
Pôles de compétitivité associés : Axelera, IAR, Materalia, Risques
