Une fiche pour stocker la chaleur

Les fiches d'opérations standardisées pour récupérer la chaleur fatale sont particulièrement utilisées. Cependant, que ce soit sur les groupes de production de froid (BAT-TH-139) ou sur les compresseurs d’air (IND-UT-103), ces calories ne sont pas forcément récupérées à l’instant le plus opportun. « Une partie de cette chaleur est mal corrélée entre le moment où elle est émise et celui où elle pourrait servir. Un stockage de chaleur pourrait donc régler ce problème », estime Julie Pisano, Chargée de mission au club C2E de l’ATEE. Un projet de création d’une fiche dédiée au stockage thermique est donc actuellement en cours. Il a été initialement porté par Eco-Tech Ceram, société qui propose un système de stockage sur céramique pour les industriels utilisant des fours intermittents dont les fumées ont une température supérieure à 100 °C. Cela concerne des procédés de cuisson, de traitement thermique, de séchage, d’incinération, de fusion, des puits de torchage, etc. Les solutions de stockage sont particulièrement adaptées aux fours intermittents utilisés dans les secteurs de la céramique et de la métallurgie, mais également à ceux, continus, qui équipent les verreries.

Un éventail de technologies possible

Si, dans un premier temps, le projet de fiche ne portait que sur le stockage sur céramique et les hautes températures, il s’est progressivement élargi. « Au départ, la fiche s’orientait vers les 100 °C et plus mais cela ne représente au final que 50 % de la chaleur perdue. Nous avons donc souhaité ajouter des technologies pour récupérer la chaleur entre 0°C et 100 °C. L’idée est de publier une fiche qui regroupe un maximum de technologies », explique Sébastien Abdelnour, du club Stockage d’énergies de l’ATEE. Trois grandes techniques de récupération de chaleur sont donc envisageables : sensible, latente et thermochimique. La première consiste à chauffer un milieu liquide ou un solide sans changement de phase. Ce milieu est choisi en fonction du niveau de température voulu. Le stockage et la restitution de la chaleur ne se fait pas à température constante. La deuxième technique nécessite un fluide caloporteur et exploite la chaleur latente d’un matériau à changement de phase (MCP), c’est à dire sa capacité à passer de l’état solide à l’état liquide sous l’effet de la chaleur. L’énergie de changement de phase est absorbée lors de la fusion du MCP et restituée lors de sa solidification. Enfin, le stockage thermochimique exploite la réversibilité d’une réaction (adsorption-désorption ou chimique) qui est, selon le sens de la réaction, soit endothermique soit exothermique*.

Gisement et économies substantielles

Selon la technologie choisie, la fiche devrait permettre de financer de 20 % à 30 % de l’investissement de départ dans le dispositif de stockage de chaleur. Ces équipements sont assez chers à l’achat, mais ils engendrent des économies substantielles. « Allice évoque notamment dans une étude un site industriel dont la consommation de gaz s’élève à de 300 MWh/an. En récupérant la chaleur, elle baisse de 50 %. En ajoutant un dispositif de stockage, elle devient nulle », détaille Xavier Romon, délégué général du club Stockage d’énergies de l’ATEE. L’installation d’un tel équipement fait passer le temps de retour sur investissement (TRI) de 14 à 7 ans… Un TRI qui pourrait même baisser avec l’explosion actuelle des prix de l’énergie. Cette crise pourrait d’ailleurs accélérer la publication de cette fiche, qui devrait intervenir dès la fin de cette année, voire en début d’année prochaine. Le gisement de chaleur fatale est particulièrement élevé en France : une étude réalisée par l’Ademe en 2017 l’estime à 109,5 TWh.

* Une réaction endothermique permet de stocker la chaleur, une réaction exothermique la restitue