Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Des technologies compétitives au service du développement durable
industries concernées sont la chimie, l’industrie agroalimentaire (IAA) et la papeterie
(voire le nucléaire et la métallurgie). L’une des difficultés pratiques est le couplage
entre le process initial et celui utilisant la chaleur récupérée : a priori il faut que le
second ne gêne pas le premier ou prévoir un stockage intermédiaire ou
complémentaire de chaleur.
La compression mécanique de vapeur (CMV) (placement attendu : 1,7 TWh/an) est
une technologie mature, qui consiste à récupérer de la vapeur « usagée » et à lui
redonner, par compression, des niveaux de température et de pression utiles dans le
procédé. L’obstacle à sa diffusion est le coût élevé des équipements, dû à la
complexité du traitement des buées. Cette technologie est classiquement utilisée pour
la distillation et la concentration par évaporation (notamment dans le dessalement de
l’eau de mer) : la concentration de liquides par évaporation avec CMV est une
technique mature. Les développements portent essentiellement sur les nouvelles
applications, dont la concentration des effluents, en raison des contraintes
environnementales, notamment dans le domaine de l’industrie mécanique. La
valorisation des rejets thermiques dans les secteurs de la parachimie et des IAA est
une autre application possible de la CMV. Le verrou principal au développement de
cette technologie réside dans la standardisation des matériels, nécessaire pour
conduire à des gains sensibles sur l’investissement. Comme pour les PAC, une des
difficultés pratiques est le couplage entre le process initial et celui utilisant la chaleur
récupérée.
Les moteurs électriques utilisés en industrie représentaient, en 2007, 70,5 % de la
consommation électrique industrielle. Le gisement d’économie d’énergie est de
23,4 TWh/an, permis par des évolutions technologiques incrémentales. Les actions à
mettre en œuvre à l’échelle industrielle font référence à des technologies matures :
moteurs asynchrones de classe d’efficacité IE2 1 (diffusion industrielle) et IE3 (diffusion
encore limitée), dispositifs de variation de vitesse sur les moteurs (diffusion
industrielle), variation électronique de vitesse avec un moteur synchrone à aimants
permanents (technologie naissante, réalisations industrielles encore rares, mais
développement industriel envisageable avant 2030), amélioration de la transmission
entre le moteur et la machine entraînée (diffusion industrielle), gestion technique
centralisée pour des utilités (diffusion industrielle). Le développement de moteurs à
aimants sans électronique de pilotage pourrait constituer un saut technologique,
permettant une plus large diffusion des moteurs économes en énergie. Le taux de
renouvellement annuel des moteurs en industrie est de 5 %, il faudra donc attendre
2020 pour que la moitié des moteurs du parc actuel fassent l’objet de mesures
d’amélioration de l’efficacité énergétique.
La production d’hydrogène par électrolyse de l’eau (placement attendu :
25 TWh/an 2 ) fait partie des technologies susceptibles de remplacer la production
d’hydrogène par vaporeformage de gaz naturel dans certains secteurs à moyen-long
terme. L’électrolyse alcaline est une technologie arrivée à maturité industrielle.
L’électrolyse haute température (EHT), en développement, présente l’avantage d’avoir
un rendement énergétique élevé (entre 90 % et 100 %). L’énergie nécessaire à la
(1) Les classes de rendement pour les moteurs sont définies par une norme internationale ;
IE1 (rendement standard), IE2 (haut rendement, obligatoire depuis juin 2011) et IE3 (rendement
premium, sera obligatoire à partir de 2015 ou 2017 selon la puissance).
(2) En considérant la production actuelle d’hydrogène en France.
Centre d’analyse stratégique - 200 - Août 2012
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