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Dans l’industrie, produire en réduisant l’empreinte environnementale

Troisième émetteur de CO2 après la production d’électricité et le transport, le secteur de l’industrie est aussi celui qui consomme le plus d’énergie, ce qui en fait une menace pour notre climat. Une menace liée à notre activité économique, qui risque de s’accentuer si nous ne faisons rien. Des solutions existent pour la conjurer en amont comme en aval de la production. Explications.

Dans l’industrie : produire en réduisant l’empreinte environnementale

Qu’il s’agisse de la sidérurgie, de la chimie ou du raffinage, des papetiers ou des cimentiers, ces industries disposent de solutions pour se développer tout en réduisant leurs émissions de CO2.
La première consiste à améliorer l’efficacité énergétique de leurs procédés ; car l’énergie la moins émettrice de CO2… est d’abord celle qu’on ne produit pas ! Cette logique s’inscrit dans un mouvement de fond de ces entreprises vers une industrie plus vertueuses, visant à atteindre un mode de fonctionnement compatible avec une économie circulaire. Le recyclage du CO2, ou encore son captage-stockage, sont également des voies intéressante à plus long terme.

De l’efficacité énergétique à l’économie circulaire

Si les industriels ont de tout temps cherché à optimiser leurs procédés pour des raisons économiques, ils le font aujourd’hui aussi pour des raisons écologiques et sous la pression des consommateurs, de plus en plus demandeurs notamment de produits biosourcés, notamment les plastiques. Pour réduire leur empreinte carbone, les systèmes industriels peuvent être optimisés de deux façons : en améliorant leur efficacité énergétique, grâce notamment à des équipements plus efficients, mais aussi grâce à la récupération et la valorisation de la chaleur aujourd’hui perdue ou de l’énergie contenue dans les rejets et les coproduits.
15 à 20 % de l’énergie consommée aujourd’hui dans l’industrie pourraient ainsi être économisés. Cette nouvelle approche des procédés de transformation prend en compte non seulement les matières premières et les produits finaux mais aussi les co-produits, les déchets ainsi que les effluents gazeux et liquides.

Au-delà d’un procédé ou d’une usine, c’est l’ensemble d’un territoire industriel qui doit être considéré pour une meilleure gestion de l’énergie. L’objectif est de mettre en place une économie circulaire où le déchet de l’un deviendrait la matière première de l’autre. Une filière est en train de naître pour rendre accessibles ces solutions éco-industrielles d’optimisation énergétique. Elle est soutenue par IFPEN.

Le CO2 bientôt recyclé

Le CO2 peut être recyclé et acquérir ainsi une valeur économique. Il est déjà utilisé comme matière première par certaines industries comme l’agroalimentaire mais à un niveau très limité qui ne représente que 0,5 % des émissions. Une étude réalisée en 2010 pour l’Ademe a identifié 12 voies de valorisation faisant appel, pour la plupart, à des innovations de rupture. Stimuler la croissance de micro-algues pour la production de biocarburants, fabriquer des plastiques de synthèse ou du calcaire pour le bâtiment, produire de l’hydrogène "propre", etc. : sur le papier, on peut tout faire avec du carbone. Dans la réalité, on en est encore loin. L’énergie nécessaire pour casser la molécule de CO2, isoler le carbone, puis le recombiner avec d’autres éléments chimiques est en effet énorme. Pour que l’opération ait du sens, elle doit être 100 % décarbonée, c’est-à-dire ne pas émettre de CO2 elle-même.

Recycler des quantités significatives de CO2 nécessite par ailleurs d’agir sur de gros tonnages et de fabriquer des produits qui vont stocker le carbone longtemps, comme les plastiques ou le calcaire. Qu’il s’agisse des technologies ou du modèle économique, tout reste donc à inventer.

Stockage du CO2 : une solution prometteuse… à long terme

Neutraliser le CO2 émis en l’emprisonnant à 800 m sous terre ? Telle est aujourd’hui la solution qu’offrent les technologies émergentes du captage-stockage du CO2 (CSC).
Elle consistent à :

  • capter le CO2 : il s’agit de le récupérer dans les fumées émises lors de la combustion. Plusieurs technologies existent, mais elles sont encore trop énergivores,
  • stocker le CO2 capté : soit dans des gisements de pétrole ou de gaz naturel épuisés, soit dans des réservoirs d’eau salée non potable (aquifères salins). Dans les deux cas, d’importants efforts de recherche sont menés pour sécuriser le stockage sur des milliers d’années grâce à des outils de modélisation et des techniques de surveillance.

Le captage-stockage du CO2 est une technologie prometteuse, mais de nombreux verrous doivent auparavant être levés : pour réduire les coûts du captage, pour s’assurer que de grandes quantités peuvent bien être stockées dans le sous-sol, ou encore pour garantir la sécurité du stockage sur de longues périodes. Le déploiement du CSC n’est pas envisagé avant 2030.

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En clair

Qu’est-ce que l’économie circulaire ?


Il s’agit d’un nouveau modèle de développement économique porteur de nouvelles filières industrielles. Il propose de transformer les déchets en matière première pour la conception des produits ou à des fins énergétiques.
L'économie circulaire répond à un double enjeu :
˗ réduire l'empreinte environnementale de la production industrielle en préservant les ressources naturelles,
˗ permettre un gain de compétitivité par une meilleure maîtrise des flux de matières premières, contribuer à la croissance et à la création d'emplois.

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On y travaille

IFPEN acteur de la recherche sur l’économie circulaire

IFPEN s'intéresse en particulier à la production de biogaz par les voies de méthanisation et de méthanation, au recyclage des métaux et terres rares dans les domaines des catalyseurs, des pots catalytiques et des batteries. Ainsi qu’à la valorisation du CO2.
Ces premiers travaux ont donné lieu à plusieurs projets de recherche, actuellement en cours :
- procédé d’extraction du lithium présent dans les sols salins de la Cordillère des Andes, en partenariat avec la société Eramet
- technique de tri de grains de catalyseurs Trisur, destinée à séparer, de façon ultrarapide, des mélanges de catalyseurs usagés en fonction de leur composition chimique, afin de favoriser leur réutilisation ou la valorisation de leurs métaux par recyclage. Ce projet, primé au Concours mondial de l’innovation 2014, est menée en partenariat avec Eurecat,
- procédé d’électroréduction du CO2 en acide formique à partir d’effluents industriels gazeux, en collaboration avec Solvay et Arecelor Mittal
Enfin, IFPEN est membre de l’Institut de l’économie circulaire.

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