Face à l’accélération des objectifs climatiques, les industriels n’ont plus vraiment le choix : pour rester compétitifs, il faut réduire rapidement l’empreinte carbone des procédés, en particulier de tout ce qui touche à la chaleur et aux utilités de site. Or, dans de nombreux secteurs (chimie, agroalimentaire, matériaux, métallurgie, papier-carton…), la chaleur représente encore 60 à 80 % des consommations d’énergie. C’est donc par là qu’il faut commencer.
La bonne nouvelle : une large part de ces émissions peut être réduite avec des solutions déjà matures, à condition de structurer la démarche et d’embarquer les équipes production, maintenance et énergie autour d’objectifs communs.
Un contexte réglementaire qui pousse à transformer les procédés
En Europe, le cap est clair : neutralité carbone à horizon 2050, avec une baisse d’au moins 55 % des émissions d’ici 2030 par rapport à 1990. La France décline ces objectifs via la Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC) et différents dispositifs : quotas carbone (EU ETS), décrets tertiaire et BACS, aide au financement des projets d’efficacité énergétique, etc.
Pour les sites industriels, cela se traduit par :
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Une pression croissante sur le coût de l’énergie (volatilité des prix du gaz et de l’électricité, taxation du carbone, fin progressive de certains tarifs réglementés).
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Des exigences accrues des donneurs d’ordres, qui intègrent désormais le « scope 3 » dans leurs appels d’offres et challengent les fournisseurs sur l’empreinte carbone de leurs produits.
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Des obligations de reporting extra-financier (CSRD, taxonomie européenne) qui imposent de mesurer, tracer et justifier les trajectoires de décarbonation.
Dans ce contexte, les procédés thermiques et les utilités de site (vapeur, air comprimé, froid, eau industrielle, etc.) sont au cœur du sujet : ils concentrent une part importante des consommations et des émissions, mais restent encore souvent pilotés « à l’ancienne », avec des marges de progrès significatives.
Procédés thermiques : où se cachent les principaux gisements de réduction carbone ?
Avant de parler hydrogène ou chaleur renouvelable, un constat s’impose : dans la plupart des diagnostics énergie réalisés en usine, 20 à 30 % des consommations liées à la chaleur peuvent être économisés par des actions d’efficacité bien ciblées, à retour sur investissement court.
Les gisements les plus fréquents se situent autour de quatre familles de procédés :
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Les fours et sécheurs (métallurgie, céramique, agroalimentaire, chimie) : surdimensionnement des équipements, mauvaise isolation, consignes de température conservatoires, absence de récupération de chaleur sur les fumées.
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Les chaudières vapeur : rendement dégradé, purge mal réglée, réseaux mal calorifugés, retour de condensats insuffisant.
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Les procédés de cuisson et de pasteurisation : équipements anciens, logiques de conduite peu optimisées, pas ou peu de pilotage en fonction de la charge réelle.
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Les traitements thermiques spécifiques (trempe, étuvage, réacteurs chauffés) : points de consigne fixés historiquement, peu remis en question, et réticence à tester d’autres profils de température par crainte d’impacter la qualité.
Dans de nombreux cas, la première étape gagnante consiste à remettre à plat les besoins réels en énergie thermique :
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Quelle température est réellement nécessaire pour garantir la qualité produit ?
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Le profil de montée en température ne peut-il pas être assoupli ou optimisé ?
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La chaleur fatale (fumées, rejets, effluents, fluides chauds) est-elle correctement valorisée ?
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Les équipements tournent-ils à charge partielle la plupart du temps ?
Les réponses à ces questions ouvrent souvent la voie à des gains rapides, sans changement technologique majeur.
Décarboner la chaleur : leviers technologiques prioritaires
Une fois les gisements d’efficacité identifiés, se pose la question du mix énergétique futur de l’usine. Comment chauffer sans (ou avec beaucoup moins de) gaz fossile ou fioul lourd ? Plusieurs briques technologiques peuvent être combinées.
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Améliorer l’efficacité des équipements existants
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Réglage fin de la combustion sur les chaudières et les brûleurs (analyse O₂, automatisation, suivi en continu).
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Isolation renforcée des fours, sécheurs, réseaux de vapeur et de condensats.
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Optimisation des cycles de fonctionnement (mise en veille, arrêts programmés, limitation des marches à vide).
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Récupérer et valoriser la chaleur fatale
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Échangeurs sur fumées de chaudière pour préchauffer l’air comburant, l’eau de process ou l’eau chaude sanitaire.
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Réseaux de chaleur internes (boucles d’eau chaude, boucles tempérées) pour redistribuer la chaleur récupérée.
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Intégration de pompes à chaleur haute température pour remonter le niveau de chaleur et l’utiliser sur d’autres procédés.
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Basculer progressivement vers l’électrification des usages de chaleur
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Remplacement de certains brûleurs par des résistances électriques, fours électriques ou sécheurs micro-ondes / radiofréquence lorsque cela est pertinent pour le process.
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Pompes à chaleur pour la production d’eau chaude et de chaleur de procédé jusqu’à 90–120 °C, avec COP élevés.
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Intégration avec une stratégie d’achat d’électricité verte et, si possible, de production locale (photovoltaïque, PPA, etc.).
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Substituer les combustibles fossiles
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Conversion de chaudières au fioul ou au gaz vers le biométhane ou les biocombustibles liquides ou solides, lorsque la disponibilité locale le permet.
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Préparation à l’utilisation de mélanges gaz naturel / hydrogène sur certains brûleurs, dans le cadre des projets de réseaux hydrogène régionaux.
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Digitaliser la conduite des procédés thermiques
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Supervision énergétique en temps réel, avec indicateurs de performance par ligne, par lot, par campagne de production.
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Algorithmes d’optimisation des consignes (température, pression, débits) en fonction de la charge, de la qualité attendue et du coût de l’énergie.
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Maintenance préventive et prédictive des équipements thermiques pour éviter les dérives de rendement.
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L’enjeu n’est pas de tout faire en même temps, mais de hiérarchiser les actions selon un triptyque simple : impact carbone, faisabilité technique, retour sur investissement.
Adapter les utilités de site : vapeur, air comprimé, froid, eau industrielle
On sous-estime souvent le poids des utilités dans l’empreinte carbone d’un site. Pourtant, les systèmes de vapeur, de froid, d’air comprimé et de pompage représentent fréquemment 30 à 50 % des consommations électriques et thermiques totales.
Quelques leviers structurants à considérer :
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Vapeur
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Cartographier précisément les usages par niveau de pression et de température pour identifier les remplacements possibles par de l’eau chaude, des PAC ou un autre fluide caloporteur.
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Maximiser le taux de retour de condensats (souvent inférieur à 50 % alors que 70–80 % sont atteignables dans bien des cas).
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Installer un monitoring simple (débits, températures, pressions, purges) pour détecter fuites et dysfonctionnements.
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Air comprimé
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Mettre en place des campagnes de détection et de réparation des fuites : sur le terrain, 20 à 30 % de l’air produit peuvent être perdus.
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Dimensionner correctement la pression : chaque bar de pression en moins, c’est environ 7 % d’économie d’énergie sur la production.
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Étudier le remplacement de certains usages (soufflage, agitation, transport) par des alternatives électriques ou mécaniques.
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Froid industriel
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Optimiser la chaîne complète : production, distribution, utilisation et rejets de chaleur.
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Recourir à des systèmes de récupération de chaleur sur les groupes froid pour préchauffer l’eau de process ou les bâtiments.
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Intégrer des technologies à haut rendement (free-cooling, variateurs de vitesse, régulation avancée des groupes frigorifiques).
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Systèmes de pompage et de circulation des fluides
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Installer des variateurs de vitesse sur les pompes et ventilateurs fortement sollicités.
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Adapter les diamètres de conduite pour limiter les pertes de charge et les surconsommations.
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Rationaliser les boucles de circulation (segmenter par zones, supprimer les recirculations inutiles).
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Les utilités sont aussi un terrain favorable pour une approche « quick wins » : de nombreux projets présentent des temps de retour sur investissement inférieurs à trois ans, tout en préparant la bascule vers un mix énergétique plus sobre en carbone.
Construire une feuille de route bas carbone : méthode opérationnelle
Pour éviter l’empilement de projets isolés, la plupart des sites gagnent à structurer une feuille de route pluriannuelle sur leurs procédés thermiques et leurs utilités. Une démarche type peut s’articuler ainsi.
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1. Poser un diagnostic énergétique et carbone détaillé
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Cartographie des consommations par usage : procédés thermiques, utilités, bâtiments, auxiliaires.
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Analyse des profils de charge (jour/nuit, campagnes, saisons) et des contraintes de process.
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Évaluation des facteurs d’émission associés (gaz, électricité, autres combustibles).
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2. Identifier et qualifier les gisements
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Brainstorming terrain avec production, maintenance, qualité, HSE pour lister les pistes.
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Pré-études techniques sur les gros postes (four, chaudière, centrale de froid, réseau vapeur).
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Estimation des économies d’énergie, des réductions de CO₂ et des investissements nécessaires.
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3. Prioriser en fonction de critères business
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Temps de retour sur investissement et impact sur l’OPEX.
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Compatibilité avec les plans industriels (capex déjà prévus, changements de produits, nouvelles lignes).
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Contributions aux objectifs groupe (trajectoire CO₂, labels, engagements vis-à-vis des clients et des investisseurs).
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4. Planifier les projets dans le temps
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Actions « no-regret » à court terme (1 à 2 ans) : réglages, instrumentation, quick wins sur utilités.
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Projets structurants à moyen terme (3 à 5 ans) : changement d’équipements, récupération de chaleur, PAC, refonte de réseaux.
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Transformations profondes à plus long terme : mutation de procédés, substitution massive de combustibles, intégration d’hydrogène ou de biomasse à grande échelle.
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5. Sécuriser le financement et les aides
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Montage de dossiers CEE, subventions nationales ou régionales, contrats de performance énergétique.
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Analyse des modèles de financement innovants (tiers-investissement, contrats de services énergie, PPA pour l’électricité verte).
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Intégration de la dimension carbone dans les business cases internes (prix interne du CO₂, valorisation de l’image de marque, sécurisation des marchés).
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Cette structuration permet aussi de dialoguer plus sereinement avec le siège, les investisseurs et les autorités, preuves à l’appui, sur la trajectoire bas carbone du site.
Quels indicateurs suivre pour piloter la performance bas carbone ?
Sans mesure, difficile de piloter. Pour les procédés thermiques et les utilités, quelques indicateurs clés s’imposent.
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Indicateurs d’énergie
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Consommation spécifique d’énergie par unité produite (kWh/tonne, kWh/pièce, kWh/lot).
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Rendement des chaudières, fours, sécheurs, groupes froid.
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Taux de retour de condensats, taux de fuites air comprimé (estimé ou mesuré), proportion de chaleur fatale valorisée.
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Indicateurs carbone
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Émissions de CO₂ par tonne produite ou par famille de produit, incluant les scopes 1 et 2.
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Part des énergies renouvelables ou décarbonées dans le mix énergétique du site.
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Réduction cumulée des émissions par rapport à une année de référence.
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Indicateurs économiques et opérationnels
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Économies d’OPEX réalisées grâce aux actions d’efficacité énergétique.
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Retour sur investissement des projets de décarbonation (réel vs prévisionnel).
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Taux de disponibilité et de performance des équipements critiques après modification.
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Ces indicateurs gagnent à être intégrés dans le tableau de bord global du site, aux côtés des classiques sécurité, qualité, coûts et délais. La performance carbone devient alors un sujet de pilotage quotidien, et non un rapport produit une fois par an.
Trois retours d’expérience typiques sur le terrain
Les situations rencontrées sur sites sont très diverses, mais certains schémas reviennent régulièrement.
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Site agroalimentaire avec forte dépendance à la vapeur
Diagnostic initial : réseau de vapeur vieillissant, retours de condensats limités, chaudière gaz surdimensionnée.
Plan d’action : recalorifugeage du réseau, optimisation des purges, augmentation du taux de retour de condensats, installation de récupérateurs de chaleur sur les fumées de chaudière pour préchauffer l’eau de process.
Résultats obtenus (ordre de grandeur) : -15 % de consommation de gaz pour la vapeur, -12 % d’émissions de CO₂ sur le périmètre chaleur, ROI inférieur à 3 ans.
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Usine de matériaux avec fours très énergivores
Diagnostic initial : fours gaz fonctionnant souvent à charge partielle, consignes de température non adaptées aux variations de produits, aucune récupération sur les fumées.
Plan d’action : campagnes de mesures, ajustement des consignes par type de produit, amélioration de l’isolation, pré-étude d’un système de récupération de chaleur pour alimenter un sécheur en aval.
Résultats : gains rapides de 8 à 10 % sur la consommation d’énergie des fours, meilleure stabilité qualité, préparation d’un investissement plus lourd en récupération de chaleur avec un dossier technique solide.
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Site chimique avec fortes contraintes sécurité et qualité
Diagnostic initial : réacteurs chauffés à vapeur, procédés critiques, réticence des équipes à modifier les profils de température par peur d’impacter la qualité.
Plan d’action : mise en place d’une démarche conjointe énergie – qualité – procédés, tests en conditions réelles sur quelques campagnes pilotes, instrumentation renforcée pour suivre en détail les paramètres critiques.
Résultats : optimisation progressive de certains profils de chauffe, réduction de 5 % de la consommation de vapeur sur les réacteurs concernés, sans impact sur la qualité ni les volumes produits. La confiance ainsi générée a permis d’ouvrir la porte à d’autres projets de décarbonation.
Faire de la décarbonation un projet d’usine, pas seulement un projet énergie
Adapter les procédés thermiques et les utilités pour respecter les objectifs climatiques ne se résume pas à changer de brûleurs ou à installer quelques récupérateurs. C’est une transformation industrielle, qui touche à la fois à la technique, à l’organisation et au modèle économique des sites.
Les projets les plus réussis sont ceux qui :
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Impliquent très tôt les responsables de production, de maintenance, de qualité et de sécurité, pour intégrer les contraintes réelles du terrain.
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Articulent clairement les gains énergétiques et carbone avec les enjeux business (coûts, fiabilité, image vis-à-vis des clients, accès à certains marchés).
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Combinent des actions à retour rapide et des transformations plus structurantes, pour financer progressivement les investissements lourds.
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Font de la mesure et du suivi des indicateurs un réflexe opérationnel, au même titre que la sécurité ou le taux de service.
La transition vers l’industrie bas carbone ne se fera pas en un seul projet ni en une seule année. En revanche, chaque site peut dès maintenant engager des actions ciblées sur ses procédés thermiques et ses utilités pour réduire ses émissions, sécuriser sa compétitivité et se donner de la marge de manœuvre face aux futures exigences réglementaires et clients.
La question n’est plus « faut-il y aller ? », mais « par où commencer, et avec quels leviers concrets dès les prochains mois ? ».