L’électrification des procédés industriels est l’une des solutions envisagées par le plan de relance pour décarboner l’industrie. Une situation spécifique à l’Hexagone du fait de la particularité du mix énergétique français, constitué à 75 % d’électricité d’origine nucléaire. Dans sa Stratégie Nationale Bas Carbone, la France s'est fixée pour objectif un taux d'électrification globale de son industrie de 70 % à l'horizon 2050. Dans ce contexte, l’Alliance Allice a souhaité apporter un éclairage à ses adhérents sur le potentiel d'électrification de différents procédés thermiques industriels, la rentabilité de solutions électriques (en substitution ou en couplage avec des technologies utilisant des énergies fossiles) et les axes d'innovation nécessaires pour lever les freins techniques et économiques. La réalisation de cette étude a été confiée au Cetiat (centre technique des industries aérauliques et thermiques) et au Cetim (centre technique des industries mécaniques).

Réservée aux adhérents de l’Alliance Allice dans sa version intégrale, l'étude a priorisé cinq procédés thermiques représentatifs qui couvrent différents secteurs industriels : la pasteurisation, l'évapo-concentration, les fours batch haute et basse température, les fours tunnel haute et basse température, les sécheurs tunnel. Pour chaque procédé, sont détaillés :

• Les différentes technologies électriques compatibles et leurs caractéristiques ;
• Les solutions gaz optimisées en remplacement ou en complément de celles déjà installées ;
• L'analyse technico-économique d'une substitution partielle ou totale des énergies fossiles par des solutions électriques, avec analyses de sensibilité vis-à-vis de l'évolution des coûts de l'énergie et de la taxe carbone ;
• Des retours d'expériences terrain.

Un potentiel avéré pour les procédés à température inférieure à 150°C

Les conclusions des analyses technico-économiques soulignent les avantages et freins à l'électrification en tenant compte des spécificités de chaque procédé (qualité du produit, gamme de température…). Ainsi, pour les procédés à faible température (< 150°C), les alternatives électriques, telles que le chauffage résistif, la compression mécanique de vapeur (CMV), les énergies radiantes et la PAC (pompe à chaleur) ont un vrai potentiel dans la mesure où elles sont matures, efficientes et avec un faible impact carbone. À plus haute température, le gaz naturel prédomine.

En outre, les travaux confirment que l’amélioration de l’efficacité énergétique est une voie pérenne de tous points de vue (investissements, coûts opératoires, CO₂ évité) qui constitue donc le premier pas à effectuer pour la décarbonation des procédés. L’intérêt de cette étude est aussi d'avoir une analyse orientée au cœur du procédé et de positionner chaque technologie électrique au regard de critères de fonctionnement sur le terrain. En effet, les conditions de mise en œuvre des procédés impactent fortement la viabilité ou non des alternatives électriques.

Cette première analyse sera suivie d’un deuxième volet conduit par le cabinet de conseil Enea Consulting, avec le soutien de l’Ademe (l’Agence de la Transition Écologique). Il sera centré sur l’électrification des procédés à partir de plusieurs scénarios prospectifs de prix de l’énergie et du CO₂. À la suite de ces travaux, une série de webinaires publics sera prévue sur le dernier trimestre 2021.