Bibliothèque des technologies

Panorama des principales technologies de récupération et de conversion de la chaleur fatale industrielle.

Échangeur à plaques

Récupération

Échangeur compact composé de plaques métalliques corruguées.

Principe : Deux fluides circulent en contre-courant, séparés par des plaques minces.

0 – 200 °C

Liquide / liquide

Efficacité 80–95%

Nettoyage périodique

Applications

Récupération sur eau de procédé

Préchauffage eau de chaudière

Échanges liquide/liquide

Avantages

Compact
Modulable
Coefficient d'échange élevé

Limites

Sensible à l'encrassement
Limité en pression et température

Agroalimentaire, ChimiqueMaturité : Éprouvée

Échangeur calandre-tubes

Récupération

Faisceau tubulaire logé dans une enveloppe cylindrique.

Principe : Un fluide circule dans les tubes, l'autre autour dans la calandre.

0 – 600 °C

Tout fluide industriel

Efficacité 60–85%

Ramonage, décrassage

Applications

Hautes pressions

Fluides chargés

Récupération sur fumées

Avantages

Robuste
Grandes surfaces
Supporte hautes températures

Limites

Encombrant
Coût plus élevé

Raffinerie, ChimiqueMaturité : Très mature

Échangeur à ailettes

Récupération

Tubes équipés d'ailettes pour amplifier la surface côté gaz.

Principe : Ailettes augmentant l'échange côté gaz à faible coefficient de convection.

50 – 500 °C

Gaz / liquide

Efficacité 50–80%

Nettoyage régulier

Applications

Récupération sur fumées

Récupération sur air chaud

Avantages

Grande surface
Bien adapté aux gaz

Limites

Encrassement par poussières

Cimenterie, VerrerieMaturité : Éprouvée

Économiseur

Récupération

Échangeur préchauffant l'eau d'alimentation d'une chaudière avec les fumées.

Principe : Récupération de la chaleur sensible des fumées avant rejet.

150 – 400 °C

Fumées / eau

Gain 4 à 8% sur la chaudière

Contrôle corrosion

Applications

Préchauffage eau chaudière

Récupération sur fumées

Avantages

Réduit la consommation combustible
Retour rapide

Limites

Point de rosée acide

Papeterie, ChimiqueMaturité : Très mature

Récupérateur d'air

Récupération

Échangeur gaz/air pour préchauffer l'air comburant.

Principe : Les fumées cèdent leur chaleur à l'air de combustion.

200 – 900 °C

Fumées / air

Économie 10–25% combustible

Contrôle des matériaux

Applications

Fours

Séchoirs

Chaudières

Cimenteries

Avantages

Économies combustible substantielles

Limites

Matériaux haute température

Cimenterie, VerrerieMaturité : Éprouvée

Chaudière de récupération

Récupération

Chaudière alimentée par les fumées chaudes d'un procédé.

Principe : Génération de vapeur à partir d'un flux de gaz chaud.

> 300 °C

Fumées haute température

Rendement thermique 60–80%

Chaudière vapeur classique

Applications

Production de vapeur

Cogénération

Avantages

Fournit un vecteur énergétique utile

Limites

Investissement élevé
Exploitation vapeur

Cimenterie, SidérurgieMaturité : Mature

Pompe à chaleur

Récupération

Machine relevant le niveau de température d'une source froide.

Principe : Cycle thermodynamique consommant de l'électricité pour rehausser T.

Source 10–100 °C, sortie jusqu'à 150 °C

Divers

COP 3 à 6

Circuit frigorifique

Applications

Basse température

Chauffage locaux

Eau chaude sanitaire

Avantages

Valorise très basse température
COP élevé

Limites

Consomme de l'électricité
Fluide frigorigène

Agroalimentaire, TextileMaturité : Mature (HT en progression)

Stockage thermique

Récupération

Système accumulant l'énergie thermique pour la restituer plus tard.

Principe : Chaleur sensible, latente ou thermochimique.

30 – 700 °C selon technologie

Eau, sels fondus, MCP…

Rendement 70–95%

Variable

Applications

Sources intermittentes

Lissage de charge

Avantages

Décorrèle source et besoin

Limites

Pertes
Encombrement

Tout secteur intermittentMaturité : Mature à émergente

Réseau de chaleur

Récupération

Distribution de chaleur vers plusieurs consommateurs via un réseau de canalisations.

Principe : Transport d'eau chaude ou de vapeur.

70 – 180 °C

Eau / vapeur

Rendement transport 85–95%

Réseau + sous-stations

Applications

Valorisation externe

Alimentation urbaine ou industrielle

Avantages

Valorise de gros volumes
Bénéfice territorial

Limites

Pertes en distribution
Investissement lourd

Industriel et urbainMaturité : Mature

Cycle Organique de Rankine (ORC)

Conversion

Cycle thermodynamique utilisant un fluide organique pour produire de l'électricité.

Principe : Évaporation d'un fluide organique, détente en turbine, condensation.

80 – 350 °C

Fluide organique

Rendement électrique 5–20%

Faible à modérée

Applications

Production d'électricité à partir de chaleur fatale moyenne T

Avantages

Adapté aux moyennes températures
Automatisé

Limites

Rendement modéré (5–20%)
Fluide de travail

Cimenterie, MétallurgieMaturité : Commerciale

Cycle de Rankine à vapeur

Conversion

Cycle vapeur classique produisant de l'électricité.

Principe : Vaporisation d'eau, détente en turbine, condensation.

> 350 °C

Eau / vapeur

Rendement 20–35%

Équipe vapeur qualifiée

Applications

Grosses puissances thermiques

Cogénération

Avantages

Bon rendement à haute puissance

Limites

Exploitation complexe
Investissement élevé

Sidérurgie, CentraleMaturité : Très mature

Cycle de Kalina

Conversion

Cycle utilisant un mélange eau-ammoniac.

Principe : Évaporation à température glissante améliorant le rendement.

100 – 350 °C

Eau-ammoniac

Rendement 10–20%

Compétences spécifiques

Applications

Sources variables moyenne T

Avantages

Rendement potentiellement supérieur à l'ORC

Limites

Peu de retours industriels
Complexité

Chimique, MétallurgieMaturité : Émergente

Module thermoélectrique

Conversion

Génération d'électricité par effet Seebeck.

Principe : Différence de température aux bornes du module.

50 – 500 °C

Solide (paroi)

Rendement 3–8%

Faible

Applications

Petites puissances

Sites isolés

Récupération sur parois

Avantages

Aucune pièce mobile
Compact

Limites

Rendement faible (3–8%)
Coût du kW élevé

Applications ponctuellesMaturité : Émergente