Quel avenir pour les pompes à chaleurs industrielles (PAC) ? En France, elles ne sont que quelques centaines installées dans des process de production/transformation. Bien loin des dizaines de milliers de chaudières en activité. Dans une optique de transition énergétique, les PAC ont pourtant des atouts. "Le premier enjeu concerne la valorisation de chaleur fatale", indique Christophe Debard, président de l’alliance Allice, qui développe l’innovation dans le domaine de l’efficience énergétique. En France, ce gisement est évalué à 110 TWH, dont la moitié à des températures inférieures à 100°C. Ces dernières années, le développement de PAC exploitant des chaleurs basse température pour les élever à 80°C, voire plus, est à l’œuvre chez quelques fabricants.
Dépasser les 100°C
Une poignée de modèles sur étagère est proposée. C’est à ce niveau de température que les industriels – de l’agroalimentaire, de la chimie et du papier notamment -, envisagent une solution thermodynamique. "80°C, c’est utile pour sécher une matière ou chauffer l’eau qui nettoiera les installations", indique Christophe Debard. Mais c’est au-delà que l’intégration d’une PAC prend tout son sens. "A 120°, on fait de la vapeur. A 150°, la cuisson devient possible", indique celui qui est aussi directeur commercial du Centre technique des industries aérauliques et thermiques (Cetiat). "Plus on relève le niveau, plus on a de débouchés".
Pour le moment, peu d’acteurs sont capables d’atteindre ces hautes performances. Ces dernières années, quelques projets de R&D ont vu le jour en France. A l’instar de Paco, une solution qui atteint les 130°C et Transpac, une PAC transcritique de 30kW dont la température cible les 120°. Atteindre ces performances n’est pas simple, reconnaît Christophe Debard. "Il y a des progrès à faire sur les échangeurs de chaleur. Ils représentent un goulot d’étranglement en termes de performances". L’impression 3D pourrait, à relativement court terme, apporter une réponse en rendant possible la production de pièces plus complexes et mieux adaptées. Des gains de performance sont aussi à rechercher en optimisant le contrôle commande avec les derniers développements offerts par les applications numériques.
Frein réglementaire
La recherche de performance est aussi freinée par les effets de la réglementation F-GAZ. Cette dernière - qui prévoit la substitution de fluides réfrigérants responsables de rejets de gaz à effet de serre par d’autres, moins polluants - se répercute sur la conception des machines. « Il faudra, dans certains cas, manipuler une plus grande quantité de fluide et utiliser de plus gros compresseurs pour obtenir une puissance restituée de chaleur équivalente », explique Christophe Debard, qui évoque un risque de dégradation des performances énergétiques.
Un prix du carbone décisif pour l’industrie
Outre la valorisation de chaleur fatale, l’électrification représente l’autre enjeu des fabricants de PAC. "On peut rapidement accéder à des gisements de décarbonation en substituant certains procédés recourant aux énergies fossiles par de l’électricité". Les clients ne se bousculent pas pour le moment. Et pour cause. Les coûts d’investissements pour ces machines produites en faible volume restent élevés. Ensuite, le choix de l’énergie électrique, dans le cadre de dépenses d’exploitation, reste moins attractif. "En raison d’un prix du carbone encore bas, les entreprises ne voient pas toujours comment amortir ces solutions aussi rapidement qu’elles le voudraient", explique Christophe Debard.
Autre frein, les dernières technologies souffrent d’un manque de retour d’expérience. "Il y a parfois un doute sur la robustesse de ces matériels dans la durée", admet le président de l’alliance Allice. Une crainte à laquelle s’ajoute une question culturelle."Remplacer du gaz par de l’électricité se heurte à des appréhensions". Dans une France encore très dépendante aux matières fossiles, changer d’énergie impose une remise en question de fond des pratiques. Un changement d’habitudes que le temps, et le climat, pourraient accélérer.
