Optimisation des industries de transformation
De la transformation des aliments à la production de papier en passant par les raffineries, les processus industriels utilise énormément d’énergie. On estime en effet que le secteur industriel consomme plus d’énergie livrée que tout autre secteur d’utilisation finale, soit plus de la moitié du total de l’énergie livrée dans le monde.
Et, outre son prix élevé, cette consommation d’énergie fossile implique également des émissions de carbone considérables. Ce coût combiné à une pression croissante pour réduire les émissions poussent le secteur industriel à chercher de nouvelles solutions pour devenir plus efficace dans son utilisation des ressources. C’est là qu’intervient le projet CoPro, financé par l’UE.
«Notre objectif était de contribuer à réduire l’empreinte carbone des industries de transformation européennes en améliorant l’efficacité énergétique et l’utilisation des ressources des installations et des parcs industriels», explique Sebastian Engell, professeur au TU Dortmund et coordinateur du projet CoPro.
«Pour ce faire, nous nous sommes concentrés sur l’amélioration du suivi des processus et sur la mise en œuvre d’une planification, d’une programmation et d’un contrôle dynamiques optimaux des unités de traitement et des usines interconnectées.»
Un portefeuille d’outils basés sur l’optimisation
Au cours de leurs travaux dans le cadre de précédents projets, les chercheurs de CoPro ont constaté que l’efficacité énergétique et l’utilisation optimum des ressources dans les usines de transformation dépendaient largement de la coordination de différentes unités, allant de la manutention et du stockage des matériaux à la distribution de l’énergie.
«Par ailleurs, des décisions telles que le choix des équipements à adopter, la période d’utilisation, la charge, les moments de maintenance et ceux d’arrêt de fonctionnement, toutes ont un impact substantiel sur la consommation énergétique globale de l’usine», explique Sebastian Engell.
Il ajoute que l’objectif de CoPro est de parvenir à étayer de telles décisions grâce à l’optimisation mathématique. «Nous avons même développé des méthodes pour coordonner le fonctionnement d’usines de transformation connectées via des réseaux de ressources mais exploitées par des unités commerciales différentes dans les entreprises», souligne-t-il.
Le projet a permis de développer près de 20 outils différents basés sur l’optimisation. «Ces innovations couvrent un large éventail de secteurs et partagent toutes le même objectif, à savoir rendre les industries de transformation européennes plus efficaces sur le plan énergétique et plus rentables», indique Sebastian Engell.
Par exemple, le projet a développé des méthodes pour simplifier le processus de mise en œuvre de solutions numériques avancées et d’intégration de solutions basées sur des modèles dans la technologie d’information et d’exploitation existante d’une usine.
D’autres outils ont aidé les opérateurs à améliorer l’efficacité énergétique et matérielle dans les usines pétrochimiques ou à optimiser l’utilisation des stérilisateurs dans la production de conserves de poisson. Diverses solutions ont aussi été conçues pour anticiper et prévenir les anomalies dans les usines chimiques.
Les solutions CoPro ont fait l’objet de démonstrations dans plusieurs usines industrielles couvrant différents secteurs, notamment la production pétrochimique intégrée chez INEOS (site web en allemand), la production de produits chimiques de base et de polymères chez Covestro, la production de cellulose chez Lenzing AG, la formulation et le conditionnement de produits de consommation chez Procter and Gamble (site web en flamand), et le conditionnement et la stérilisation du poisson chez FRINSA (site web en espagnol). À la suite de ces démonstrations, plusieurs des usines impliquées ont décidé d’intégrer ces solutions de manière permanente à leurs activités quotidiennes.
Stimuler l’industrie européenne de transformation
CoPro a démontré avec succès comment l’utilisation de solutions basées sur l’optimisation pouvait apporter des avantages significatifs pour les applications industrielles, en contribuant à la fois à l’amélioration de l’efficacité énergétique et à la réduction des coûts de production. Selon Sebastian Engell, si ces solutions étaient déployées dans les industries de transformation européennes, elles pourraient réduire le temps de manutention sur site, la consommation de ressources, l’utilisation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre d’au moins 5 %.
«Les technologies CoPro renforceront considérablement la position mondiale de l’industrie européenne des procédés et auront un impact positif sur ses émissions de carbone et sur l’efficacité de ses ressources», conclut Sebastian Engell.
Les partenaires du projet travaillent actuellement à la poursuite du développement et du déploiement de solutions avancées, notamment pour la coordination d’usines couplées travaillant pour différentes unités commerciales, voire différentes entreprises.
Pour aller plus loin : https://www.spire2030.eu/copro
>> Source : Improved energy and resource efficiency by better coordination of production in the process industries - Résultat de la recherche de l'UE.