Mix énergétique moins polluant, économie circulaire et conception éco-vertueuse des produits… Jean-Luc Baraffe, directeur Recherche & Innovation du groupe d’ingénierie Segula Technologies, propose quelques pistes de décarbonation pour lesquelles l’ingénierie a un rôle important à jouer.

Dans le contexte actuel d’urgence climatique, l’industrie a entamé une importante mue écologique et énergétique pour limiter ses impacts environnementaux. Nous avons identifié quatre tendances qui marqueront l’activité industrielle cette année.
 
Opter pour un mix énergétique moins polluant
 
Au niveau mondial, la production d’électricité représente près de 27 % des émissions de gaz à effet de serre. Un impact important qui s’explique notamment par le recours massif au charbon, au gaz ou au fuel pour alimenter en énergie les centrales énergétiques. Face à ce constat, une grande majorité d’énergéticiens s’est engagée, de façon assez récente, dans un verdissement de leurs activités. Il s’agit d’abord de diversifier les sources d’alimentation énergétiques en laissant plus de place aux énergies renouvelables (éolien, solaire...), à des formes d’électricité moins émettrices (nucléaire, hydro-électrique...) ou à la production d’hydrogène décarboné, qui bénéfice d’un grand engouement depuis quelques années. Chez SEGULA, nous travaillons depuis plusieurs années déjà sur des méthodes de production d’hydrogène vert à bas coût, par exemple par pyrolyse de biomasse.
 
Les industriels s’intéressent également à l’innovation en matière de stockage d’énergie, qui permettrait de faciliter l’usage des énergies renouvelables directement sur les sites de production. Malgré cette mobilisation, le verdissement énergétique de la production d’énergie s’annonce comme un long défi, le charbon étant d’ailleurs encore utilisé massivement dans certains pays pour alimenter les centrales énergétiques.

Dans ce contexte, la bonne nouvelle provient des institutions nationales et internationales. Qu’il s’agisse du plan de relance français ou des aides européennes, elles ont décidé, ces derniers mois de flécher massivement leurs subventions vers des projets contribuant à la transition énergétique.
 
Concevoir des produits finaux plus vertueux

Face à l’urgence climatique, les ingénieurs doivent revoir leurs méthodes de conception pour proposer des produits et des process affichant une empreinte carbone réduite sur tout le cycle de vie du produit.  Cette éco-conception commence par une approche plus économe des matériaux. Prenons l’exemple de l’automobile. Utiliser des matériaux possédant une empreinte carbone moindre, réintroduire des plastiques issus des filières de recyclage ou remplacer la fibre de carbone par de la fibre de basalte issue de roche magmatique volcanique dans un véhicule neuf permet de réduire concrètement l’empreinte carbone de celui-ci. Certaines de nos études semblent indiquer qu’il sera possible d’intégrer demain du mâchefer (résidu de combustion) afin de réduire la quantité de matière première vierge utilisée pour fabriquer du ciment (gros générateur de GES) si prisé des acteurs de la construction.
 
Le second grand enjeu de l’industrie en matière d’éco-conception reposera sur sa capacité à concevoir des produits dont l’usage futur limitera notre dépendance aux énergies fossiles. Là encore, l’univers des transports est particulièrement concerné : avions à l’hydrogène, bus électriques, ... Des véhicules qui s’annoncent également plus légers pour réduire encore le niveau d’énergie nécessaire à leur propulsion. Principal frein à cette logique d’éco-conception dans l’industrie ? Le prix. Plus vertueux, ces nouveaux produits seront en effet plus coûteux à produire et donc plus chers à la vente.
 
S’engager pour une économie circulaire

Produire, vendre, jeter, remplacer. Voilà le schéma ancestral de la production industrielle. Très émetteur de gaz à effet de serre, ce modèle économique ne semble aujourd’hui plus compatible avec les enjeux climatiques. Les acteurs de l’industrie doivent changer de logiciel pour se projeter dans une économie circulaire, où les déchets d’aujourd’hui seront les ressources de demain.

C’est notamment le cas dans le secteur de la mobilité où de nombreux acteurs travaillent sur le « retrofit » de véhicules. Le principe : plutôt que de remplacer votre vieux modèle par un neuf, le constructeur sera capable de vous proposer régulièrement une « mise à jour » de votre véhicule, a l’instar du smartphone reconditionné. Il s’agira par exemple de remplacer votre vieux moteur diesel par une propulsion hydrogène ou de vous proposer des modules de substitution à la place de vos équipements les plus fatigués (sellerie, tableau de bord...). De quoi limiter massivement la production - et l’impact environnemental - des véhicules « neufs ».

Une nouvelle approche qui risque néanmoins de sérieusement bousculer les métiers et l’organisation de cette filière. Les ingénieurs automobiles devront ainsi concevoir des véhicules capables de dépasser la barre du million de kilomètres contre quelques centaines de milliers aujourd’hui. De leur côté, les constructeurs devront repenser leur offre commerciale pour garantir une maintenance rapide et efficace à leurs clients. La maintenance prédictive et l’intelligence artificielle vont d’ailleurs envahir tous les systèmes (produits et usines) pour intervenir avant la panne couteuse.
 
Inventer des usines plus intelligentes
 
« Mesurer c’est progresser ! » n’est pas qu’un vieil adage du Lean manufacturing.  Au-delà de l’évolution de leur mix énergétique ou d’une conception plus durable de leurs produits, les grands groupes industriels doivent également revoir leurs modes de production s’ils veulent atteindre leurs objectifs environnementaux. Des usines plus intelligentes, plus digitales et donc plus efficaces, voilà les bases du concept d’Industrie 4.0 qui s’est imposé ces dernières années dans le secteur industriel.

Une transformation qui se décline sur le terrain à travers l’intégration de nouvelles solutions technologiques sur les sites de production : « monitoring » des lignes de production, réalité augmentée, impression 3D, scan 3D, maintenance prédictive, intelligence artificielle... Désormais arrivées à maturité, ces technologies contribuent à optimiser la consommation énergétique de l’usine et à renforcer l’efficience des processus de fabrication (diminution de la consommation des machines, réduction des arrêts machines, réduction des volumes de déchets générés, réduction des rejets polluants...). Pour répondre à ces nouveaux besoins, nous avons développé une activité spécifique sur le digital pour accompagner la transformation des outils de production de nos clients. Autrement dit : l’usine de demain s’invente dès aujourd’hui.

« Plus propres, les nouvelles énergies seront également plus coûteuses. Demain, les industriels et consommateurs devront donc accepter de payer plus cher leur électricité afin de garantir la préservation de la planète. C’est un choix d’avenir »