Les travaux de fin d’études des stagiaires d’HENALLUX… Une palette d’études, de solutions et de compétences pour les entreprises

Dans les milieux industriels, ce n’est pas à vous, patrons, qu’on va le dire, les problématiques qui touchent l’énergie sont nombreuses, éparses et complexes. Outre les professionnels et experts qui se penchent sur les solutions à apporter pour résorber les points noirs et autres aberrations que l’on découvre au détour des machines, quand ce n’est pas sur des lignes entières ou, pire, dans tous les recoins d’un atelier ou d’une usine, les centres de recherche sont des pôles qui méritent de voir leurs travaux vulgarisés. Dont acte, aux quatre coins de la province, pour des réalités à améliorer au bénéfice des entreprises... 

Au sein de la Haute Ecole Namur-Liège-Luxembourg (HENALLUX), le Centre de recherche de la catégorie technique FOrs (FOrmation, Recherche, Service) a ainsi développé un savoir-faire particulièrement intéressant pour les entreprises industrielles. Avec des compétences développées dans tous les secteurs techniques (électronique, automatisme, informatique, robotique, mécatronique, mécanique/productique, écoconception, énergétique et analyse du cycle de vie), le centre propose aux entreprises une analyse menée par des étudiants de l’école au terme de stages. Les résultats méritent, selon nous, d’être mis avant parce qu’ils valent non seulement pour le cas qu’ils concernent, mais également peut-être pour vos propres installations. Ils sont en tout cas la preuve que la dynamique des stages est généralement une belle manière de faire se rencontrer écoles et entreprises. Petit tour intéressant, bien que non-exhaustif, de quelques études menées dernièrement par le département « Ingénieur industriel » de Pierrard-Virton.

Fuite et condensation

Le problème : Dans une industrie textile technologique, des problèmes de fuite et de condensation ont été repérés au niveau d’un four de séchage.

L’analyse : Outre la fuite elle-même, ce qui inquiète le management de l’entreprise, ce sont les défauts susceptibles de détériorer la toile la rendant ainsi impossible à commercialiser.

La solution : L’étudiant s’est attaché à (ré)-équilibrer les pressions à l’intérieur du four par un système d’injection régulée d’air chaud. L’air chaud est produit par une cogénération permettant une belle économie d’énergie. Au-delà de l’aspect technique de la solution, le volet économique n’a donc pas été mis de côté. Le coût du projet a été estimé à 85.000 euros pour un gain annuel de 33.000, donc un retour sur investissement d’un peu moins de trois ans.

Défaut de conception d’une turbine

Vous le savez peut-être, le cycle organique de Rankine permet la récupération et la valorisation de la chaleur. Sans entrer dans les détails et pour rester synthétique, la chaleur récupérée de la source chaude va être utilisée pour chauffer, puis vaporiser, un fluide organique qui sera ensuite détendu dans une turbine alimentant un générateur. Le fluide sera ensuite condensé pour recommencer le cycle.

Le problème : Les travaux d’étude et d’analyse sur le prototype d’une entreprise qui souhaitait commercialiser un tel système ont permis de mettre en évidence les défauts de conception de la turbine.

La solution : Un bureau d’études spécialisé a été contacté, à charge pour lui de redessiner (ou de reconcevoir le design de) la turbine pour une meilleure efficacité de l’appareillage.

Compresseur inadapté !

Le problème : Dans une entreprise verrière, la mise sous pression des autoclaves se révélait problématique nécessitant une forte contribution du groupe des compresseurs, et donc des coûts élevés.

L’analyse : Une étude pointue a mis en évidence que le compresseur à vitesse variable sollicité en priorité pour la tâche posant problème n’était pas le plus adapté du groupe.

La solution : Une modification du programme de régulation orientant la charge vers un autre compresseur, à vitesse fixe de moindre puissance, a permis de réaliser de belles économies. La mise en route du compresseur est par ailleurs désormais programmée à la fermeture de l’autoclave, il ne fonctionne donc jamais quand celle-ci est à l’arrêt, le reste de l’usine étant repris sur un réseau différent. Cette nouvelle approche touche à la consommation énergétique d’une part, mais également à la pointe ¼ horaire. Au final, la reprogrammation des compresseurs a été évaluée à quelque 2.000 euros… pour un gain évalué à 25.000 euros par an. Dans la foulée l’étudiant s’est penché sur la possibilité de récupération de chaleur sur le compresseur même. L’option mise en avant était de se servir de la chaleur ainsi récupérée pour préchauffer l’eau de lavage du verre nécessaire avant sa mise en oeuvre. Investissement : 32.000 euros (en une fois) pour un gain annuel de 25.000 !

Séchage des boues d’épuration pour des gains importants…

Le problème : Pour optimiser le rendement de sa cogénération, une entreprise souhaitait valoriser la chaleur produite de manière optimale. À côté de cela, l’évacuation des boues de la station d’épuration générait des coûts.

L’analyse : L’idée de départ était d’utiliser un sécheur à bandes pour sécher les boues avant de les revendre (à des cimenteries) et valoriser ce faisant la chaleur de la cogénération. Après essais et analyses, l’étudiant a été contraint d’admettre que cette option était peu efficace. Non seulement la puissance demandée était trop élevée pour la cogénération, mais en plus le débit de boues séchées n’était pas assez important au regard du volume de production des boues de la station d’épuration.

La solution : L’étudiant a donc orienté son étude vers un dispositif de type serre. Le complément de puissance nécessaire au séchage est donc fournit gratuitement par le rayonnement solaire : une solution à coût équivalent et plus efficace. Si on résume la démarche logique : on a des coûts de transport moins élevés (la boue est plus légère et moins volumineuse débarrassée de son eau), une charge financière qui devient un produit (par sa vente aux cimenteries) et une optimisation de la valorisation de la cogénération (plus de certificats verts octroyés). Investissement : 550.000 euros pour un gain annuel de 200.000.

Des solutions qui émanent d’analyses, de réflexions, d’études !

Au-delà de ces travaux de fin d’études qui démontrent, chiffres à l’appui, que les solutions se logent souvent dans une approche différente des choses qu’apporte un regard neuf, indépendant de l’entreprise, le département « Ingénieur industriel » de Pierrard- Virton est assurément un pôle technique qui peut se révéler l’adjuvant idéal des entreprises en terme de solutions technologiques. Il réalise également, pour rappel, des projets de recherche et développement avec les entreprises, la mise en place de partenariats faisant, on le sait, partie de ses priorités. À bon entendeur… Notez toutefois quand même que sans entrer dans des analyses pointues et longues, le Facilitateur énergie industrie peut aussi vous aider à identifier des problématiques énergétiques et - pourquoi pas ? - vous orienter vers de tels projets d’étude.

Plus d’infos ?

Mathieu Barthelemy - Faciliteur Energie Industrie - Tél.: 061 29 30 65

En collaboration avec Vincent Hanus, Maître-assistant à la Haute École de Namur-Liège-Luxembourg (HENALLUX), Catégorie technique, Département Ingénieur Industriel (Pierrard - Virton)