État de l’art des méthodologies d’analyses énergétiques et exergétiques de procédés industriels

État de l’art des méthodologies d’analyses énergétiques et exergétiques de procédés industriels

L’efficacité énergétique est maintenant considérée non seulement pour utiliser les ressources énergétiques d’une manière sobre, mais aussi pour limiter les émissions des Gaz à Effet de Serre (GES). Cette modification est essentielle quant aux perspectives d’amélioration de l’efficacité énergétique qui va se décliner à différentes échelles de temps et des objectifs de plus en plus ambitieux. Les rapports du Groupe d’Experts Intergouvernementaux sur l’Evolution du Climat (GIEC), aussi bien sur la connaissance scientifique de l’évolution du climat que sur ses conséquences et les mesures d’atténuation, servent de référence pour les progrès à accomplir en matière d’économie d’énergie. Des douze années allant de 1995 à 2006, onze ont été parmi les douze années les plus chaudes depuis 1850 [GIE07A]. Entre 1906 et 2005, la température de la terre a augmenté d’environ 0,74 K [GIE07A]. Le réchauffement climatique affecte la terre entière, plus intense sur les régions nordiques à latitude élevée. La vitesse moyenne d’élévation du niveau des mers et océans est passée de 1,8 mm/an en 1961 à 3,1 mm/an depuis 1993 [GIE07A]. Cette élévation est conforme au réchauffement climatique, et est principalement liée à la dilatation thermique de l’eau de mer et à la fusion des glaciers. La diminution des niveaux de neige et de glace est de même conforme au réchauffement climatique. Depuis 1978, d’après des données de satellites, l’étendue moyenne annuelle de la glace de l’océan Arctique a diminué de 2,7 % par décennie. Dans les deux hémisphères, en moyenne, les glaciers montagnards et la quantité de neige a aussi diminué [GIE07A].

La température moyenne de la terre résulte de l’équilibre entre le flux de rayonnement qui lui parvient du soleil et le flux de rayonnement infrarouge renvoyé vers l’espace. Un Gaz à Effet de Serre (GES) est transparent sur la majorité des longueurs d’onde du spectre solaire, mais absorbant sur une grande partie du spectre infrarouge émis par la terre. Le flux sortant refroidit la terre, le piégeage dans l’atmosphère d’une partie du flux normalement sortant contribue donc au réchauffement de la planète. Sans les GES, la température moyenne de la terre serait de l’ordre -18 ºC. La présence de ces gaz entraîne une température moyenne de la terre de l’ordre de 15 ºC. Mais une augmentation de leur concentration atmosphérique entraînera une augmentation de la température moyenne de la terre [MIE07]. Par ailleurs, d’après le 4ème rapport du groupe de travail 1 du GIEC1 la concentration atmosphérique des GES (CO2, CH4, NOx et autres) a largement augmenté depuis la période préindustrielle en raison de l’activité humaine [GIE07B]. Pour résumer, le GIEC affirme avec un degré non négligeable de certitude, que « L’essentiel de l’accroissement des températures globalement moyennées depuis le milieu du 20ème siècle résulte très probablement de l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre anthropogènes (liés aux activités humaines) ».

La gestion des ressources pétrolières

L’ASPO (Association for the Study of Peak Oil and gas) estime le pic pétrolier, également connu comme « Peak Oil » (PO) en 2015. D’autre part, selon l’Institut Français du Pétrole (IFP), le pic de production de pétrole sera atteint vers l’année 2028 au plus tard [IFP06]. Ce pic commence entre 2006 et 2028 pour des causes technico-économiques et se poursuit à partir de 2028 pour des raisons géologiques. Après le PO, la capacité de production journalière de pétrole diminuera bien que la demande en consommation ne fera que croître [IEA07]. Ceci entraînera sans aucun doute une augmentation des prix de l’énergie, qui a commencé à se manifester ces dernières années. Les prix de l’énergie, en général, ont augmenté d’une valeur non négligeable depuis 10 ans. Pour l’industrie, le prix des produits pétroliers a plus que doublé entre 1996 et 2006 [INS07]. Cette hausse est conforme à la théorie du PO. En France, il faut distinguer l’énergie importée, dont l’augmentation des prix est directement liée à l’augmentation du prix du pétrole [INS07] de l’électricité, dont le prix n’a que très légèrement augmenté par rapport aux prix de 1996, principalement en raison de l’origine nucléaire de l’électricité produite en France. La Figure 1-2 représente l’évolution des différents types d’énergie entre 1996 et 2006.