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- Rédigé par : Acsio Conseil
Face aux défis climatiques et à la pression grandissante par la réglementation, pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, l’industrie doit impérativement se tourner vers des solutions d’énergies renouvelables. L’intégration des énergies renouvelables dans les sites industriels offre de nombreux avantages : réduction de l’empreinte carbone, amélioration de la compétitivité grâce à une meilleure efficacité énergétique. Mais quelles méthoodes privilégier, comment évaluer la rentabilité de ces projets et, surtout, par où commencer ?
Cet article propose un panorama complet des solutions énergies renouvelables dans le secteur industriel. Vous y trouverez les chiffres clés de l’énergie en France et dans l’industrie, un point détaillé sur chaque famille d’énergies renouvelables et une présentation des dispositifs de financement possibles.
Les énergies renouvelables et leur importance pour l’industrie
Qu’est-ce qu’une énergie renouvelable ?
Une énergie renouvelable est une source d’énergie naturellement inépuisable à l’échelle humaine : soleil, vent, chaleur de la Terre, cycle de l’eau et matières organiques. Contrairement aux énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon), elles se régénèrent plus vite qu’elles ne sont consommées. Elles sont essentielles pour la transition vers un monde moins émetteur de GES et plus respectueux de l’environnement.
Chiffres clés de l’énergie renouvelables en France
Selon le document Chiffres clés des énergies renouvelables, Édition 2024 (Ministère de la Transition Écologique), la part des énergies renouvelables dans la consommation finale brute d’énergie en France avoisine aujourd’hui les 19,3 %, contre un objectif national de 33 % d’ici 2030. Cette progression reflète la volonté du pays d’accélérer la transition énergétique durable et de réduire sa dépendance aux ressources fossiles.
- Énergie éolienne : en 2022, l’éolien couvrait environ 8 % de la production d’électricité en France.
- Énergie solaire (photovoltaïque) : elle fournissait environ 4 % de la production d’électricité nationale.
- Biomasse : elle représente près de 7 % de la consommation finale d’énergie, notamment pour le chauffage.
Dans ce contexte, le secteur industriel, qui consomme environ 20 % de l’énergie totale en France (SDES), a un rôle majeur à jouer pour atteindre les objectifs de réduction empreinte carbone.
La place des énergies renouvelables et du mix énergétique dans l’industrie
Si les énergies renouvelables gagnent du terrain dans le résidentiel et le tertiaire, l’industrie reste un gisement considérable pour leur déploiement. De nombreuses solutions adaptées aux sites industriels existent déjà : panneaux photovoltaïques intégrés, turbines éoliennes à haut rendement, biogaz industriel, récupération de chaleur fatale ou encore géothermie pour l’industrie.
Aujourd’hui, la compétitivité de ces solutions progresse rapidement grâce à :
- Des innovations technologiques (par exemple, la digitalisation énergétique et les systèmes de gestion d’énergie renouvelable).
- La multiplication des partenariats entre industriels, pouvoirs publics et laboratoires de recherche.
- Des dispositifs de soutien financier et réglementaire pour favoriser l’intégration énergétique industrielle efficace.
Le mix énergétique désigne la répartition des différentes sources d’énergie (fossiles, nucléaires, renouvelables) dans la consommation ou la production d’un pays.
Pour les industriels, cette transition énergétique durable industrielle implique :
- L’autoconsommation industrielle : produire localement une partie de l’énergie nécessaire à ses processus (ex. : panneaux solaires, éoliennes sur site, etc.).
- L’amélioration de l’efficacité énergétique industrielle : par la récupération de chaleur fatale, le contrôle des pertes et l’optimisation des installations.
- L’exploration de nouvelles voies de stockage d’énergie renouvelable (batteries, hydrogène et stockage, volants d’inertie, etc.).
- La mise en place de réseaux de chaleur intelligents (smart grids) pour gérer de manière optimale la demande et la production d’énergie.
Ces points clés contribuent directement à la réduction de l’empreinte carbone de l’entreprise et renforcent sa compétitivité sur le marché national et international.
Les 5 grandes familles d’énergies renouvelables et leur application à l’industrie
L’énergie éolienne (terrestre et en mer)
L’énergie éolienne repose sur l’exploitation de la force du vent pour produire de l’électricité. Des turbines éoliennes haute performance (sur terre ou en mer) transforment l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique, puis en électricité via un générateur.
- Éolien terrestre : installations sur des terrains adaptés au vent.
- Éolien offshore : parcs éoliens implantés en mer, où le vent est souvent plus fort et plus constant.
- Avantages :
- Faible émission de CO₂.
- Technologie mature et compétitive.
- Possibilité d’exploitation de zones à fort potentiel (côtes, hauts plateaux).
- Inconvénients :
- Intermittence de la ressource (varie selon la vitesse du vent).
- Contrainte d’installation sur de grandes surfaces au sol ou en mer.
- Acceptabilité parfois difficile (paysage, bruit, etc.).
Pour l’industrie, l’énergie éolienne industrielle peut se décliner sous la forme de parcs éoliens dédiés à l’alimentation d’un site. On parle d’autoconsommation industrielle lorsque l’énergie produite est directement injectée dans les process du site. Certains industriels signent des contrats d’approvisionnement (PPA – Power Purchase Agreement) avec des exploitants d’éoliennes, garantissant un prix stable sur le long terme. Les turbines éoliennes à haut rendement s’adaptent aux contraintes industrielles et peuvent être combinées à d’autres sources pour pallier l’intermittence.
L’énergie solaire (photovoltaïque, thermique et thermodynamique)
L’énergie éolienne repose sur l’exploitation de la force du vent pour produire de l’électricité. Des turbines éoliennes haute performance (sur terre ou en mer) transforment l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique, puis en électricité via un générateur.
- Éolien terrestre : installations sur des terrains adaptés au vent.
- Éolien offshore : parcs éoliens implantés en mer, où le vent est souvent plus fort et plus constant.
- Avantages :
- Faible émission de CO₂.
- Technologie mature et compétitive.
- Possibilité d’exploitation de zones à fort potentiel (côtes, hauts plateaux).
- Inconvénients :
- Intermittence de la ressource (varie selon la vitesse du vent).
- Contrainte d’installation sur de grandes surfaces au sol ou en mer.
- Acceptabilité parfois difficile (paysage, bruit, etc.).
Pour l’industrie, l’énergie éolienne industrielle peut se décliner sous la forme de parcs éoliens dédiés à l’alimentation d’un site. On parle d’autoconsommation industrielle lorsque l’énergie produite est directement injectée dans les process du site. Certains industriels signent des contrats d’approvisionnement (PPA – Power Purchase Agreement) avec des exploitants d’éoliennes, garantissant un prix stable sur le long terme. Les turbines éoliennes à haut rendement s’adaptent aux contraintes industrielles et peuvent être combinées à d’autres sources pour pallier l’intermittence.
La biomasse
La biomasse regroupe l’ensemble des matières organiques pouvant être utilisées pour produire de la chaleur, de l’électricité ou des biocarburants. Elle inclut le bois-énergie, les résidus agricoles (pailles, cultures énergétiques) ou les déchets verts (alimentaires, effluents d’élevage, etc.).
- Combustion directe du bois (chaudières, cogénération).
- Méthanisation : production de biogaz industriel à partir de déchets organiques.
- Pyrolyse/gazéification : transformation thermique de la biomasse en gaz de synthèse (syngaz).
- Avantages :
- Grande disponibilité des ressources en France (forêts, agriculture, déchets).
- Réduction des émissions de carbone si la biomasse est gérée de manière durable.
- Valorisation de déchets organiques et réduction des coûts de traitement.
- Inconvénients :
- Nécessité d’une logistique adaptée pour l’approvisionnement et le stockage.
- Emissions de particules et de CO₂ lors de la combustion si la filière n’est pas bien maîtrisée.
- Variabilité de la qualité de la ressource.
La biomasse valorisée s’intègre particulièrement bien dans l’industrie via :
- La cogénération : production simultanée d’électricité et de chaleur à partir de biomasse.
- La production de biogaz industriel par méthanisation de déchets organiques (agroalimentaire, papeterie, etc.).
- Les groupes électrogènes biodiesel pouvant fonctionner avec des huiles recyclées ou des biocarburants.
Ces solutions permettent de réduire la dépendance aux énergies fossiles et d’optimiser la valorisation énergie résiduelle issue des process industriels.
L’énergie hydraulique
L’énergie hydraulique exploite la force de l’eau (chutes, cours d’eau, barrages) pour faire tourner une turbine couplée à un alternateur, qui produit de l’électricité. En France, l’hydraulique est la première source d’énergie renouvelable pour la production électrique, couvrant autour de 12 % à 13 % de l’électricité totale.
- Avantages :
- Rendement élevé et régularité de la production lorsque l’hydrologie est favorable.
- Possibilité de stockage d’énergie renouvelable via les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP).
- Technologie éprouvée et maîtrisée.
- Inconvénients :
- Forte dépendance aux conditions hydrologiques (sécheresses, étiages).
- Impact sur les écosystèmes aquatiques et les paysages.
- Nécessité d’infrastructures lourdes (barrages, canaux).
Pour le secteur industriel, l’hydraulique peut être exploité de deux manières :
- Micro-hydraulique : petites centrales sur des sites disposant de chutes d’eau ou de canaux.
- Achat d’électricité verte : contractualisation avec des fournisseurs hydroélectriques pour alimenter le site.
Ce procédé reste moins flexible que le solaire ou l’éolien en termes de déploiement direct sur site, sauf pour les industries situées à proximité d’un fort potentiel hydraulique.
La géothermie
La géothermie pour l’industrie exploite la chaleur du sous-sol pour produire de l’énergie thermique (et parfois de l’électricité dans le cas de haute énergie). Il existe plusieurs formes de géothermie :
- Très basse énergie (pompes à chaleur géothermiques).
- Basse et moyenne énergie : forage jusqu’à quelques milliers de mètres pour chauffer de l’eau et la distribuer à des réseaux.
- Haute énergie : vapeur à haute température pour la production d’électricité ou de la chaleur.
- Avantages :
- Source de chaleur stable et continue, indépendante des conditions climatiques.
- Coûts d’exploitation faibles à long terme.
- Émissions de carbone très limitées.
- Inconvénients :
- Investissement initial élevé (forage, études géologiques).
- Risques sismiques potentiels (dans certaines configurations de forage profond).
- Nécessité d’une ressource géothermique adaptée (carte géologique à étudier).
Pour l’industrie, la géothermie présente un intérêt majeur, notamment pour :
- Les sites nécessitant de la chaleur à température moyenne ou élevée (process de séchage, chauffage de liquides, etc.).
- La possibilité de coupler la géothermie à la récupération de chaleur fatale.
- L’alimentation de réseaux intelligents pour desservir plusieurs entreprises situées sur une même plateforme.
Financer l’intégration des énergies renouvelables dans l’industrie
La mise en place de solutions énergies renouvelables industrie représente souvent un investissement important. Toutefois, plusieurs dispositifs existent pour soutenir les entreprises industrielles dans leur démarche de transition énergétique durable industrielle :
- Aides publiques nationales
- L’ADEME soutient financièrement certains projets d’innovation en efficacité énergétique et de solutions.
- Le Fonds Chaleur subventionne des installations de production de chaleur renouvelable (biomasse, géothermie, solaire thermique, etc.).
- Les dispositifs plus ponctuels comme DECAB IND 25
- Dispositifs européens
- Subventions pour la digitalisation énergétique, l’hydrogène et stockage ou la mise en place de technologies de stockage d’énergie.
- Projets collaboratifs visant à développer des partenariats public-privé énergie renouvelable.
- Mécanismes de soutien à la production d’électricité renouvelable
- Sécurisation du revenu pour l’électricité produite par des centrales vertes (éolien, solaire, biomasse).
- Financements privés et tiers-investissement
- Des sociétés d’investissement ou des banques spécialisées prennent en charge une partie du financement en échange d’un partage de l’énergie produite par exemple.
- Les partenariats avec d’autres industriels ou fournisseurs d’énergie peuvent réduire la charge financière.
En outre, la rentabilité de ces projets est de plus en plus compétitive grâce à la hausse des prix de l’énergie fossile et aux économies d’échelle réalisées sur le matériel renouvelable. Ainsi, l’intégration des énergies renouvelables permet de dégager un retour sur investissement parfois inférieur à dix ans, selon la taille et la nature du projet.
Répondre aux questions sur les énergies renouvelables pour l’industrie
Quels sont les coûts et les retours sur investissements liés à l’intégration d’énergies renouvelables ?
Les coûts varient en fonction :
- De la taille et de la complexité du projet.
- Du type de technologies choisies (photovoltaïque, éolien, biomasse, etc.).
- De la localisation et des études préalables nécessaires.
En moyenne, un projet de solaire photovoltaïque pour un site industriel peut avoir un retour sur investissement entre 5 et 12 ans, selon l’ensoleillement, les aides et le coût de l’électricité. Pour l’éolien, la fourchette est plutôt de 7 à 15 ans. Les projets de géothermie pour l’industrie peuvent nécessiter un investissement initial plus important, mais offrent un coût d’exploitation très faible à long terme. Les projets de biogaz industriel (méthanisation) peuvent avoir une rentabilité intéressante si l’approvisionnement en matières premières est assuré à un coût stable.
Quelles sont les réglementations à respecter pour l’utilisation des énergies renouvelables dans l’industrie ?
Les cadres législatifs et réglementaires varient selon le type d’énergie renouvelable :
- Photovoltaïque ou éolien : permis de construire, autorisation environnementale, raccordement au réseau.
- Biomasse : respect des normes de combustion et de traitement des déchets, autorisations sanitaires pour la méthanisation.
- Hydraulique : concession ou autorisation pour l’usage de l’eau, respect des débits réservés.
- Géothermie : autorisations de forage, étude d’impact sismique dans certains cas.
Les normes de sécurité industrielle et d’environnement (ICPE – Installations Classées pour la Protection de l’Environnement) peuvent également s’appliquer. Il est crucial de se renseigner auprès des services de l’État, des DREAL (Directions Régionales de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement) et du ministère concerné. Les appels à projets ou dispositifs de soutien imposent aussi certaines obligations (ex. : performance énergétique, traçabilité, etc.).
Comment mesurer l’impact des énergies renouvelables sur la performance de l’entreprise ?
La performance d’un projet de solutions énergies renouvelables industrie se mesure sur plusieurs indicateurs :
- Taux d’autoconsommation : part de l’énergie produite consommée sur place.
- Économies financières : réduction de la facture énergétique, stabilité des coûts sur le long terme.
- Réduction de l’empreinte carbone : comparaison des émissions avant et après le projet (facteur d’émission de CO₂ évitée).
- Disponibilité et fiabilité de la source d’énergie : taux de panne, intermittence, résilience face aux aléas.
- Effets indirects : amélioration de l’image de marque, attraction de nouveaux partenaires, innovation en efficacité énergétique.
La mise en place de systèmes de gestion d’énergie renouvelable et d’outils de suivi (monitoring) permet de digitaliser la consommation et la production, et d’ajuster les stratégies de démarche de réduction des GES en temps réel.
Les énergies renouvelables dans le secteur industriels, des solutions multiples
La transition énergétique durable n’est plus une option pour l’industrie, mais un véritable impératif stratégique et économique. Les responsables de sites industriels disposent aujourd’hui d’un large éventail de solutions bas-carbone.
Les défis demeurent, notamment sur les questions d’intermittence, de coût initial et d’acceptabilité, mais les dispositifs de soutien public offrent de nouvelles opportunités de financement. Mesurer l’impact et la performance de ces projets est indispensable : cela permet d’optimiser les installations, de justifier les investissements et de valoriser l’image de l’entreprise.
En combinant innovation, digitalisation et technologies, l’industrie peut évoluer vers une transition énergétique durable. Les retombées positives sur la compétitivité, l’image de marque et la réduction empreinte carbone industrielle en font une voie prometteuse pour l’avenir.
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