24 juillet 2024
Transformer l’industrie agroalimentaire énergivore et dépendante des combustibles fossiles, une usine à la fois.
Les systèmes alimentaires mondiaux représentent plus d’un tiers des émissions mondiales de gaz à effet de serre, et le secteur alimentaire utilise 70 % de l’approvisionnement mondial en eau douce.
Avec des réglementations plus strictes mises en œuvre dans le monde entier, l’accent est mis sur l’optimisation de la gestion des ressources et la réduction des émissions de carbone. En même temps, les consommateurs attendent des entreprises agroalimentaires qu’elles prennent la tête du changement durable.
Pour aider l’industrie à répondre à ces exigences, une nouvelle équipe de spécialistes conseille les producteurs agroalimentaires sur la conception d’usines durables et la manière de mettre en œuvre des solutions d’économie d’énergie et d’eau.
Les clients désirent des usines efficaces et peu émettrices de carbone
« Nous avons besoin que vous créiez une équipe capable de concevoir et de rénover des usines de transformation alimentaire pour les rendre plus durables. »
Lorsque Nicole Uvenbeck a reçu un appel de son responsable en mai dernier, la tâche était simple : Mettre en place une équipe qui pourrait aider les clients à rendre les usines de transformation alimentaire plus économes en énergie et en eau et à limiter le gaspillage. Récemment, Nicole est devenue directrice de la toute nouvelle équipe Factory Sustainable Solutions (FSS).
« Nous pouvons récolter de la chaleur à partir de différentes sources comme les eaux usées ou les flux de sous-produits. »
« Les méthodes de traitement classiques peuvent générer de la chaleur résiduelle, une consommation d'eau excessive et des eaux usées non traitées », explique Nicole. « Nous ne pouvons pas vivre sans les aliments qui sont transformés et emballés dans ces usines, mais nous devons nous attaquer à la consommation d’énergie et d’eau qui confère à ces usines une si grande empreinte environnementale. »
Tout d’abord, Nicole a dû déterminer les acteurs et processus nécessaires pour donner aux clients ce qu’ils voulaient. « Ils nous disaient : ‘Nous voulons savoir ce qu'il faut faire au niveau de l'usine pour réduire autant que possible nos émissions de carbone et avoir une gestion plus efficace de l'eau et de l'énergie’, raconte-t-elle.
L’équipe a élaboré des plans techniques d’usine et d’équipement axés sur trois domaines : l’énergie, l’eau et le nettoyage en place (NEP), où l’intérieur des cuves et de l’équipement de traitement est nettoyé sans être démonté. Ensuite, il était temps de définir un portefeuille de solutions.
Pour un portefeuille intégrant les produits parfaits
Pour choisir les meilleures solutions, ces clients ont dû cartographier les besoins de l’usine et identifier les lacunes. Il a été nécessaire d’examiner les différentes technologies et d’organiser des entretiens pour comprendre les mesures prises auparavant.
« La transition vers l’énergie renouvelable est logique », déclare Nicole. « Pour économiser de l’eau et améliorer le NEP, la surveillance basée sur l’état s’est avérée être la solution idéale, car elle nous permet de nettoyer quand cela est nécessaire au lieu d’effectuer un nettoyage à intervalles réguliers. »
« Pour tirer le meilleur parti d’une pompe à chaleur, vous pouvez la placer à un endroit où elle peut puiser dans d’autres flux de chaleur résiduelle dans l’usine. »
L’équipe a également rencontré des start-ups à différents stades de développement pour trouver de nouvelles solutions qui pourraient redéfinir le développement durable dans les usines. Une technologie en particulier a eu un succès immédiat : la pompe à chaleur.
Récupérer l’énergie avec des pompes à chaleur
Les pompes à chaleur sont adaptées à de nombreux processus différents dans les usines de transformation des aliments grâce à leur capacité à traiter la chaleur résiduelle pour la réutiliser ailleurs dans l’usine. Aujourd’hui, l’une des plus grandes opportunités est de les intégrer dans le secteur de la production d’aliments en poudre.
« Lors de la production de poudres, le séchage est fortement consommateur d'énergie. Avec les pompes à chaleur, nous pouvons récupérer et réutiliser beaucoup de chaleur de production et économiser de l’énergie », déclare Nicole.
Les premiers tests indiquent que la technologie de pompe à chaleur, lorsqu’elle est associée à l’électricité renouvelable, peut jouer un rôle clé dans l’augmentation de l’efficacité énergétique d’une usine. Et il existe de nombreux domaines au potentiel inexploité.
« Nous pouvons récolter de la chaleur à partir de différentes sources », explique Nicole. « Nous pourrions potentiellement récupérer la chaleur des eaux usées ou des flux de sous-produits. »
Augmenter les économies d'énergie en se concentrant sur l'usine
Mais les pompes à chaleur remettent également en question la manière conventionnelle de faire les choses dans certains processus. Par exemple, avec les boissons laitières et végétales comme la boisson à base de soja et d’avoine, le traitement à ultra-haute température (UHT) direct est souvent utilisé à la place du traitement UHT indirect.
« Pendant le processus UHT direct, de la vapeur est produite, ce qui consomme beaucoup d’énergie. En intégrant une pompe à chaleur HighLift dans la ligne de traitement, nous pouvons réduire la quantité d’énergie primaire utilisée en réutilisant la chaleur résiduelle et en la transformant en vapeur », déclare Nicole.
« De nombreuses entreprises veulent réduire leur empreinte, tout en faisant des profits, nous devons donc prouver que nos solutions sont rentables, quelle que soit la source d’énergie. »
Les pompes à chaleur utilisées pour le traitement UHT direct sont très encombrantes, et doivent de préférence être réglées pour fonctionner en continu. Cela va à l’encontre du traitement UHT direct classique, qui dure environ 8 heures, après quoi le processus de nettoyage est initié.
« Pour tirer le meilleur parti de la pompe à chaleur, vous pouvez la placer dans un endroit où elle n’est pas seulement utilisée pour le traitement UHT direct », explique Nicole. « De cette façon, elle peut exploiter d’autres flux de chaleur résiduelle dans l’usine, et vous pouvez faire des économies au niveau de l’usine et plus seulement au niveau d’une seule ligne. »
Créer la ligne recommandée tout en vendant des solutions ponctuelles
Pour déterminer la meilleure utilisation des solutions comme les pompes à chaleur, l’équipe FSS travaille en étroite collaboration avec les différents experts de l’entreprise.
« Nous avons travaillé en étroite collaboration avec nos collègues qui conçoivent des lignes de production de fromages, par exemple, pour déterminer comment créer une ligne recommandée où la pompe à chaleur est intégrée », déclare Nicole.
Mais ils ne peuvent pas attendre que tout soit parfaitement en place, donc l’équipe travaille sur deux pistes : l’une avec les flux d’activité et l’autre sur le marché, où l’enjeu est d’agir maintenant et d’offrir les produits du portefeuille.
« C’est très bien de commencer par définir des lignes recommandées, et de généraliser ensuite le processus au niveau de l’usine », déclare Nicole.
Le succès de certaines solutions dépend de la maturité et de la géographie
L’approche prospective de l’équipe signifie que certaines start-ups avec lesquelles ils travaillent doivent encore faire des essais ou des projets pilotes pour une année supplémentaire.
« Parfois, nous devons attendre, même si le produit est passionnant », explique Nicole. « C’est l’un des points les plus difficiles pour moi, car je veux vraiment que les produits soient mis sur le marché. »
Et les solutions ne sont pas les seules à pouvoir être à la traîne. Certaines régions sont en bonne voie vers une production d’électricité renouvelable, tandis que d’autres subventionnent encore les combustibles fossiles.
« De nombreuses entreprises veulent réduire leur empreinte, tout en faisant des profits, nous devons donc prouver que nos solutions sont rentables, quelle que soit la source d’énergie. » confie Nicole.
« Nous ne pouvons pas vivre sans les aliments qui sont transformés et emballés dans ces usines, mais nous devons nous attaquer à la consommation d’énergie et d’eau qui confère à ces usines une si grande empreinte environnementale. »
Il en va de même pour l’eau, explique Nicole. « Cela dépend beaucoup de l’endroit où se trouve l’eau. Dans certaines régions, elle est bon marché et abondante. Dans d’autres, elle devient de plus en plus rare, et nos solutions suscitent alors plus d’intérêt. »
D’un coup de fil aux plans d’usines en un flux parfait
L’équipe a déjà travaillé avec plus de régions que prévu par Nicole, et les différents clients ont tous des défis différents et uniques.
« Nous avons rencontré un client en Afrique du Sud récemment, et j’ai vu à quel point la pénurie d’eau et les coupures de courant sont un énorme défi », déclare Nicole. « Il n'y a pas d'infrastructure électrique fiable sur laquelle compter, nous avons donc besoin de générateurs de secours pour alimenter les pompes à chaleur, et nous devons être encore plus attentifs à la consommation d'eau. »
En réfléchissant au chemin parcouru depuis l’appel téléphonique par lequel tout a commencé, Nicole est fière, mais seulement un moment avant de déjà penser au prochain projet.
« Tous les projets ont des défis et des opportunités différents, et j’ai hâte de m’en occuper », dit-elle. « Nous ne faisons qu’effleurer le potentiel, mais nous avons l’impression d’exposer le plan d’une industrie de transformation alimentaire plus durable avec chaque nouveau client. »
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