Réutilisation de l'eau et de l'énergie : des déchets aux ressources

Réutilisation de l'eau et de l'énergie : des déchets aux ressources

Francesco Suman explique comment Alufluor a trouvé de nouveaux moyens de récupérer les ressources en s'associant à un projet financé par l'UE.

Au cours des dernières années, les industries et les universitaires de l'UE ont de plus en plus collaboré pour développer des produits respectueux de l'environnement et rentables. La recherche s'oriente de plus en plus vers la conversion des déchets industriels en ressources économiquement intéressantes, notamment en ce qui concerne les matières premières et les sous-produits des industries fonctionnant à haute température, comme les produits chimiques.

Un exemple intéressant de cette approche est fourni par Alufluor, une entreprise chimique basée à Helsingborg, en Suède. Alufluor produit du fluorure d'aluminium, un ingrédient essentiel dans le processus de fusion de l'aluminium. L'entreprise est assez bien connue dans l'industrie pour sa production de composés, notamment en raison de son taux de pureté de 97,5 %.

Le processus de production génère beaucoup d'eaux usées, de gaz et de composés chimiques qui doivent être traités ou éliminés. Par exemple, le séchage génère des vapeurs chaudes contenant des matières résiduelles. Bien que ces gaz soient filtrés et épurés avant de s'écouler dans la cheminée, certains déchets parviennent encore à s'échapper.

En outre, le processus nécessite de l'eau chaude pour nettoyer les réacteurs, laver les centrifugeuses et minimiser toute perte de fluorures dans le processus. La consommation d'énergie est un autre point critique : l'ensemble du processus industriel nécessite une bonne quantité d'énergie, principalement pour le séchage du fluorure d'aluminium et le chauffage de l'eau.

Alufluor recycle déjà une partie de sa chaleur, mais la demande reste élevée. En conséquence, l'entreprise s'appuie sur un générateur de vapeur alimenté au biogaz, qui représente l'un de ses coûts énergétiques les plus élevés. C'est pourquoi elle a été l'une des 19 entreprises à participer au projet iWAYS , une initiative de recherche financée par la Commission européenne.

Dans le cadre d'iWAYS, des universités et des entreprises collaborent pour mettre au point des techniques de réduction des émissions et de recyclage des matériaux, de la chaleur et de l'eau. Certaines de ces technologies permettront à Alufluor d'économiser et de réutiliser environ un tiers de l'eau qu'elle produit habituellement comme déchet et de réduire d'un cinquième sa consommation de biogaz.

"iWAYS nous permet non seulement d'être plus efficaces et de réduire nos coûts de production, mais aussi de renforcer notre image de marque en matière de développement durable", explique Dan Turesson, ingénieur mécanicien et directeur technique d'Alufluor.

Économies d'énergie et réduction des émissions

L'économiseur à condensation par caloduc (HPCE) est la technologie de base développée par les scientifiques d'iWAYS : il permet de récupérer la chaleur, l'eau et les matériaux. En outre, il est suffisamment flexible pour s'adapter à différents contextes industriels.

Le concept a été développé par le professeur Hussam Jouhara de l'université Brunel de Londres. L'université de Modène et de Reggio Emilia a travaillé sur la modélisation, et EconoTherm, une entreprise britannique, a fabriqué le système proprement dit.

Alufluor est sur le point d'installer un système iWAYS HPCE à plusieurs sections, espérant ainsi augmenter la récupération d'énergie et réduire les émissions de la cheminée. "L'énergie de condensation est beaucoup plus élevée que celle que l'on obtient avec des échangeurs de chaleur sensible ordinaires", explique M. Turesson.

"Les économies d'énergie pourraient doubler en utilisant les composants iWAYS. Par conséquent, nous prévoyons de réduire au minimum les besoins en vapeur utilisés pour chauffer l'eau de lavage. Bien sûr, les générateurs de vapeur resteront des solutions de secours, mais nous pouvons réduire la consommation de biogaz de 20 % grâce à ces innovations."

La réduction des émissions sera obtenue en brûlant moins de combustible et en envoyant des gaz plus propres dans les cheminées. En effet, la condensation absorbe une grande partie des particules de fluorure, agissant comme un épurateur. Alors que certains composants HPCE sont en cours de fabrication, Alufluor expérimente déjà un autre élément essentiel du projet iWAYS : le système d'économie d'eau.

Un modèle économique basé sur la réutilisation de l'eau

Les systèmes d'épuration actuels, qui filtrent les gaz d'échappement, utilisent 8 m3/heure d'eau potable pour éliminer les fluorures et autres particules. Dans le cas d'Alufluor, cette eau fluorée subit un autre processus avant d'être rejetée dans les égouts.

Ce n'est pas seulement pour des raisons environnementales, mais aussi pour créer un produit qui sera vendu plus tard. Une partie de notre durabilité vient aussi du fait que nous n'avons pas de déchets solides, ce qui est normalement le cas de tous nos concurrents", explique M. Turesson.

De la chaux, riche en calcium, est ajoutée aux eaux usées où flottent encore des fluorures. Le calcium réagit avec les fluorures et forme du fluorure de calcium, qui est ensuite vendu à l'industrie du ciment. Une fois de plus, l'approche circulaire profite à la fois à l'environnement et aux entreprises. Le reste de l'eau est ensuite purifié et rejeté dans la mer, à proximité de l'usine d'Alufluor.

Le fluorure de calcium est collant et il y a toujours un petit excès de calcium dans l'eau - même l'eau du robinet en contient de petites quantités. L'eau doit donc être purifiée avant d'être réutilisée dans les épurateurs. Sinon, les fluorures se lieraient au calcium, générant des particules floconneuses qui entraveraient le fonctionnement de l'appareil.

Dans le cadre de son partenariat avec iWAYS, Alufluor est en train d'installer un système intégré de traitement de l'eau, permettant à l'eau purifiée d'entrer dans les laveurs. Il est prévu d'installer deux filtres à sable et deux filtres ioniques, ou adoucisseurs, qui éliminent le calcium de l'eau en y ajoutant du chlorure de sodium. L'eau sera ensuite envoyée dans un réservoir et réutilisée pour les épurateurs.

Alufluor espère ainsi économiser environ 60 000 m3/an d'eau potable. SINAM, une autre entreprise italienne qui participe à l'initiative iWAYS, produit à la fois des filtres à sable et des filtres ioniques. Elle a déjà mené un petit projet pilote avec ces derniers pendant plus d'un mois sans aucun problème.

"Nous avons encore beaucoup d'eau provenant de la première réaction avec les deux matières premières, mais nous ne pouvons pas en faire grand-chose pour l'instant", explique M. Turesson. "Néanmoins, économiser et réutiliser l'eau pour les épurateurs pourrait être un premier pas : l'utilisation de la technique iWAYS pourrait permettre d'économiser encore plus d'eau tout au long du processus. Nous prévoyons d'apporter de nombreux changements à la façon dont nous gérons l'eau de lavage et à la quantité d'énergie que nous utilisons à cette fin."

Ce que les scientifiques d'iWAYS ont fait pour Alufluor, ils l'ont également fait pour les entreprises de céramique et de tubes d'acier, toutes des industries qui consomment des combustibles et émettent des gaz d'échappement et des eaux usées - certaines plus que d'autres. Par conséquent, grâce à ces collaborations, les entreprises européennes peuvent rester durables à long terme sans sacrifier la croissance économique.