Etude préliminaire de décarbonation de l’industrie céramique par cuisson hydrogène
Acronyme : PréCeraH2
Programme : Projets de Recherche, Développement ou Innovation (RDI)
Mots-clés : Energie
Contexte : L’industrie céramique est un secteur intensif en énergie dont la cuisson, étape du process nécessaire pour conférer aux pièces leurs propriétés spécifiques, est réalisée dans des fours utilisant principalement du gaz naturel. Les travaux antérieurs de la SFC, via le programme DecarboCer, ont démontré que la conversion énergétique de l’industrie céramique vers d’autres modes de cuisson électrique bas carbone peut être envisagée. En s’appuyant sur ces travaux, la SFC souhaite poursuivre son développement de connaissances et de compétences sur les sujets de travaux de Recherche et Développement Industriel axé sur la décarbonation de l’industrie céramique, en engageant un nouveau projet visant à développer des solutions sur des process innovants de cuisson hydrogène à haute température. Afin d’initier ces travaux, la SFC souhaite engager le pré-projet PréCeraH2, s’appuyant sur une étude technique et documentaire et une étude de modélisations pour aboutir à l’élaboration du programme CeraH2.
Description : La SFC souhaite engager un nouveau projet de Recherche, Développement et Innovation afin d’explorer des nouvelles solutions sur des process innovants de cuisson hydrogène des céramiques à haute température (≥ 1000 °C). La réalisation de ce nouveau projet visera à consolider et à compléter les connaissances et compétences de la SFC afin de proposer différentes solutions de transition énergétique aux industriels du domaine des céramiques en fonction de leurs spécificités normatives et de leur process de fabrication. Ces solutions permettront un déploiement sur tous les secteurs céramiques dites traditionnelles en France : le secteur des Carreaux céramiques, le secteur des appareils Sanitaires, le secteur des Arts de la table, secteur manufacturier principalement composé de PME, avec une ouverture vers d’autres industries grandes consommatrices d’énergie (acier, aluminium, ciment, verre) et renforcera le positionnement de la SFC auprès des entreprises industrielles et des Centres de Recherche. Afin d’initier ces travaux, la SFC souhaite engager un pré-projet PréCeraH2 sur ce sujet, qui visera à acquérir des connaissances et compétences sur le process de cuisson à l’hydrogène afin de pouvoir évaluer les technologies et solutions au niveau du laboratoire. Un état de l’art sera réalisé sur les différentes solutions visant à réduire l’empreinte carbone des étapes de traitement thermique développées par les secteurs d’activité intensifs en énergie, avec un focus sur les travaux portant sur les modes de cuisson à l’hydrogène. Une identification des potentiels fournisseurs des pièces et équipements pour la réalisation de dispositifs de traitement thermique sera menée. Différents calculs numériques, simulations thermo-mécano-fluidiques et designs numériques par CAO seront réalisés sur les solutions liées aux fours à l’hydrogène. Les verrous potentiels techniques et des pistes de solutions pour le déploiement de la cuisson à hydrogène dans le secteur des céramiques seront identifiés, que ce soit pour la mise en fonctionnement d’un four de laboratoire pouvant atteindre les températures de cuisson des céramiques, ou pour garantir la conservation des performances techniques et esthétiques des produits céramiques finaux. A l’issue des travaux de PréCeraH2, les informations recueillies et les modélisations contribueront à la définition d’un programme technique budgétisé visant à la réalisation de l’étude en laboratoire des possibilités de réalisation d’une conversion énergétique de l’industrie céramique vers des modes de cuisson utilisant l’hydrogène comme combustible. Les livrables du Programme global seront définis à partir des verrous identifiés. Les caractéristiques techniques pour la réalisation du four fonctionnant à l’hydrogène seront recherchées, et les gammes d’essais seront définies pour les tests sur les produits finis après cuisson H2 pour garantir la conservation de la qualité des céramiques à l’usage.
Objectifs et résultats attendus : Le pré-projet visera à identifier les verrous potentiels techniques et des pistes de solutions pour le déploiement de la cuisson à hydrogène dans le secteur des céramiques, à déterminer les paramètres de fonctionnement optimaux du four de laboratoire pilote et des contraintes thermiques en fonctionnement par des simulations thermo-mécano-fluidiques, à modéliser l’équipement dans l’optique de leur réalisation et à rechercher les caractéristiques techniques pour la réalisation de l’installation. Ces résultats permettront de d’élaborer un programme technique de R&D détaillé et chiffré, avec définition des pistes à explorer pour un programme d’étude de laboratoire et pour un programme d’essais sur produits finis, afin d’évaluer la possibilité de réaliser la conversion énergétique de l’industrie céramique vers ce mode de cuisson. Enfin, ce rapport proposera une première analyse de comparaison de pertinence entre la cuisson par combustion d'hydrogène ou par électrification directe, en rapport aux travaux précédemment menés par la SFC.
Bénéficiaire : SOCIETE FRANCAISE CERAMIQUE
Localisation : Essonne, Île-de-France, FRANCE
Début : 01/10/2024 — Durée : 13 mois
Budget total : 105418.28 € — Aide ADEME : 50000 €
Statut : Clos