Environ 70 pour cent de l’énergie produite s’échappent directement dans l’atmosphère sous forme de chaleur. La plus difficile à valoriser est la chaleur tiède, inférieure à 100°C, car sa récupération n’est généralement pas rentable. La société suédoise ZIGRID affirme avoir trouvé une solution, et sans aucune turbine : un gaz qui se dilate et se contracte en rythme et qui, au bout du compte, fait tourner un générateur. Découvrez comment cela fonctionne et où cette technologie doit aller, puis vérifiez ce qu’il vous reste de ce casse-tête énergétique.
L’Europe veut atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. La direction semble claire : moins de combustibles fossiles, plus de soleil et de vent. La production de charbon ne cesse de reculer, tandis que l’énergie solaire et éolienne occupe une place de plus en plus importante dans le mix énergétique.
Il y a pourtant un problème dont on parle moins que des panneaux et des éoliennes. Environ 70 % de l’énergie produite sont gaspillés sous forme de chaleur qui part tout simplement dans l’atmosphère. Ce n’est pas une perte abstraite : elle pèse sur l’empreinte carbone et sur les coûts des industries énergivores, et elle réchauffe au passage l’environnement.
Les sites industriels peuvent récupérer la chaleur résiduelle, mais cela n’a pas toujours un sens économique. Lorsque la chaleur est de faible qualité, c’est-à-dire inférieure à 100°C, ces solutions ne sont généralement pas rentables.
Le résultat ? L’énergie déjà produite se perd sans servir à rien.
La société suédoise ZIGRID s’est attaquée à ce problème. Le projet s’appelle ZiGrid Technology, et son titre anglais traduit bien l’ambition : Shifting Waste Heat from Problem to Power, c’est-à-dire à peu près : faire passer la chaleur résiduelle de la catégorie du problème à celle de l’électricité.
D’où vient ce sujet ? Lars Birging, coordinateur du projet, l’explique par l’expérience de l’équipe : « L’un de nos fondateurs avait une connaissance approfondie du problème de la chaleur résiduelle provenant des industries manufacturières ». Des recherches plus poussées et des visites dans d’autres secteurs ont montré que la chaleur résiduelle est un problème sérieux, pas une curiosité d’une seule branche.
Le principe peut se raconter sans formules. La technologie prend de la chaleur résiduelle à 50–80°C et s’en sert pour chauffer et dilater un gaz. Le matériau se dilate et se rétracte de façon cyclique, un peu comme des poumons qui ne cessent d’inspirer et d’expirer.
« La force de ce mouvement cyclique est exploitée par un système hydraulique qui actionne un générateur pour produire de l’électricité », explique Birging.
Le plus intéressant, c’est ce que ce système ne comporte pas. « Ce qui rend cette technologie unique, c’est qu’elle n’utilise pas de turbines », souligne le coordinateur. Selon ses concepteurs, c’est pourquoi l’appareil garde un meilleur rendement à basse température et fonctionne dès 50°C.
Voici les chiffres de cette histoire :
Le projet a bénéficié du soutien du Conseil européen de l’innovation (EIC). L’objectif : préparer la technologie à son arrivée sur le marché ; l’entreprise a aussi analysé où la vendre. Le coût total du projet s’élève à 4 147 365 euros, dont 2 499 999 euros de contribution de l’UE. Les travaux ont duré du 1er mars 2024 au 31 août 2026.
« L’idée était de passer des tests réalisés sur les sites des clients à l’optimisation et à l’assurance qualité de notre produit », déclare Birging. Pour cela, une équipe technique s’est attaquée aux problèmes de mise à l’échelle.
Des configurations de tailles différentes ont été testées dans l’industrie sidérurgique. Les résultats ont été comparés à ceux des producteurs d’hydrogène ainsi que des industries du papier et de la pâte à papier.
Tout n’a pas été simple. « Sur l’un de nos sites pilotes, nous avons dû faire face à des températures plus difficiles que prévu, mais cela a contribué à notre développement », reconnaît Birging. L’équipe a repéré les points clés à améliorer et en a tiré un plan de travail technique aligné sur le plan d’affaires.
Où cette technologie peut-elle servir le plus ? L’équipe désigne les centres de données, qui produisent de grandes quantités de chaleur. « Ils correspondent parfaitement à notre solution et sont devenus notre segment le plus stratégique », affirme Birging. Pour l’entreprise, c’est le segment stratégique numéro un.
Les prochaines étapes sont la certification, l’augmentation des capacités de production et la conclusion d’accords avec des clients, parmi lesquels des producteurs d’hydrogène et des centres de données. L’ensemble doit soutenir les objectifs énergétiques et climatiques de l’UE.
Cette histoire montre que la transition énergétique ne se résume pas aux parcs éoliens et aux toits couverts de panneaux. Tout aussi importante : que faire de l’énergie déjà produite qui s’échappe en ce moment même ? Pour les étudiants en énergétique, en mécanique ou en ingénierie de l’environnement, c’est un bon exemple de la façon dont une physique simple, un gaz qui se dilate et se contracte, peut devenir un produit doté d’un plan d’affaires, d’essais dans une aciérie et d’une liste de clients. Et côté informatique, une curiosité : la chaleur de la salle des serveurs, aujourd’hui un tracas, est pour cette entreprise une matière première.
Dans le projet ZiGrid Technology, la société suédoise ZIGRID développe un système qui transforme la chaleur résiduelle de 50–80°C en électricité, sans turbines, grâce à un gaz qui se dilate et se contracte de façon cyclique et à un système hydraulique. La technologie a été testée dans l’industrie sidérurgique, et l’entreprise vise désormais la certification, une production accrue et des clients tels que les centres de données ou les producteurs d’hydrogène.
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