Décarboner l'industrie

L’industrie est le lieu de la transformation de la matière, un processus qui la rend particulièrement énergivore. Elle représente environ 20 % de la consommation nationale d’énergie, dont 80 % sous forme de chaleur. Agir sur ce maillon essentiel de notre économie est donc une priorité pour réussir la transition écologique. La clé ne réside pas seulement dans la diversification des sources d’énergie, mais avant tout dans une rationalisation drastique de leur usage. Cet impératif oblige à repenser les procédés pour les rendre moins gourmands en énergie, à allonger la durée de vie des produits et à développer des technologies pour récupérer et stocker la “chaleur fatale” aujourd’hui perdue. Au regard de cette réalité, Nantes Université développe des solutions concrètes, des matériaux de nouvelle génération aux systèmes énergétiques du futur.

Nos solutions de recherche

Ce qui caractérise Nantes Université, c’est sa capacité à mobiliser un large spectre de compétences pour appréhender la décarbonation de l’industrie dans toutes ses dimensions. En faisant dialoguer des disciplines allant de la thermique des procédés au génie civil en passant par la science des matériaux, l’université décloisonne les approches. Cette force de frappe interdisciplinaire permet de construire des réponses concrètes, qui vont de l’optimisation du cycle de vie des produits à la conception de systèmes énergétiques innovants :

• Stocker les “chaleurs fatales” pour sortir du gaspillage : l’un des grands enjeux industriels est de récupérer la chaleur à haute température (jusqu’à 900°C) issue des procédés de fabrication, aujourd’hui perdue. Au sein de la plateforme MAPE, nos chercheurs et nos chercheuses développent et testent des systèmes de stockage thermique capables de conserver cette énergie pour la réutiliser plus tard. L’objectif est de concevoir des modules technologiques faciles à intégrer dans les chaînes de production existantes, offrant ainsi des dispositifs opérationnels pour réduire à la fois la consommation d’énergie et les émissions de CO2.
• Agir sur le cycle de vie, de l’éco-conception au recyclage : la décarbonation passe aussi par une action sur la matière elle-même. Au sein du Laboratoire Génie Civil et Mécanique (GeM) notamment, les équipes travaillent à la fois sur l’amélioration des procédés et sur la durabilité des produits. Des recherches sont par exemple menées pour optimiser les plateformes en béton d’éoliennes flottantes, comme celle installée au large du Croisic, afin de réduire la quantité de matière utilisée et d’allonger leur durée de vie en mer. Une autre approche consiste à anticiper la fin de vie des produits, comme en témoignent les travaux sur le recyclage des lignes d’ancrage en nylon des mêmes éoliennes, pour leur donner une seconde vie.
• Fédérer les expertises pour une approche transversale : la complexité du défi industriel exige de décloisonner les disciplines. Des structures comme le Pôle Universitaire d’Innovation de Nantes Université (PUI) ou l’I-Site NExT permettent de réunir autour de la table des chercheurs de différents laboratoires (thermique, matériaux, génie civil…) et des professionnels de l’innovation. Cette dynamique transversale, qui va jusqu’à intégrer les sciences humaines et sociales, permet de faire émerger des projets collaboratifs et de construire des réponses plus complètes et mieux adaptées aux besoins du terrain.

Quelles perspectives pour mieux agir ?

Un paradoxe majeur traverse la décarbonation de l’industrie. Comment concilier l’urgence de l’action climatique avec le rythme propre à la recherche et à l’innovation ? Les avancées ne viendront pas d’une révolution soudaine ou d’un “grand saut technologique”, mais d’une succession d’améliorations rigoureuses et continues.

Le contexte actuel, marqué par la hausse du coût de l’énergie, change cependant la donne. Il crée un alignement d’intérêts inédit, incitant fortement les industriels à soutenir une recherche qu’ils jugeaient moins prioritaire auparavant. Cette dynamique nourrit également l’engagement de la communauté scientifique, où de nombreux chercheurs et chercheuses voient l’opportunité de mettre leurs travaux au service d’une transformation sociétale majeure, certains allant jusqu’à réorienter leurs thématiques de recherche par conviction.

« L’enjeu est de savoir comment passer de la phase de recherche, où l’on maîtrise les problèmes de stockage-déstockage, à la création de modules qui puissent être implantés dans les entreprises de façon assez simple, sans avoir à révolutionner toute la production. »

Vincent Sobotka, Enseignant-chercheur au laboratoire de thermique et énergie de Nantes (LTeN), Polytech Nantes

« Parfois on s’interroge sur l’impact des éoliennes en mer. Je pense que la science est là pour établir des faits et informer le public, parce qu’il ne suffit pas de dire que “ce n’est pas beau”.

Si on peut démontrer que l’impact sur l’environnement marin est très faible, c’est important pour l’acceptabilité. »

Patrice Cartraud, Enseignant-chercheur au laboratoire Génie Civil et Mécanique (GeM), Centrale Nantes