Architectures de commande hiérarchique pour les fours électriques de ferro-alliages au manganèse – ControlEAF

En 2023, la consommation totale d’électricité en France a atteint environ 445 TWh, avec les industries de l’acier et de la métallurgie représentant une part importante de l’énergie industrielle. Les fours à arc électrique (FAE), essentiels au recyclage de l’acier et à la production de ferroalliages, sont très énergivores.
ControlEAF vise à améliorer l’efficacité et la stabilité des FAE en optimisant la production dans les contraintes opérationnelles. Le projet développera une architecture de commande hiérarchique flexible pour gérer les paramètres électriques. Cette architecture tiendra compte des opérations clés comme la coulée et le glissement des électrodes, et répondra aux perturbations telles que les explosions de gaz et les mouvements de charge. Des tests pilotes auront lieu sur un four SiMn de 34 MW à Comilog Dunkerque, avec une capacité de production de 60 000 tonnes et une consommation annuelle d’environ 300 GWh.
Ce projet interdisciplinaire intègre des outils avancés du génie électrique, de l’optimisation et des techniques basées sur l’IA. Il concevra un cadre de commande prédictive (MPC) robuste, enrichi par la programmation mixte en nombres entiers et des techniques d’apprentissage, pour garantir des opérations stables et efficaces, plus proches des limites du four. En optimisant la répartition de l’énergie et en réduisant les pertes liées à l’intensité des électrodes, ControlEAF améliorera l’efficacité des fours et augmentera la production.
ControlEAF promeut l’efficacité énergétique et la durabilité dans les secteurs industriels français. En optimisant les paramètres, ControlEAF devrait augmenter l’efficacité énergétique jusqu’à 4 %, réduisant ainsi les coûts énergétiques et de production. Pour un FAE consommant 300 GWh par an, une amélioration de 4 % représente environ 12 GWh par an, assez pour alimenter 1000 foyers. Cela réduirait aussi les émissions de CO2 d’environ 1000 tonnes par an, contribuant au Plan de Neutralité Carbone 2050 de la France.