Solar Heat for Decarbonisation of Industrial Processes

L’industrie est responsable d’environ 25% des émissions anthropogéniques mondiales de CO2 et l’énergie qu’elle consomme est majoritairement (plus de 70%) sous forme de chaleur. Dans ce contexte, le projet SHIP4D vise à développer des solutions pour l’intégration de la chaleur solaire dans les procédés industriels. Le projet étudie des solutions solaires dans tout ce domaine de température (100-1500 °C). Des solutions hybrides comme, par exemple, celles associant solaire thermique solaire et électricité sont développées quand les systèmes s’y prêtent afin de proposer des procédés solarisés continus et fiables. Trois types d’approches sont étudiés afin d’intégrer la chaleur solaire dans les procédés industriels en fonction de leur domaine de température opératoire. La première correspond à une injection de chaleur solaire sans changement notable du système (températures moyennes, 100-400°C). Pour la seconde, l’intégration solaire nécessite de repenser au moins un sous-ensemble du procédé tel qu’un dispositif de stockage thermique (hautes températures, 600-900°C). Enfin, pour des températures entre 900 et 1500°C, des procédés et réacteurs solaires totalement originaux doivent être imaginés et validés expérimentalement à l’échelle du laboratoire.

Les défis scientifiques et technologiques auxquels répond le projet sont les suivants. (1) Le contrôle dynamique de procédés industriels incluant une source de chaleur solaire ou deux sources différentes. (2)  L’efficacité des échanges de chaleur vers les procédés et la gestion optimale des flux énergétiques internes aux plans énergétique, environnemental et économique. (3) Le développement de solutions pour produire, transporter et stocker de la chaleur solaire à hautes températures (600-900°C). (4) La conception et la preuve de concept à l’échelle laboratoire de récepteurs / réacteurs solaires destinés au traitement et recyclage de minéraux et métaux (jusqu’à 1500°C).

En 2025, un état de l’art des besoins en chaleur industrielle (<250°C) dans les régions Occitanie et Auvergne-Rhône-Alpes a été effectué et rendu public, des matériaux de stockage rechargeable par énergie solaire et électricité ont été caractérisés et un procédé de recyclage de batteries Li-ion par pyrométallurgie solaire a été mis au point.