La numérisation libère la force de la vapeur

Pour les systèmes vapeur, c’est grâce aux progrès rapides en matière de numérisation et au développement de l'Internet des Objets qu’une telle innovation et efficacité est disponible dès aujourd'hui. Associée à la technologie de la vapeur, elle est la clé de la révolution du développement durable dans l'industrie.

La vapeur : une Natural Technology

Il est déjà possible de rendre les systèmes vapeur hautement efficaces. Mais de nouvelles approches vont contribuer à faire de la vapeur une technologie sans carbone. Les chaudières peuvent être alimentées à l’électricité qui, par exemple, peut être fournie par la production d’énergie renouvelable comme l’énergie éolienne ou solaire. Les générateurs de vapeur électriques peuvent convertir de l’électricité renouvelable en vapeur avec une transformation énergétique efficace à 97%.

L’hydrogène vert, créé sans émission de carbone, offre une autre possibilité d’alimenter les chaudières à vapeur, et les déchets de la biomasse issus de la production alimentaire pourraient également être utilisés.

Toutes ces solutions pourraient aider les organisations à décarboniser leur production de vapeur. Et tout cela est réalisable à un niveau d’investissement étonnamment réaliste, la réutilisation de l’équipement existant éliminant le besoin d’installer une nouvelle infrastructure coûteuse.

Mais pour quantifier le retour sur investissement de ces modernisations, démontrer les améliorations aux parties prenantes et garantir que les réseaux exploitent leur plein potentiel, c’est un autre problème.

Les données produisent des résultats

Les progrès des technologies numériques permettent de surveiller de plus près que jamais les installations industrielles et d'offrir une meilleure visibilité de la performances des actifs. Les capteurs sont abordables, compacts et à basse consommation. Ils  incluent souvent la connectivité sans fil nécessaire pour envoyer leurs données vers un serveur central. Une fois ces données obtenues, elles peuvent être traitées localement ou envoyées au cloud pour être analysées.

Les données recueillies à partir des systèmes vapeur, tels que les débitmètres, les vannes de régulation, les purgeurs de vapeur et les échangeurs de chaleur, permettent de définir des indicateurs clés de performance (ICP) pertinents. Cela permettra aux réseaux de réaliser des gains d'efficacité encore plus importants à long terme.

Ces données sont également précieuses pour surveiller les équipements en cas de problème. En détectant les problèmes dès leur apparition, il est possible d'effectuer une maintenance préventive, avant que des problèmes plus graves ne surviennent. Cela permet de minimiser les temps d'arrêt, dont le coût est souvent excessivement onéreux dans les grandes usines de production. La maintenance préventive peut aussi contribuer à réduire les fuites, diminuant ainsi la demande de vapeur.

Les solutions numériques permettent d'intégrer plus facilement les systèmes vapeur dans des plateformes plus importantes. Les données des systèmes vapeur offrent une visibilité totale aux décideurs et permettent d'opter pour la solution la plus appropriée à un moment donné. Par exemple, la possibilité de choisir le moment adéquat pour produire et d'utiliser la vapeur en réponse à l’excédent d’électricité  fournie par les panneaux solaires.

Les données peuvent en outre permettre une meilleure gestion de l'eau de condensation dans le réseau, ainsi que des purgeurs de vapeur utilisés pour l'extraire et la renvoyer dans la chaudière. Le condensat contient généralement environ 25 % de l'énergie exploitable de la vapeur dont il est issu. Le fait de renvoyer cette eau dans le réservoir d'alimentation de la chaudière permet d'économiser des milliers de livres par an, rien qu'en énergie. Cela réduit aussi le besoin en eau fraîche de remplacement, tout en permettant de réaliser des économies en limitant l’utilisation de produits chimiques onéreux pour traiter l'eau brute.

Par exemple, Spirax Sarco a mené à bien un projet dans une raffinerie de pétrole qui a permis de réaliser 100 000 £ d’économies d'énergie en 12 mois, juste en identifiant et en remplaçant les purgeurs de vapeur défaillants.

Dans l'ensemble, la numérisation et l’analyse des données peuvent être utilisées pour améliorer davantage l'efficacité et la durabilité des systèmes vapeur. À l'heure où les organisations s'efforcent de réduire leurs émissions de carbone au strict minimum, toutes ces améliorations constituent une partie importante du parcours.

Se projeter

L'une des plus grandes tendances technologiques actuelles est le développement de l'intelligence artificielle (IA). Dans l'industrie, les systèmes d'IA peuvent créer de nouvelles possibilités d'automatisation, en permettant la prise de décisions qui auraient été impossibles auparavant avec les systèmes informatiques classiques.

À terme, l'IA pourrait permettre le déploiement de systèmes vapeur entièrement autonomes, qui se calibrent en temps réel pour améliorer la productivité et accroître l'efficacité. On observe une tendance croissante vers l'exécution d'algorithmes d'IA sur des processeurs « en périphérie » dans l'usine ou à proximité, au lieu d'envoyer les données vers le cloud, ce qui accélère la réponse aux données captées et pourrait contribuer à faire de ces systèmes autonomes une réalité pratique.

À l'heure actuelle, la vapeur est au cœur d’une innovation considérable. Elle peut jouer un rôle central dans le contexte général de l'urgence climatique et peut offrir des opportunités intéressantes pour les talents techniques actuels et futurs qui veulent apporter un changement environnemental.

^{1 https://www.anu.edu.au/news/all-news/anu-scientists-set-solar-thermal-record}

^{2 https://www.spiraxsarco.com/global/en-GB/news/on-the-road-to-a-greener-future}