Interview de lauréat pitch Congrès ALLICE - Michel Meyer, LGC

Michel Meyer : La distillation est une technique séparative permettant de purifier et de séparer des molécules ou des mélanges. C’est donc un procédé très largement répandu dans de multiples secteurs industriels ! Distillation de l’alcool bien sûr, mais toute industrie transformant de la matière est concernée : pharmacie, chimie, pétrochimie, agroalimentaire… Le nombre de colonnes à distiller dans l’industrie se compte par centaine de milliers.

Pour réaliser la séparation, il faut une grande quantité d’énergie, et ce procédé, pour des raisons de sécurité, se prête mal à une électrification directe. Les colonnes à distiller travaillent essentiellement avec de l’énergie thermique : condensation de vapeur d’eau, fluide caloporteur… Techniquement, il faut sur site une production d’énergie secondaire et le plus fréquemment, c’est une chaudière gaz qui est utilisée.

ALLICE : En quoi consiste votre technologie de colonnes « HIDIC » (Heat Integrated Distillation Column) ?

Michel Meyer : Il s’agit de réduire la consommation des colonnes à distiller en ajoutant un compresseur et de faire travailler une même colonne à 2 niveaux de pression différents. Cela permet de réduire la consommation énergétique globale. Sur la consommation restante, une partie est sous forme électrique (compresseur). En ce sens notre technologie permet d’aller à la fois vers la sobriété énergétique et vers l’électrification de la distillation. On parle de colonne thermiquement intégrée.

Michel Meyer : Ce n’est pas une technologie récente. Le principe de l’ajout d’un compresseur pour gagner de l’énergie, publié dès la fin des années 60, est largement documenté en termes de simulation. Des centaines de documents scientifiques montrent son intérêt, mais ils n’ont pas été suivis d’un déploiement industriel, car il reste des verrous technologiques à dépasser. Lorsqu’on réalise des simulations de procédés, on ne tient compte que d’une partie de la réalité, les calculs sont faits à partir d’hypothèses qui prennent pleinement en compte les limites thermodynamiques mais que très partiellement les contraintes technologiques. Dans les conditions industrielles, le mélange à séparer a ses propres limites thermodynamiques mais la mise en œuvre technologique apporte également les siennes. C’est pourquoi les performances envisagées par la simulation peuvent être remises en cause.

Michel Meyer : Tout l’intérêt de l’étude que nous avons présentée au congrès ALLICE « Ensemble vers l’industrie bas carbone » de septembre 2021, c’est de proposer une démonstration à une échelle pilote. En laboratoire, au LGC, nous avons des installations pilotes de taille significative : des colonnes de 3 ou 4 mètres de haut et de 15 cm de diamètre, avec un flux de plusieurs dizaines de kilogrammes de matière par heure. Nos installations sont similaires à ce que l’on peut trouver dans un centre R&D d’un industriel.

Actuellement, nous allons plus loin avec un projet, financé par l’ADEME, dont l’objectif principal est de trouver une stratégie d’extrapolation et d’en faire la preuve de concept. Le but est de construire une unité qui permettra de tester notre technologie sur une échelle 4 fois supérieure et avec 4 fois plus de matière que le premier pilote présenté, de façon à prouver que cela fonctionne également et que notre stratégie d’extrapolation est bonne. C’est en cours et nous devrions finaliser cette étape fin 2022.

Michel Meyer : Effectivement, c’est un point que nous avons encore du mal à évaluer à notre niveau de développement. Il faut prendre en compte deux dimensions :

• Les gains réalisés par l’industriel exploitant, qui seront affinés prochainement : l’un des partenaires du projet mené actuellement avec l’ADEME, un utilisateur final, doit faire une projection de rentabilité à la fin du projet ;

• Le coût de la technologie : ici, nous comptons sur les fournisseurs, qui sont pour beaucoup des industriels de la fabrication additive et de l’impression 3D. C’est un secteur nouveau, en pleine structuration. Jusqu’à aujourd’hui, il y avait un grand nombre de petites entreprises, avec des productions en quantité limitée pour des pièces très spécialisées pour l’industrie aéronautique et spatiale. Le ROI de notre technologie va aussi dépendre de leur capacité à s’organiser pour massifier leur production, proposer de la grande série et devenir ainsi plus compétitifs. Aujourd’hui, nous ne pouvons faire que du cas par cas et demander du sur-mesure. Demain, il faudra que nous puissions nous adresser à un fabricant et lui demander un devis plus standardisé.

Nous avons besoin de ces 2 éléments gains énergétiques / coût de la technologie pour donner une estimation plus précise du ROI à attendre pour les industriels exploitants.

Michel Meyer : Pour sortir du niveau du laboratoire, il nous faut trouver un partenaire industriel intéressé par cette aventure, qui acceptera de faire une démonstration à l’échelle semi industrielle dans une usine. L’objectif est de tester la technologie par rapport à une solution déjà utilisée, afin de faire une comparaison. Nous cherchons donc un industriel qui exploite une colonne à distiller sur un de ces procédés. Le projet sera lancé en 2023, mais pour trouver le bon partenaire, bien cadrer le projet et mettre en place la collaboration, une année n’est pas de trop ! Les industriels intéressés peuvent nous contacter dès maintenant.