Lundi 24 novembre 2014

L’inefficacité énergétique des procédés de fabrication modernes est édifiante

Efficacité énergétique | 2 réactions

par Stéphane Parpinelli | Cleantech Republic | 06.04.09

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L’efficacité énergétique est souvent présentée comme l’un des champs technologiques de la filière cleantech les plus prometteurs. Protéiformes, les techniques associées à ce domaine sont pléthoriques, ou du moins annoncées comme telles.

En vérité, ce chantier est réellement titanesque. Et si jusque-là, l’appréhension de l’immensité de la tâche relevait pour beaucoup de l’intuition, désormais, on pourra se ranger derrière les résultats étonnants d’une récente étude du MIT, le célèbre Institut de recherche du Massachussets !

L’étude, intitulée « Thermodynamic analysis of Resources used in manufacturing processes », a été dirigée par le Professeur Timothy Gutowski, du Département d’ingénierie mécanique du MIT.

Elle a été publiée dans le journal Environmental Science and Technology (ES&T), et une synthèse est parue dans le magazine TechTalk de l’Institut le 18 mars dernier.

Vingt processus de fabrication étudiés

Le travail a porté sur l’analyse de vingt processus de fabrication. Le verdict est sans appel : les procédés de fabrication modernes sont incroyablement inefficaces dans leur utilisation de l’énergie et des matériaux. Les nouveaux systèmes de production sont de mille à un million de fois plus consommateurs d’énergie, par kilogramme de produit fini, que des industries plus traditionnelles. En termes plus concrets, fabriquer des micropuces utilise des quantités d’énergie infiniment supérieures à celles requises pour la fabrication de bouches d’égoûts !

Le pire, c’est que les résultats de l’étude sont conservateurs puisque qu’ils ne prennent pas en compte l’énergie nécessaire à la la fabrication des matériaux eux-mêmes ou celle indispensable au maintien de l’usine dans de bonnes conditions (climatisation, filtration des salles blanches…).

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L’étude aborde tous les types de procédés, ceux des vieilles industries (fusion de métaux…) jusqu’aux technologies d’aujourd’hui (semiconducteurs, nanomatériaux…). Elle analyse le moulage par injection, la production de nanofibres de carbone, la gravure sèche, et cela, comparativement à des procédés d’usinage traditionnels, comme le fraisage ou le perçage. Certains processus n’ont pas été étudiés, comme la production pharmaceutique ou issue du pétrole, l’équipe du Pr Gutowski s’est focalisée sur les procédés pour lesquels l’électricité constitue la première source d’énergie.

La fabrication de panneaux solaires : des procédés énergivores

Les fabricants ont toujours été plus préoccupés par des facteurs comme le prix, la qualité ou les temps de cycle, que par la question de la consommation énergétique de leur production. Pourtant, cette dernière question va gagner en importance à mesure de l’accroissement de l’activité de ces nouvelles industries, et, en particulier, en cas d’augmentation du prix de l’énergie, ou d’adoption d’une taxe carbone.

Les panneaux solaires sont un bon exemple. Leur production qui fait appel à certains des procédés de fabrication de puces, mais à plus grande échelle, connaît une hausse spectaculaire. L’inefficacité des méthodes actuelles de production des panneaux solaires pourrait considérablement réduire le bilan énergétique du cycle de vie de ces systèmes, autrement dit, impacter le ratio entre l’énergie produite par le panneau tout au long de sa durée de vie et l’énergie requise pour le fabriquer.

Il peut sembler étrange, voire farfelu, de faire des comparaisons entre des processus aussi disparates que le moulage de métal et la production de puces. Mais Timothy Gutowski explique que le large spectre de cette analyse sur l’efficacité énergétique est une première étape majeure avant de se tourner vers l’optimisation des nouvelles méthodes de fabrication.

Car, si l’assertion « les nouvelles technologies vont nous sauver » mérite vraiment un examen beaucoup plus approfondi, l’étude indique que chaque processus de fabrication peut être amélioré. Et les outils d’analyse développées par le MIT et utilisés dans ce rapport pourront aider. L’espoir est sauf…

Vos réactions

harold | 14.04.09 à 20.39

Pourriez-vous nous dire si des améliorations des process sont déjà très envisageables? (et lesquelles par exemple? Avec quels gains? ) Ou s’il s’agit juste dire que la fabrication de puce consomme beaucoup d’énergie, ce que tout le monde sait déjà. Un grand merci.

Revue de web | Responsable de communication responsable | 16.04.09 à 19.03

[...] Industrie : - Une vraie bombe sur CleanTech Republic : l’amélioration de l’efficacité énergétique des procédés de fabrication (y [...]

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