L'efficacité énergétique dans les fours et autres étapes du processus de production de céramique est assez faible et les polluants sont actuellement émis à des niveaux insoutenables. Mais alors que les coûts des combustibles fossiles augmentent et que les gouvernements imposent des réglementations de plus en plus strictes sur les émissions de carbone, Les entreprises de céramique se tournent de plus en plus vers des solutions créatives pour réduire leur empreinte climatique.

« Les émissions de dioxyde de carbone sont un problème commun à de nombreuses industries à forte intensité énergétique, et toute mesure primaire ou secondaire que vous mettez en œuvre qui peut réduire les émissions de dioxyde de carbone est bonne, " a déclaré le Dr Irina Celades Lopez, qui est responsable de la zone de durabilité de l'Institut technologique de la céramique situé à Castellón, une ville en Espagne.

Luca Manzini, en charge de la gestion énergétique du Spa Ceramiche Atlas Concorde, membre du Gruppo Concorde en Italie et partenaire du projet ETEKINA financé par l'UE, acquiesce :« Tous les groupes céramiques ici en Italie investissent énormément dans l'efficacité énergétique. Vous avez besoin de beaucoup d'énergie thermique pour fabriquer de la céramique. Nous essayons de récupérer la chaleur perdue pour réduire notre principale dépense, qui est du gaz naturel."

Avec des fours pouvant atteindre 1250 degrés Celsius, des polluants comme le dioxyde de carbone et le dioxyde de soufre sont libérés, et des litres d'eau potable transformés en eaux usées, l'industrie de la fabrication de carreaux de céramique n'a pas la réputation d'être exactement respectueuse de l'environnement.

Gabriele Frignani, qui travaille pour Gruppo SACMI, une multinationale qui fournit des technologies de pointe pour la céramique et d'autres secteurs, a noté que personne ne devrait s'attendre à ce que les industriels deviennent soudainement des éco-guerriers à moins qu'il n'y ait une incitation financière.

"Industrie, en général, ne s'intéresse pas du tout aux questions environnementales à moins qu'ils ne puissent transformer ce sujet en chiffre d'affaires plus élevé, " at-il dit. " L'idée qu'une nouvelle renaissance en termes environnementaux peut être générée par le secteur industriel n'est pas seulement romantique mais complètement détachée de la réalité. "

Par exemple, dans le cadre de la production de carreaux de céramique, de l'eau est ajoutée à l'argile brute et aux matériaux, résultant en un mélange argile/eau appelé "slip, " caractérisé par une teneur en eau de 32-38%. La barbotine est séchée dans un atomiseur, l'eau s'évapore et l'humidité est réduite à environ 6-7%. Finalement, les carreaux de céramique sont pressés.

L'industrie de la céramique s'approvisionne en eau potable pour ce processus simplement parce qu'elle est moins chère que la purification des eaux usées, selon Frignani. Bien que l'eau soit également expulsée par ce processus, aucune mesure n'a encore été mise en place pour le récupérer, bien que certaines études prospectives aient été menées. Cependant, en Espagne, les problèmes de pénurie d'eau ont poussé l'industrie à utiliser en partie de l'eau recyclée et en partie de l'eau potable, et c'est un exemple que d'autres pays pourraient suivre. En réalité, l'eau potable n'est nécessaire que pour la préparation des glaçures et des encres, en raison d'exigences de qualité élevées.

Mais il y a des économies à faire en mettant en place des procédés plus économes en énergie, et l'industrie européenne de la céramique expérimente des échangeurs de chaleur à caloducs (HPHE) pour récupérer l'énergie perdue dans les fours chauds et transférer cette énergie à un autre point de la chaîne de production.

Plutôt que d'évacuer la chaleur, Ceramiche Atlas Concorde Spa souhaite la collecter et l'utiliser ensuite dans d'autres processus à l'intérieur de l'usine. Les HPHE en cours de développement dans le cadre du projet ETEKINA y contribueront.

"Nous économiserons ainsi du gaz naturel. L'idée n'est pas une percée technologique, ce n'est pas comme aller sur la lune. C'est quelque chose que nous faisons déjà dans une certaine mesure. Mais jusqu'à présent nous n'avions pas la technologie pour récupérer l'énergie d'échappement du four, " dit Manzini.

Les HPHE ETEKINA seront testés sur deux fours présents dans la nouvelle usine pilote de Ceramiche Atlas Concorde Spa. Luca Manzini s'attend à ce que l'initiative se traduise par des économies de 120 €, 000-180, 000 pour la plante. Cela correspond à 400, 000 mètres cubes de gaz naturel, ce qui représente 2% de la chaleur totale produite.

"Réellement, ce sera un peu plus, en raison du fait que l'usine a beaucoup d'autoproduction, en raison de la présence d'une centrale de génération à l'intérieur de la centrale elle-même, " il a dit.

Au sein de l'Institut Technique de la Céramique en Espagne, Celades Lopez étudie également les caloducs comme véhicule potentiel pour le transfert de chaleur dans les usines de céramique. Pour elle, l'un des principaux avantages des caloducs est qu'ils résistent aux conditions atmosphériques changeantes et qu'ils sont rapides et efficaces, quelle que soit la température ou la pression environnante.

"Parfois dans l'industrie, vous pouvez trouver des environnements très corrosifs, avec beaucoup de polluants, et [les caloducs] fonctionnent toujours correctement, " elle a dit.

Son département est également impliqué dans le projet DREAM, qui développe un modèle de simulation pour cataloguer le comportement thermique des produits céramiques pendant la phase de cuisson.

"[Notre objectif est] d'essayer d'installer ces caloducs dans la zone de refroidissement de l'étage de cuisson afin d'harmoniser la température pendant l'état de refroidissement, qui est [une] étape délicate dans la fabrication des carreaux de céramique, ", a-t-elle déclaré. La phase de refroidissement de la production de carreaux de céramique est particulièrement délicate car les contraintes au sein des pièces de céramique pourraient provoquer des casses.

Gabriele Frignani est également impliqué dans le projet DREAM. Il est un grand fan de la façon dont les caloducs peuvent être utilisés pour évacuer la chaleur des émetteurs de chaleur vers les consommateurs de chaleur.

« L'un des avantages de l'utilisation de la technologie des caloducs est que nous sommes toujours sûrs que l'air que nous acheminons vers d'autres machines thermiques du processus est propre. Il n'y a pas de mélange entre l'air que nous chauffons et l'air qui pourrait potentiellement être contaminé. de la zone de cuisson du four, par exemple, " il a dit.

L'efficacité des caloducs est également un peu plus élevée par rapport aux échangeurs de chaleur standard qui sont utilisés pour des applications similaires.

Une autre méthode qui peut être utilisée pour rendre la production de carreaux de céramique « plus verte » consiste à utiliser les machines existantes d'une manière plus économe en énergie. Manzini est en train de former et d'informer ses collègues sur les petits ajustements et ajustements qui peuvent être apportés au processus de production de carreaux pour augmenter l'efficacité.

"Si vous trouvez une meilleure façon de faire fonctionner vos machines, c'est moins cher mais il faut aussi prendre en compte les gens. Souvent, les gens ne sont pas vraiment prêts à changer leurs habitudes !", s'amuse-t-il. "C'est un travail long mais il faut le faire, en termes de sensibilisation."

Mais, de tels ajustements sont parfois incompatibles avec les résultats qu'un client peut souhaiter pour une vignette particulière. C'est pourquoi des innovations telles que les caloducs d'ETEKINA peuvent apporter de la valeur.

« Si le marché vous demande des carreaux avec certaines caractéristiques spécifiques, qui ne sont obtenus que par des déchets à haute énergie [méthodes], au moins avec ETEKINA vous pourrez récupérer la chaleur qui serait normalement gaspillée, et le ramener dans l'usine, " a déclaré Manzini.