Réduire l'empreinte carbone en industrie : techniques clés

Évaluation de l'empreinte carbone des installations industrielles

Définition de l'empreinte carbone et son impact environnemental

Lorsque l’on parle d’empreinte carbone, on évoque souvent l’empreinte carbone d’un pays, d’une entreprise, des collectivités territoriales ou d’une personne physique. Il s’agit d’un indicateur qui permet de mesurer l’impact de l’activité humaine sur l’environnement.

L’impact carbone s’attache à calculer le dioxyde de carbone équivalent ou CO2e émis sur une période donnée. Par exemple, on parle de l'empreinte carbone annuelle d'une entreprise. Mais l’impact carbone prend en réalité en compte tous les gaz à effet de serre qui sont émis. Le CO2 est retenu comme la norme par souci de simplicité.

Le lien entre les émissions de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone, le méthane ou le protoxyde d’azote et le réchauffement climatique est très clair. Plus ces gaz sont élevés, plus l’empreinte carbone l’est aussi, plus cela contribue à emprisonner la chaleur dans l’atmosphère et donc à aggraver le réchauffement climatique.

Si l’on souhaite calculer l’empreinte carbone d’un pays, par exemple, on va s’attacher à calculer les émissions liées à la demande finale intérieure du pays, c’est-à-dire :

• Les gaz émis par les ménages sur le territoire national, notamment tout ce qui est lié au secteur des transports ;
• Les émissions liées à la production intérieure de biens et de services pour la demande intérieure ;
• Les GES directement émis par les produits et services importés.

Pour le calcul de l’empreinte d’un individu seul, le périmètre d’étude sera légèrement différent. On cherchera à quantifier les habitudes de vie de l’individu.

En entreprise, il s’agit plutôt de calculer l’ensemble des émissions internes et externes des GES. Il faut donc avoir connaissance de la quantité d’énergie consommée pour produire ses biens et services et pour faire fonctionner l’entreprise.

Méthodologies pour mesurer l'empreinte carbone

Pour faciliter le calcul de l’empreinte carbone des entreprises et notamment des industries, on peut s’appuyer sur un outil mis en place par l’ADEME, l’agence de la transition écologique. Il s’agit du Bilan Carbone.

Cette méthode de calcul est aussi utilisée pour réaliser le Bilan des émissions de gaz à effet de serre (BEGES) qui est un document obligatoire pour les entreprises depuis la loi Grenelle II. Le Bilan carbone est mené en différentes étapes :

1. La définition de son périmètre : on définit ici clairement le champ d’action du Bilan carbone. Dans notre cas, il s’agit de celui d’une industrie ;
2. La collecte des données : pour réaliser ce Bilan, il est nécessaire de collecter un grand nombre de données essentielles (consommations d’énergie, déplacement, déchets…) ;
3. La classification des émissions : elles sont classées en 3 grandes catégories que l’on nomme “scopes”. Il y a le premier scope qui comprend les émissions directes provenant de sources contrôlées par l’entreprise. C’est le carburant utilisé sur site par exemple. Le Scope 2 concerne les émissions indirectes associées à la consommation d’électricité, de chaleur ou de vapeur. Le troisième scope s’attache à calculer les émissions indirectes provenant des activités de l’entité mais qui se produisent en dehors du périmètre de contrôle. Par exemple les déplacements des fournisseurs, des salariés ou l’empreinte carbone des matières premières utilisées ;
4. L’exploitation des résultats : après avoir collecté et classé ces données, elles sont utilisées pour le calcul des émissions de GES selon les bases de données officielles et celles produites par l’ADEME ;
5. L’analyse des résultats : on identifie ici les sources principales d’émissions de GES et les leviers d’action existants pour les réduire ;
6. La mise en place d’un plan d’action : pour permettre la réduction des émissions, un plan d’action est mis en place. Il peut par exemple conseiller d’améliorer l’efficacité énergétique des installations ou encore de réduire les déplacements des partenaires ;
7. Suivi et communication : pour s’assurer que le Bilan Carbone est pris en compte par l’entreprise, il est important de suivre régulièrement les progrès enregistrés. La communication des résultats est nécessaire pour engager les différentes parties prenantes de l’entreprise.

En France, qui est un pays signataire du Protocole de Kyoto, la réalisation du Bilan Carbone Entreprise est une obligation légale, ainsi que pour les entreprises de plus de 500 salariés depuis le 1er janvier 2023.

On doit cette réglementation à la loi de Transition Énergétique pour la Croissance Verte de 2015 qui précise les orientations en termes de Développement durable que la France doit suivre pour réduire ses émissions de gaz à effet de serre. C’est dans ce cadre que l’on vise une neutralité carbone collective d’ici 2050.

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Identification des principales sources d'émissions

Les activités humaines sont à l’origine des émissions de gaz à effet de serre relâchés dans l’atmosphère.

Si l’on s’intéresse au cas de la France, par exemple, on peut en effet quantifier cinq sources d’émissions de GES principales :

• La combustion d’énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon) qui servent à faire fonctionner notre économie aujourd’hui pour les besoins de transport, de chauffage, l’énergie ou pour les processus industriels. Cela émet du CO2 en grande quantité ;
• L’agriculture est une autre source d’émissions de GES. Avec l’élevage et les cultures, du méthane (CH4) est émis en grande quantité. Il y a aussi l’émission de protoxyde d’azote lorsque l’on utilise des fertilisants sur les sols. À elle seule, l’agriculture représente 69% des émissions de méthane en France ;
• Les procédés industriels divers émettent du CO2 par exemple pour la production de ciment, de verre, de céramique, de plâtre… On constate aussi l’émission de gaz fluorés pour la production de solvants, d’aérosols, de systèmes de climatisation ou de réfrigération ;
• Les déchets émettent du méthane lorsqu’ils sont dégradés et du dioxyde de carbone lorsqu’ils sont incinérés ;
• L’utilisation des terres et des forêts : même si ces espaces sont naturels, ils ont un impact sur les émissions de GES car ils sont conditionnés à l’activité humaine. Par exemple, des activités comme la sylviculture ou l’urbanisation ont tendance à entraîner des émissions de CO2 car on défriche les forêts pour faire de la place.

Quelles stratégies de réduction de l'empreinte carbone en industrie ?

Optimisation de l'efficacité énergétique

Dans l’industrie, la réduction de l’empreinte carbone est possible grâce à différents procédés, notamment le concept d’efficacité énergétique. Aujourd’hui en France, l’industrie est le troisième consommateur d’énergie finale.

Cependant, la tendance actuelle de l’industrie est celle de la baisse des consommations d’énergie. On est alors passé de 24% à 19% de la consommation finale entre 1990 et 2000. De plus, à l’horizon 2050, le secteur devra trouver des solutions pour réduire ses consommations car il s’agit d’atteindre la neutralité carbone.

Selon l’Ademe, le secteur de l’industrie peut augmenter jusqu’à 20% son efficacité énergétique. Elle peut le faire via plusieurs solutions, notamment :

• L’utilisation d’équipements plus performants : opter pour des équipements qui consomment moins d’énergie est une solution essentielle lorsqu’il faut remplacer un outil de production vétuste. Les systèmes de management de l’énergie peuvent aussi permettre de suivre les consommations d’énergie en temps réel pour optimiser les temps de production ;
• La rénovation énergétique des bâtiments : il est possible de limiter considérablement les déperditions et les besoins en énergie en améliorant l’isolation des infrastructures. On peut par exemple isoler les réseaux ou installer des déstratificateurs lorsque le chauffage est décentralisé ou encore isoler l’enveloppe des locaux ;
• La récupération de la chaleur fatale : la chaleur fatale est celle qui est produite lors d’un procédé de production. Par exemple en faisant fonctionner un four industriel. Or, plutôt que de ne rien faire de cette chaleur, il est possible de l’utiliser pour alimenter un réseau de chaleur ;
• Moins consommer : pour consommer moins, il est enfin possible de mieux maîtriser sa consommation d’énergie en pratiquant la sobriété énergétique. Quelques gestes peuvent effectivement contribuer à réduire les consommations : une organisation de la production tournée vers l’optimisation de l’énergie ou encore l’adoption de nouveaux comportements au travail par les salariés.

Transition vers des énergies renouvelables

Plutôt que de consommer de l’énergie provenant d’énergies fossiles, les entreprises et les industries peuvent se tourner vers les énergies renouvelables.

En diversifiant son mix énergétique, une entreprise gagne en indépendance en faisant appel à une énergie locale. Mais elle évite également de contribuer à l’importation de ressources fossiles extraites dans des pays exportateurs lointains.

Les énergies renouvelables peuvent être de plusieurs ordres :

• Le solaire grâce aux panneaux photovoltaïques permet de tirer parti de la lumière naturelle ;
• L’énergie éolienne provenant des forces du vent peut être utilisée sur les sites industriels et notamment à proximité de la mer avec les éoliennes off-shore ;
• Le biogaz peut fournir de l’électricité ou de la chaleur en industrie grâce à la valorisation de déchets organiques ;
• La biomasse avec le bois énergie et d’autres ressources organiques peuvent être valorisées en les brûlant ;
• La géothermie est la chaleur stockée à la surface du sol, il est alors possible d’exploiter cette chaleur avec des systèmes géothermiques très bas énergie.

Innovation dans les procédés de production

Pour réduire l’empreinte carbone de l’industrie, on peut aussi compter sur les avancées technologiques dans les procédés de production.

Globalement, on peut déjà opter pour des matières premières à plus faible teneur en carbone pour éviter de nouvelles matières issues de la transformation du pétrole. Les composites durables, les matières recyclées ou les bioplastiques sont des alternatives plus durables de l’environnement.

Dans des industries spécifiques, on peut aussi changer les procédés de production. Par exemple, l’industrie du textile est réputée pour son utilisation de produits de coloration très toxiques et émetteurs de GES. En optant pour des teintures à l’eau ou des colorants naturels, on peut réduire la pollution de cette activité industrielle.

Il est également possible d’optimiser les processus de production des entreprises en utilisant des technologies comme l’internet des objets ou l’intelligence artificielle. Cela offre la possibilité d’optimiser les processus de production et de réduire les gaspillages, les temps d’arrêts ou de mieux maîtriser la consommation d’énergie.

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Comment diminuer son empreinte carbone avec la gestion et la réduction des déchets

Minimisation des déchets par la conception et le recyclage

La production de déchets est un gros point noir pour la France et la majorité des pays industrialisés. La France était en 2018 le deuxième pays le plus producteur de déchets dans l’Union Européenne, derrière l’Allemagne. Si l’on ramène la totalité des déchets au nombre d'habitants, nous produisons donc 5,1 tonnes de déchets par habitant. Le chiffre est vertigineux !

Pour réduire les déchets, il faut d’abord s’intéresser au plus gros producteur de déchets en France. Il se trouve que c’est le secteur de la construction. Ces déchets comprennent des matériaux comme le béton, le bois, le métal ou les plastiques. Il est essentiel que le secteur du BTP travaille à une meilleure valorisation de ses déchets.

Juste derrière ce secteur, les ménages sont les deuxièmes producteurs de déchets à travers les biens de consommation et les emballages.

Puis, vient l’industrie française qui génère une quantité importante de déchets. On parle alors de l’industrie extractive, agricole et alimentaire, textile, chimique, pharmaceutique… Elle produit chaque année plus de 25 millions de tonnes de déchets. Cependant, l’industrie a réalisé des efforts ces dernières années. Entre 2018 et 2020, on notait une baisse de 24% des déchets du secteur. Cela est rendu possible grâce à l’adoption de pratiques plus respectueuses de l’environnement dans les entreprises : recyclage, tri des déchets et réduction des déchets à la source.

Les industries ont aussi la possibilité de pratiquer l’éco-conception au moment de la production de leurs biens en s'intéressant à l'analyse de cycle de vie des produits fabriqués. Mais également de mettre en place une politique d’achats responsables en favorisant les appareils reconditionnés.

Valorisation énergétique des déchets

Une autre solution s’offre aux industries désireuses de réduire leurs déchets. Elles peuvent utiliser leurs déchets grâce à la valorisation énergétique des déchets. C’est une solution complémentaire au recyclage et qui participe à la réduction de l’empreinte carbone globale de l’entreprise. Les déchets sont transformés en énergie plutôt que d’être envoyés en décharge.

Il existe plusieurs solutions :

• La récupération de chaleur avec l’incinération avec récupération d’énergie : les déchets sont brûlés à haute température et la chaleur dégagée lors de la combustion est récupérée pour la production de vapeur, d’électricité ou de chauffage ;
• La méthanisation : les déchets organiques comme les déchets issus de l’industrie alimentaire, les résidus agricoles, les boues d’épuration, etc., sont introduits dans des digesteurs sans oxygène. On obtient du biogaz, notamment du méthane. Le biogaz peut être utilisé pour produire de la chaleur, de l’électricité ou pour alimenter des véhicules qui fonctionnent au gaz naturel comprimé ;
• La gazéification : les déchets solides sont convertis en gaz de synthèse ou syngas. On l’utilise alors pour la production d’électricité, de chaleur ou pour créer des carburants de synthèse ;
• La valorisation thermique : certains déchets spécifiques, notamment les plastiques, sont utilisés comme combustibles dans des chaudières spéciales ;
• La valorisation des déchets en carburant : les déchets plastiques non recyclables peuvent être transformés en combustibles solides ou liquides de récupération comme alternatives aux combustibles fossiles dans les procédés industriels.

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Empreinte carbone à travers la compensation carbone et projets de séquestration

Quel est l'objectif compensation carbone ?

La compensation carbone est un outil à destination des entreprises pour améliorer leur empreinte carbone. Grâce à ce dispositif, une entreprise peut absorber les émissions inévitables de GES qu’elle produit. Cela se fait en finançant des projets de réduction, de capture ou de séquestration de carbone.

L’objectif de la compensation carbone est d’équilibrer les émissions produites par les activités humaines au regard des capacités de stockage des puits de carbone naturels qui existent sur Terre. En effet, les puits de carbone tels que les forêts, les océans ou les sols contribuent à capturer le CO2 émis grâce au système de capture du carbone.

Les entreprises les plus polluantes peuvent alors compenser les tonnes de CO2 qu’elles ne peuvent éviter de produire en finançant des projets qui vont permettre d’absorber naturellement le CO2 directement dans l’air. Elles peuvent aussi financer des projets plus techniques qui contribuent à développer des énergies renouvelables ou pour améliorer la consommation d’énergie (projets de stockage du carbone ou d’efficacité énergétique). ⤵️

Investissement dans la séquestration du carbone pour limiter l'empreinte carbone en tant qu'entreprise

Différentes technologies existent aujourd’hui pour résoudre la question des émissions de CO2 émises en trop grandes quantités.

D’abord, la technologie de captage et de stockage du carbone consiste à capturer le CO2 émis lors de la combustion de combustibles fossiles dans les centrales électriques et les industries. On capture alors les émissions dès leur sortie des cheminées, puis on les transporte et les stocke de façon définitive dans des formations géologiques souterraines (aquifères salins ou anciens gisements pétroliers épuisés).

On peut aussi avoir recours à la technologie de la bioénergie avec capture et stockage de carbone (BECCS). Cette approche combine la production d’énergie à partir de déchets issus de la biodiversité avec la capture et le stockage du CO2 émis lors de la combustion de la biomasse. Cela permet d’obtenir une énergie issue de la biomasse avec une très faible émission de carbone, tout en retirant du CO2 de l’atmosphère.

La séquestration directe du carbone dans les matériaux est une autre approche technologique. Elle vise à capturer le CO2 pour produire des matériaux de construction qui stockent le carbone. Dans le béton ou les matériaux composites par exemple.

Toutes ces innovations technologiques sont vues comme de vraies solutions utiles pour atteindre nos objectifs de réduction de l’empreinte carbone. Par exemple, le GIEC considère qu’il faut utiliser le captage et le stockage du carbone dans tous les scénarios prévus pour atteindre l’objectif de neutralité carbone. C’est une technologie stratégique et d'avenir.

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