Le défi de l’encrassement

Dans le contexte énergétique actuel, la hausse des prix de l’énergie et la raréfaction des sources d’énergies fossiles imposent aux entreprises industrielles une recherche de performances énergétiques élevées. Cette contrainte conduit les industriels vers le développement de procédés optimisés et d’équipements techniques performants et innovants. Ceci s’applique en particulier pour les échangeurs de chaleur. En effet, on sait que plus de 90% de l’énergie thermique utilisée dans les procédés industriels transitent au moins une fois par un échangeur thermique ce qui le place comme un élément essentiel de la stratégie de performance énergétique.

L’objectif de performances énergétiques impose dès aujourd’hui aux ingénieries et équipementiers d’offrir une garantie de performances aux maîtres d’ouvrage et aux exploitants des installations industrielles. Dans un proche avenir, cette garantie de performance devrait s’appliquer sur la durée d’amortissement des installations énergétiques : en effet, l’enjeu de rentabilité des investissements associés à la réalisation d’une installation ou à la rénovation d’une installation existante doit prendre en compte non seulement les performances énergétiques constatées lors de la réception de l’installation neuve ou rénovée mais également sur les performances énergétiques effectives tout au long de son exploitation. Or il est bien connu que divers effets tendent à dégrader l’efficacité énergétique d’une installation thermique, notamment les phénomènes d’encrassement.

Les procédures de remplacement, de nettoyage et de façon générale de maintenance doivent limiter les impacts négatifs de ces dégradations souvent inéluctables. Toutefois les coûts d’intervention et les coûts associés à l’arrêt d’une installation peuvent devenir également très significatifs. L’exploitation raisonnée d’une installation énergétique ou thermique doit être associée à une analyse combinée des coûts associés aux surconsommations énergétiques (liées aux dégradations précédemment identifies) et aux coûts de maintenance.

La mise en place de stratégies optimales de gestion ne sont alors possibles que si une connaissance suffisamment fine des mécanismes mais surtout des cinétiques de dégradation est atteinte.

Nos actions

Notre rôle : Accroitre la connaissance des acteurs industriels sur le sujet de l’encrassement

The GRETh met à disposition des adhérents des services permettant d’aider, de sensibiliser et d’accroitre les connaissances des acteurs industriels sur le sujet de l’encrassement à travers trois actions :

1: De la documentation en ligne ;
2: De la formation ;
3: Un questionnaire pour répondre à leurs problèmes.

 
1- Documentation en ligne : Le guide de l’encrassement

Ce document repose d’une part sur le document intitulé « Encrassement dans les échangeurs – Description – Prévention – Remèdes » réalisé par le GRETh en 1986 et édité chez Lavoisier, et d’autre part sur des travaux plus récents (thèses au GRETh, programmes Européens, bibliographie ouverte).

Ce document n’a pas la prétention de vouloir traiter la problématique de l’encrassement au sein des échangeurs de chaleur de manière exhaustive, mais de donner aux lecteurs des éléments de compréhension et de dimensionnement utiles.

 
2- La formation

La formation FG1 consacre la majeure partie de sa troisième journée à la thématique des dégradations de performances des échangeurs et notamment à la partie encrassement : descriptions des phénomènes, impacts, méthodes de nettoyages, bonnes pratiques, métrologies, retours d’expérience et discussions entre auditeurs et formateurs sont les principales composante de cette thématique lors de la formation.

 
3- Le questionnaire encrassement du GRETh

But du questionnaire :

Le but de ce questionnaire est de cadrer et formuler le plus précisément possible le problème auquel vous êtes confronté.  Ce questionnaire permettra alors à l’équipe du GRETh de réaliser une recherche efficace de données et de répondre au mieux à votre demande à travers un document de synthèse qui vous sera transmis dans un court délai.

The GRETh propose à ses adhérents de répondre à leurs questions portant sur le problème de l’encrassement avec une approche basée sur le retour d’expérience et une analyse de cas documentés. En fait le retour d’expérience peut servir pour identifier les symptômes, proposer un diagnostic voir adapter le traitement, chaque cas étant considéré comme spécifique mais permettant – avec précaution – une extrapolation à des cas proches.

Il faut bien entendu pouvoir qualifier les cas proposés par les adhérents et identifier les retours d’expériences similaires ayant donné lieu à une (ou plusieurs) publications dans la littérature ouverte: c’est là qu’intervient l’utilité du GRETh.

En effet, le GRETh a initié de nombreux projets de recherche et a réalisé de nombreuses études traitant de l’encrassement (Thèses ; Publications ; Expérimentations en laboratoire et in-situ) et peut de plus accéder aux principales bases de données scientifiques et techniques internationales. Le travail de veille technologique qui est un des fondements du GRETh à en effet permis de collecter plus de 400 articles qui traitent exclusivement du sujet encrassement.

Cette base de données est sans cesse enrichie et constitue la base d’informations qui servira pour l’identification de cas similaires auxquels les industriels adhérents sont en prise.

La méthode du GRETh – Présentation : 

Lorsqu’un industriel est confronté à un problème d’encrassement, le GRETh propose de réaliser la démarche suivante :

- Définition du cas (ex: Encrassement par fumées dans les fours sidérurgiques) à partir des données fournies par l’industriel.
- Recherche par les experts du GRETh, dans la base de données, de plusieurs articles traitant de cas similaires (même domaine d’application, même géométrie, même type d’encrassement).
- Rédaction par un expert du GRETh d’une fiche de synthèse permettant de donner des éléments qui peuvent porter sur :

• Valeur d’une résistance (ou d’une loi) d’encrassement issue d’expérimentation et non pas du standard TEMA,
• Paramètres influents sur cette valeur ou cette loi,
• Bonnes pratiques de fonctionnement pour limiter les effets de l’encrassement,
• Traitements préventifs et curatifs,
• Recommandations sur les technologies et les conceptions d’échangeurs adéquates,
• Modalités et fréquences de nettoyage conseillées,
• Métrologie adaptée de suivi de l’encrassement

L’industriel reçoit alors une synthèse des articles sur ces différents points. La conclusion de cette synthèse – volontairement orientée vers des données pragmatiques - doit permettre de livrer des éléments de réponse concrets quitte à souligner l’absence de réponse à des points critiques.

A l’évidence le GRETh ne peut pas s’engager d’emblée dans une réponse complète à tous les problèmes qui lui sont soumis mais nous nous efforcerons de donner un minimum d’éléments de réflexion et de réponse issus de cas similaires.