Étude des besoins énergétiques d’une unité de valorisation de coproduits agroalimentaires

Le projet WALOVAL, coordonné par Wagralim, vise à étudier la faisabilité d’une unité mutualisée de valorisation de coproduits agroalimentaires wallons.

Exergia a analysé les besoins énergétiques de cette future installation afin d’orienter les choix technologiques, le dimensionnement des équipements et les scénarios d’approvisionnement en chaleur.

L’étude porte sur quatre familles de coproduits : drêches de brasserie, marcs de pomme, sons de blé et tourteaux de colza.

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Les coproduits agroalimentaires représentent un potentiel de valorisation important, mais leur transformation à l’échelle industrielle pose rapidement une question centrale : combien d’énergie faut-il réellement pour les stabiliser, les sécher, les broyer ou les fractionner ?

Dans le cadre de WALOVAL, l’enjeu n’était pas uniquement de démontrer qu’une valorisation matière est possible. Il fallait aussi vérifier si une unité mutualisée pouvait être conçue avec une consommation énergétique maîtrisée, des équipements adaptés et une trajectoire réaliste de réduction des coûts et des émissions.

Les flux étudiés présentent des contraintes très différentes. Les drêches de brasserie et les marcs de pomme sont humides et périssables. Les sons de blé sont déjà relativement secs. Les tourteaux de colza nécessitent une étape spécifique de délipidation avant transformation fine.

Cette diversité impose une approche procédé détaillée : chaque coproduit ne peut pas être traité de la même manière, même si l’objectif final est de mutualiser autant que possible les équipements.

Exergia a construit une modélisation matière-énergie de l’unité envisagée.

Le travail a commencé par la caractérisation des flux : humidité, matière sèche, disponibilité annuelle, saisonnalité, stabilité et contraintes de stockage. Cette étape a permis de définir les opérations nécessaires pour chaque coproduit.

L’étude a ensuite modélisé cinq opérations unitaires :

• pressage ;
• séchage ;
• délipidation ;
• micronisation ;
• air-classification.

Pour chaque étape, Exergia a estimé les débits entrants et sortants, les consommations énergétiques, les contraintes d’exploitation et les principaux postes de dimensionnement.

Une attention particulière a été portée au séchage, identifié comme le poste le plus critique pour les coproduits humides. Plusieurs technologies et scénarios de production de chaleur ont été comparés afin d’évaluer leur impact sur les coûts, les émissions et la faisabilité industrielle.

L’unité étudiée repose sur une logique de chaîne mutualisée, mais avec des traitements adaptés à chaque type de coproduit.

Les drêches de brasserie sont d’abord pressées afin de réduire la quantité d’eau à évaporer, puis séchées avant les étapes de transformation mécanique.

Les marcs de pomme sont orientés vers le séchage, avec une vigilance particulière sur l’intérêt réel du pressage, moins évident que pour les drêches.

Les sons de blé, déjà secs, peuvent passer directement vers la micronisation et l’air-classification.

Les tourteaux de colza nécessitent une étape de délipidation pour améliorer la stabilité du produit et ouvrir des voies de valorisation plus spécifiques.

Sur cette base, Exergia a comparé les technologies de séchage, les solutions de production d’air chaud, les possibilités de récupération de chaleur et l’intégration éventuelle de photovoltaïque.

Le sécheur flash a été retenu comme technologie de référence pour l’analyse, car il combine compacité, maturité industrielle et capacité à traiter des flux fibreux en continu.

L’étude a mis en évidence que le séchage conditionne fortement la viabilité énergétique de l’unité.

Pour les coproduits humides, la quantité d’eau à évaporer devient le principal facteur de coût, de consommation énergétique et d’émissions de CO₂. Les décisions prises en amont — pressage, humidité cible, stockage, organisation des campagnes de production — influencent directement le dimensionnement du sécheur.

L’analyse a aussi montré que la récupération directe de chaleur sur les buées constitue un levier robuste. Elle permet de réduire les besoins thermiques avec une technologie relativement simple et mature.

La valorisation de chaleur latente par pompe à chaleur présente un potentiel complémentaire, mais reste plus sensible au coût des équipements, à la température visée et à la gestion des condensats.

L’étude photovoltaïque a montré qu’une production solaire locale peut contribuer à réduire le coût moyen de l’électricité. En revanche, le stockage batterie court terme n’apparaît pas prioritaire dans le cas étudié, en raison du profil de consommation considéré de l’unité.

Au final, l’étude a fourni une base de conception pour les phases suivantes : architecture de procédé, technologies à privilégier, points à tester en pilote, scénarios énergétiques et postes critiques pour la rentabilité.

Un projet d’économie circulaire industrielle ne dépend pas uniquement de la disponibilité de coproduits valorisables.

La transformation de ces flux peut devenir énergivore, surtout lorsque le séchage est nécessaire. La performance du projet dépend donc autant du débouché matière que de la conception énergétique de l’unité.

Dans WALOVAL, l’analyse a permis de passer d’une intention de valorisation territoriale à une première architecture industrielle : flux matière, opérations unitaires, besoins énergétiques, technologies, coûts et conditions de mise en œuvre.