Selon le niveau de température à laquelle les sources de chaleur sont disponibles sur le site industriel et selon la nature des besoins (locaux et/ou externes), la chaleur fatale peut être récupérée et valorisée au moyen de technologies variées :

Les technologies de valorisation

Collecte de la chaleur

Par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur, la chaleur peut être transférée à d'autres fluides/procédés/stockages avec un changement possible du support énergétique :

• échangeur liquide / liquide (plaques) ;
• échangeur gaz / gaz (plaques, tubes) ;
• échangeur gaz / liquide (à ailettes, caloduc).

La chaleur collectée peut alors être utilisée pour le chauffage d'autres flux sur site, le chauffage des locaux industriels, etc.

Technologies associées :

• Échangeur rotatif
• Échangeur à spirale
• Échangeur à plaques
• Échangeur à plaques air/air
• Échangeur tubulaire
• Échangeur cyclonique
• Économiseur/condenseur
• Echangeur en plastique
• Boucle à eau glycolée

Remontée du niveau thermique

Selon les besoins du site industriel, le niveau de température de la chaleur collectée peut être relevé par l'intermédiaire de technologie type pompe à chaleur (électrique ou gaz).

Les technologies type compression mécanique de vapeur et éjecto-compresseur permettent de récupérer la chaleur fatale contenue dans les vapeurs (buées) d'un procédé.

Technologies associées :

• Pompe à chaleur
• Compression Mécanique de Vapeur (CMV) ou Recompression Mécanique de Vapeur
• Éjecto-compresseur

Abaissement du niveau thermique

La chaleur fatale contenue dans un effluent peut également être valorisée pour produire du froid (positif ou négatif) par l'intermédiaire d'une machine à absorption (ou à adsorption), moyennant l'utilisation de fluides abaissant la température de l'effluent en absorbant sa chaleur.

Technologie associée :

•  Machine à absorption

Production d'électricité

La chaleur fatale peut également être valorisée pour produire de l'électricité (changement de vecteur énergétique) via des turbines ou des machines ORC (Organic Rankine Cycle).

Les machines ORC constituent la technologie la plus prometteuse pour valoriser les flux thermiques industriels dont la température est supérieure à 150 °C.

L'utilisation de fluides actifs (vapeur, par exemple) transforme cette chaleur stockée sous forme moléculaire en travail mécanique. Cela conduit également à un rejet de chaleur, mais à une température plus basse que celle initialement disponible. Le travail mécanique produit peut ensuite être utilisé ou converti en énergie électrique.

La production d’électricité à partir de chaleur perdue peut être aussi associée à une valorisation complémentaire de la chaleur résiduelle (chauffage des locaux à l'intérieur du site, etc.), et ainsi maximiser le rendement global.

Technologie associée :

• Machine ORC

Stockage

Selon la temporalité des sources et des besoins de chaleur, la chaleur fatale récupérée peut être stockée pour une utilisation ultérieure sur site. Le stockage peut être thermique (par chaleur sensible ou chaleur latente) ou thermochimique (énergie par sorption).

Technologies associées :

• Stockage par chaleur sensible
• Stockage par chaleur latente (matériaux à changement de phase)
• Stockage thermochimique (sorption)

Le niveau de température à laquelle la chaleur est disponible dans un procédé considéré conditionne donc la méthode de valorisation à mettre en œuvre. Dans tous les cas, l'énergie peut être récupérée sous forme de chaleur ou de travail mécanique (qui peut éventuellement être transformé en électricité ou être utilisé pour rehausser le niveau de température d'une autre source de chaleur).