Projet FROZEN

Brûleur flexi-fuel pour décarboner la chaleur dans les industries

Projet coordonné par le CNRS

Durée de 4,5 ans

1,97 millions d’euros de budget

2 thèses et 1 stage

Contexte et enjeu

Les fours industriels représentent 60% de la consommation d’énergie de chauffage industriel et 90% de l’énergie consommée par ces activités provient de combustibles fossiles : décarboner leur utilisation est donc un levier climatique majeur.

Les fours industriels sont principalement utilisés dans cinq secteurs en France : la sidérurgie, la chimie de base et l’industrie pharmaceutique, les minéraux non-métalliques, la métallurgie et l’agroalimentaire. Pour répondre aux objectifs de décarbonation de ces secteurs, le nombre de fours électriques devrait doubler ou tripler d’ici 2035, tout comme la consommation en électricité liée à l’utilisation de fours.

Objectifs scientifiques

Le projet FROZEN vise à développer un brûleur polyvalent pour les fours industriels, en s’inspirant des récents progrès réalisés dans la décarbonation des turbines à gaz utilisées dans l’aviation et la production d’électricité. Il s’agit de modifier le système d’injection pour permettre son fonctionnement avec des mélanges enrichis en hydrogène, incluant du biogaz, de l’ammoniac, de l’ammoniac partiellement craqué (PCA) ou de l’hydrogène pur. L’objectif est de garantir une génération de chaleur flexible, intelligente et résiliente.

Grâce à des expériences réalisées avec des outils de diagnostic avancés, le projet approfondira les connaissances fondamentales et technologiques, en mesurant des variables représentatives de l’écoulement réactif, y compris les principales espèces, les intermédiaires et les polluants. Ces données serviront à valider des modèles de simulation numérique haute-fidélité pour le brûleur FROZEN, atteignant un niveau de maturité technologique (TRL) de 4. Le brûleur prototype et les outils numériques validés permettront à l’industrie de concevoir des brûleurs pour des applications réelles à maturité élevée.