À la fin du XIX^e siècle, les usines ont commencé à adopter l’électrification comme moyen de réduire les coûts. Aujourd’hui, plus de deux siècles plus tard, on assiste à une renaissance de l’électrification de l’industrie : des terminaux maritimes (lien externe à ibm.com) dans le New Jersey à la production d’acier (lien externe à ibm.com) en Nouvelle-Zélande, les opérations industrielles se tournent vers l’électrification comme jamais auparavant.

Cependant, cette tendance actuelle ne vise pas uniquement à économiser de l’argent, mais aussi à sauver la planète.

L’électrification désigne la conversion d’un dispositif, d’un système ou d’un processus dépendant de sources d’énergie non électriques en une solution alimentée par l’électricité. Dans le contexte des initiatives de durabilité, les technologies d’électrification reposent sur l’électricité renouvelable, c’est-à-dire l’énergie électrique provenant de l’énergie solaire, éolienne et d’autres sources propres et renouvelables.

Ainsi, l’électrification est devenue essentielle pour soutenir la transition mondiale vers les énergies renouvelables, un aspect majeur du mouvement visant à décarboner l’économie, à atteindre zéro émission nette et à atténuer le changement climatique. Comme l’a noté l’Institute for Business Value d’IBM, « des mesures radicales sont nécessaires pour décarboner l’économie », l’électrification des industries, en particulier, apparaissant comme un « impératif critique ».

Le secteur industriel est très énergivore, puisqu’il représente 37 % de l’utilisation mondiale dans ce domaine. Sa consommation d’énergie s’accompagne d’une empreinte carbone considérable et croissante : les émissions industrielles ont augmenté de 70 % (lien externe à ibm.com) au cours des deux dernières décennies, les entreprises industrielles contribuant à environ un quart des émissions de carbone dans le monde.

Les émissions industrielles dépendent à la fois de la consommation d’énergie et du type d’énergie utilisé. Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), la consommation d’énergie dans l’industrie continue d’être « dominée » par les combustibles fossiles. Le charbon est depuis longtemps le combustible le plus courant dans les opérations industrielles et, en 2022, la part totale des combustibles fossiles (lien externe à ibm.com) (y compris le gaz naturel et le pétrole) dans le bouquet énergétique du secteur industriel était de 67 %. Pour réduire les émissions, il faut passer à une énergie plus propre et renouvelable pour les processus industriels.

C’est là qu’intervient l’électrification.

Une électrification durable et réussie implique de remplacer les moyens de production alimentés par des combustibles fossiles par des technologies et des équipements électriques. Quelques exemples :

Électrification du chauffage industriel : le chauffage industriel est une étape clé dans la fabrication de matériaux tels que l’acier et le ciment, et de produits de consommation tels que les appareils électroménagers et les cosmétiques. Le chauffage représente une part importante de la consommation d’énergie sur site, car il s’effectue en grande partie à des températures élevées de 400 °C (752 °F) (lien externe à ibm.com) ou plus. Comme ces besoins énergétiques sont généralement satisfaits par la combustion de combustibles fossiles, le chauffage industriel contribue à hauteur de 30 % (lien externe à ibm.com) aux émissions de gaz à effet de serre (GES) produites par les usines de fabrication. L’électrification représente une alternative respectueuse de l’environnement. Grâce aux technologies de chauffage électromagnétique, aux chaudières électriques, aux fours électriques et aux pompes à chaleur industrielles, les industries peuvent réduire considérablement leurs émissions de gaz à effet de serre. En Nouvelle-Zélande, par exemple, le passage d’une usine sidérurgique (lien externe à ibm.com) à un four à arc électrique devrait permettre de réduire les émissions d’au moins 45 %.

Moteurs électriques : les turbines à gaz et à vapeur (alimentées par des combustibles fossiles) actionnent différents types de machines tournantes, telles que des ventilateurs et des compresseurs. Le remplacement de ces turbines par des moteurs électriques alimentés par des énergies propres peut réduire les émissions sur divers sites industriels, notamment les stations de compression des gazoducs. (Le gaz naturel est souvent considéré comme un « carburant de transition » pour complémenter les sources d’énergie renouvelables.) Les stations de compression utilisent traditionnellement des turbines à gaz industrielles, mais cela est en train de changer. Ainsi, depuis 2023, plus de 300 stations de compression (lien externe à ibm.com) en Europe sont équipées de moteurs électriques.

Véhicules électriques : les émissions de gaz à effet de serre proviennent également de l’utilisation intensive de véhicules routiers et non routiers alimentés par des combustibles fossiles, des camions qui transportent des matériaux et des marchandises le long des chaînes d’approvisionnement aux chariots élévateurs dans les usines de fabrication et les ports. Le passage aux véhicules électriques est un autre moyen de réduire considérablement les émissions dans ces secteurs. Par exemple, au terminal maritime d’Elizabeth, dans le New Jersey, les opérateurs portuaires estiment qu’une nouvelle initiative visant à déployer des tracteurs de terminal électriques (lien externe à ibm.com) permettra d’éviter l’émission de 1 100 tonnes de GES par an et par tracteur.

L’installation de systèmes de chauffage et de refroidissement électriques, tels que les pompes à chaleur, est également un moyen de décarboner les sites industriels. Cependant, les recherches sur ces initiatives sont moins nombreuses (lien externe à ibm.com) que celles portant sur l’électrification des systèmes de chauffage et de refroidissement résidentiels.

Si la réduction potentielle des émissions de gaz à effet de serre est l’un des principaux moteurs de l’électrification à l’échelle mondiale, les chefs d’entreprise ont tendance à garder une autre motivation à l’esprit : leurs résultats financiers.

En effet, l’électrification peut permettre aux entreprises industrielles de réaliser des économies à long terme. Les équipements électriques ont tendance à avoir des coûts de maintenance plus faibles tout en fournissant une plus grande efficacité énergétique. Ces dernières années, les prix de l’électricité et de l’électricité renouvelable ont également progressé par rapport aux coûts de l’énergie fossile, y compris la production d’électricité à partir de combustibles fossiles.

En outre, l’électrification peut être bénéfique pour la santé des employés. En effet, les véhicules et équipements électriques n’émettent pas de polluants atmosphériques nocifs. En remplaçant les machines et les véhicules alimentés par des combustibles fossiles par des véhicules électriques, la qualité de l’air intérieur et extérieur pourrait être améliorée, ce qui réduirait la probabilité d’effets néfastes sur la santé des employés.

L’électrification peut également aider les entreprises à atteindre leurs objectifs en matière d’ESG et à gagner l’approbation des parties prenantes, telles que les investisseurs et les clients ; c’est pourquoi les initiatives d’électrification figurent régulièrement dans les rapports de durabilité des entreprises.

Malgré les avantages de l’électrification, son adoption se heurte à des obstacles. Les coûts initiaux élevés en font partie. Si l’électrification permet d’économiser sur la durée, le remplacement des systèmes à base de combustibles fossiles par des systèmes électriques peut s’avérer coûteux, voire prohibitif. Les incitations gouvernementales contribuent à rendre l’électrification industrielle plus abordable. De la Californie (lien externe à ibm.com) à la Finlande (lien externe à ibm.com) en passant par la Nouvelle-Zélande (lien externe à ibm.com), les décideurs politiques ont subventionné les investissements dans l’électrification des industries à forte consommation d’énergie. Parmi les initiatives les plus importantes, citons le plan européen REPowerEU (lien externe à ibm.com) et l’investissement dans la décarbonation industrielle du ministère américain de l’énergie (lien externe à ibm.com).

La résilience et la capacité des systèmes énergétiques actuels constituent un autre défi majeur. À mesure que les industries électrifient davantage d’équipements et de véhicules, l’augmentation de la demande d’électricité qui en résulte peut potentiellement surcharger les réseaux électriques. Divers programmes gouvernementaux à travers le monde visent à aider les opérateurs de réseaux à moderniser les infrastructures et à accroître la capacité. Cependant, selon l’analyse de l’AIE (lien externe à ibm.com), de nouvelles politiques sont nécessaires.

Si les améliorations de l’infrastructure physique sont essentielles pour renforcer les réseaux électriques dans un contexte d’électrification croissante, les solutions logicielles peuvent également jouer un rôle clé. L’IBM Environmental Intelligence Suite, par exemple, permet aux industries et aux fournisseurs d’énergie d’anticiper les conditions environnementales perturbatrices et de s’y préparer, grâce à des capacités de prévision des pannes, de prévision de la production d’énergie renouvelable, et plus encore.

Découvrez l’IBM Environmental Intelligence Suite et apprenez-en plus sur les tendances en matière de durabilité ci-dessous.