Pompes à chaleur haute température : solution pour la décarbonation des industriels

En tant qu’industriel, vous faites face à un double défi : réduire vos émissions de CO₂ et sécuriser vos approvisionnements dans un contexte de volatilité énergétique. Les pompes à chaleur haute et très haute température sont une solution technologique clé pour récupérer, valoriser et produire une utilité décarbonée, tout en améliorant l’efficacité énergétique globale de vos sites.

 

En 2022, 22,8% de la consommation finale de chaleur était d'origine renouvelable. Objectif 2050 38 % de la consommation finale de chaleur renouvelable

Chaleur industrielle : un levier puissant de décarbonation

L’industrie représente près de 20 % de la chaleur consommée en France. Selon l’Alliance Industrielle pour la Compétitivité et l’Efficacité Énergétique (Allice), environ 70 % de la consommation énergétique de l’industrie française est consacrée aux usages thermiques.

Et d’après les données du SDES (Service des données et études statistiques), vous êtes particulièrement touché si votre activité relève de la chimie (49 % de la consommation de chaleur), l’agroalimentaire ou la papèterie (19 % chacun), ou encore la pharmacie (4,4 %).

Pour rappel, la chaleur représente aujourd’hui près de la moitié de la consommation d’énergie finale en France. Pourtant, seule 27 % de cette chaleur est issue de sources renouvelables (vs. 22,8 % en 2022).

La production de chaleur reste donc un levier majeur de décarbonation, puisqu’elle génère à elle seule près de 50 % des émissions directes de gaz à effet de serre de l’industrie française.

Malgré l’absence d’un cadre réglementaire contraignant, de nombreux industriels s’engagent déjà dans la transition énergétique. Ils remplacent progressivement leurs systèmes de production de chaleur fossile (fioul, gaz, charbon) par des solutions décarbonées telles que :

  • les pompes à chaleur haute ou très haute température,
  • le solaire thermique,
  • les systèmes de récupération de chaleur fatale,
  • ou encore les chaufferies biomasse.

Ces alternatives offrent des solutions concrètes pour accélérer la décarbonation des procédés thermiques et répondre aux objectifs européens de neutralité carbone.

Pourquoi et comment récupérer votre chaleur fatale ?

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Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur haute température ?

PAC haute ou très haute température, une alternative décarbonée aux chaudières industrielles

 

Les pompes à chaleur haute et très haute température s’imposent aujourd’hui comme une des solutions de référence pour remplacer ou compléter les chaudières traditionnelles alimentées au gaz, au fioul ou au charbon.

Les PAC haute température permettent d’atteindre des niveaux de 30 °C à 120 °C, tandis que les PAC très haute température peuvent monter jusqu’à 140 °C. Cette plage de fonctionnement couvre une grande variété de besoins thermiques : préchauffage de fluides, séchage, cuisson, lavage, stérilisation ou encore maintien en température dans les procédés continus.

Ces systèmes s’adaptent ainsi à la majorité de vos usages thermiques dans les secteurs de l’agroalimentaire, la chimie, la pharmacie, la papèterie ou de la métallurgie légère.

Les pompes à chaleur se distinguent également par leur coefficient de performance (COP), souvent supérieur à 3,5. Concrètement, cela signifie qu’elles peuvent produire 3 à 4 fois plus d’énergie thermique qu’elles n’en consomment en électricité.

À l’inverse, une chaudière classique, même performante, affiche un rendement proche de 90 % à 100 %, car elle dépend directement de la combustion d’une énergie fossile. Les PAC exploitent l’énergie présente dans l’air, l’eau ou les rejets thermiques des procédés existants, ce qui en fait une solution à haut rendement et faible émission carbone.

De plus, ces systèmes peuvent être installés en remplacement total ou partiel de vos chaudières existantes. Ils peuvent aussi être combinés à d’autres technologies — comme la biomasse, le solaire thermique ou la récupération de chaleur fatale — dans une logique de mix énergétique optimisé. Cette modularité permet de sécuriser votre approvisionnement en chaleur tout en réduisant vos coûts d’exploitation.

En combinant performance énergétique et flexibilité d’intégration, les PAC constituent un levier concret de réduction des émissions pour l’industrie.

Pompes à chaleur : quels avantages ?

Au-delà de la réduction des émissions directes de gaz à effet de serre, produire une utilité décarbonée vous offre de nombreux bénéfices. Elle contribue à la fois à votre performance économique, votre sécurité énergétique et votre résilience face aux fluctuations du marché.

Les principaux avantages de la chaleur décarbonée :

  • Réduction durable de votre facture énergétique et moindre exposition à la volatilité des prix des énergies fossiles.
  • Électrification des procédés industriels, permettant de supprimer l’usage d’énergies fossiles.
  • Potentielle valorisation de la chaleur fatale ou des sous-produits bois de votre usine, pour plus d’autonomie énergétique.
  • Moindre coût carbone grâce à la diminution des besoins en quotas d’émission.
  • Subventions publiques attractives, pouvant couvrir jusqu’à 40 % du montant des projets.

Électrifier vos usages pour décarboner :

Comment fonctionne une pompe à chaleur haute température (PAC) ?

Une pompe à chaleur fonctionne sur le principe du transfert d’énergie : elle capte la chaleur d’un milieu (air, eau, vapeur, effluents, fumées, etc.) pour la transférer vers un autre circuit à une température plus élevée.

Concrètement, elle repose sur un cycle thermodynamique en quatre étapes :

  1. L’évaporateur récupère la chaleur d’une source dite “froide” (air ambiant, eau de process, rejets thermiques) pour vaporiser un fluide frigorigène.
  2. Le compresseur augmente la pression et la température de ce fluide, transformant cette énergie en chaleur utile.
  3. Le condenseur transfère cette chaleur vers le circuit de chauffage industriel — par exemple pour chauffer de l’eau, de l’air ou un fluide de procédé.
  4. Enfin, le détendeur abaisse la pression du fluide pour boucler le cycle et permettre une nouvelle récupération de chaleur.

Ce fonctionnement permet de valoriser une énergie déjà disponible plutôt que de la produire à partir d’une source fossile.

Résultat : une efficacité énergétique jusqu’à 4 fois supérieure à celle d’une chaudière classique, une réduction significative des émissions de CO et un abaissement du coût global de production de chaleur.

Les pompes à chaleur pour une application industrielle

Quelle est l’utilité des pompes à chaleur pour votre activité industrielle ? Comment pouvez-vous les utiliser concrètement pour vos besoins ? Quelles sont les clés de succès d’une installation réussie ? Explorons ensemble ces sujets !

Récupérer et valoriser la chaleur fatale

 

La chaleur fatale issue des procédés industriels (fumées, eaux usées, air extrait…) peut être récupérée, réhaussée par une pompe à chaleur puis réinjectée dans le process. Cette approche circulaire permet de réduire la consommation d’énergie nécessaire pour atteindre la température souhaitée tout en proposant une alternative décarbonée et en améliorant le rendement global de votre site.

Applications sectorielles spécifiques

 

Les dispositifs haute et très haute température répondent aux besoins variés des secteurs agroalimentaire, chimique, papetier et pharmaceutique. Elles couvrent des usages tels que la cuisson, le séchage, le lavage ou le préchauffage.

GreenFlex accompagne plusieurs industriels dans ces projets : production de vapeur à partir de chaleur fatale, chauffage d’huiles de cuisson, récupération de buées ou valorisation de chaleur issue du froid industriel. Ces projets permettent des réductions d’émissions allant de 30 % à 100 %, selon les usages.

Cas concrets :

 

  1. Secteur chimie

Source de chaleur valorisée : boucle de refroidissement d’un réacteur (60°C)

Usages après réhausse via une PAC : production de vapeur à destination des process (140°C)

Gains : -100 % d’achat de vapeur et -2 118 tCO2 par an

 

  1. Secteur agroalimentaire

Source de chaleur valorisée : buées des friteuses (90°C)

Usage après réhausse via une PAC : chauffage de l’huile alimentaire des friteuses (180°C)

Gains : -70 % de consommation de gaz et -11 200 tCO2 par an

  1. Secteur papetier

Source de chaleur valorisée : buées de la sécherie de la machine à papier (70°C)

Usages après réhausse via une recompression mécanique de vapeur et une PAC : cylindres sécheurs de la machine à papier (144°C)

Gains : – 37 % de consommation de gaz et – 4 222 tCO2 par an

 

  1. Secteur agroalimentaire

Source de chaleur valorisée : condensation du fluide frigorigène (35°C)

Usage après réhausse via une PAC : chauffage des eaux de nettoyage process (85°C)

Gains : -100 % de consommation de gaz (PAC + méthanisation) et -929 tCO2 par an (PAC)

Installation et mise en service industrielle

Une installation réussie repose sur une étude préalable du besoin thermique et des gisements de chaleur fatale, un dimensionnement technico-économique adapté et une intégration fluide avec les équipements existants. GreenFlex accompagne les industriels à chaque étape, de la conception à la mise en service, pour garantir performance et fiabilité.

Comment choisir la bonne pompe à chaleur à haute température​ ?

Pour réussir votre décarbonation, il est indispensable de bien préparer votre projet. Ainsi, vous devez prendre en compte plusieurs critères afin de faire le bon choix.

Dimensionnement et choix techniques

Le bon dimensionnement d’une pompe à chaleur industrielle dépend de la température d’entrée et de sortie, du débit thermique, du fluide frigorigène et de la compatibilité avec l’installation existante. Un calcul précis garantit un COP élevé, une durée de vie prolongée et un investissement optimisé.

Les meilleures pompes à chaleur industrielles

Les pompes à chaleur industrielles les plus performantes se distinguent par leur plage de température étendue, leur fiabilité, et leur compatibilité avec les sources de chaleur fatale. Les modèles récents atteignent jusqu’à 140 °C, tout en conservant un rendement supérieur à 3,5. On peut citer des marques telles que Carrier et Johnson Controls.

Les solutions de financement adaptées aux professionnels

Malgré les atouts de la chaleur renouvelable, la dynamique s’essouffle, freinée par la baisse du Fonds Chaleur, la diminution des prix du gaz et des quotas carbone, et des taux d’intérêt élevés.

Dans ce contexte, seules les technologies offrant un retour sur investissement rapide ou les modèles de tiers-financement — où la redevance dépend du volume de chaleur livrée — continuent de tirer leur épingle du jeu. C’est justement le cas des pompes à chaleur.

Les aides publiques

Les aides publiques — telles que le Fonds Chaleur de l’ADEME, le Plan France Relance ou les Certificats d’Économies d’Énergie (CEE) — peuvent couvrir 20 à 40 % du coût d’un projet de pompe à chaleur industrielle, selon les critères d’éligibilité et le secteur d’activité.

La fiche CEE IND-UT-137 pour la mise en place d’un système de pompe à chaleur en rehausse de température de chaleur fatale récupérée bénéficie actuellement d’une bonification x2 (valable jusqu’en 2026) pour les projets industriels.

Les différentes solutions de financement

Outre les subventions, vous pouvez recourir à des solutions de financement du reste à charge sur mesure. Ces approches permettent de lisser la charge et d’améliorer le temps de retour sur investissement du projet.

Quelles sont les subventions disponibles dans l’industrie ?

FAQ

Quel est le prix d’une bonne pompe à chaleur ?

Le coût dépend de la puissance nécessaire, de la technologie utilisée et du niveau de température visé. En moyenne, il faut compter entre 400 et 800 €/kW thermique installé, hors subventions.

Quelle est la consommation électrique d’une pompe à chaleur à haute température ?

Avec un COP supérieur à 3,5, une pompe à chaleur consomme 3 à 4 fois moins d’énergie électrique que la quantité de chaleur produite, ce qui en fait une solution très efficace.

Quelle est la température maximale autorisée pour une pompe à chaleur ?

Les pompes à chaleur haute température atteignent jusqu’à 120 °C, et les très haute température peuvent produire jusqu’à 140 °C, selon la technologie employée et le fluide frigorigène.

Quelle différence entre PAC basse température et haute température ?

Une pompe basse température (jusqu’à 60 °C) est destinée au chauffage de bâtiments (système CVC) ou de réseaux de chaleur, tandis que les PAC haute et très haute température répondent aux besoins industriels exigeants nécessitant de la chaleur de procédé.

En résumé

En conclusion, la pompe à chaleur industrielle s’impose comme une technologie clé de la décarbonation du secteur industriel. Elle permet de valoriser l’énergie disponible, de réduire les coûts et de limiter la dépendance aux énergies fossiles.

Combinée à d’autres leviers comme la biomasse, le solaire thermique ou la récupération de chaleur fatale, elle contribue à construire des sites plus autonomes, performants et durables.

Grâce à ses expertises techniques et financières, GreenFlex accompagne les industriels à chaque étape — du diagnostic à l’exploitation — pour transformer leurs besoins de chaleur en opportunités d’efficacité et de compétitivité bas carbone.