Quand les petits pas résultent en une contribution de géant

L’histoire de la création de « l’usine de la petite marque de boissons préférée de la planète » montre qu’une entreprise qui réussit peut aussi aider les gens et la planète à vivre mieux. Il était une fois un entrepreneur qui avait un grand rêve : mettre en service un établissement zéro émission nette au printemps 2022. Baptisée « le blender », cette usine deviendrait le nouvel établissement de production de jus et smoothies de notre client innocent. Ce serait un endroit où l’on préparerait les meilleurs smoothies de la planète et où les gens les plus intelligents s’associeraient pour créer des équipes qui le seraient encore plus, avec le concours de certains des spécialistes procédés, chauffage et réfrigération de GEA.

Parler de son nouvel établissement de production de jus dans le Port de Rotterdam aux Pays-Bas comme de l’« usine de la petite marque de boissons préférée de la planète » illustre bien l’approche privilégiée par innocent pour apporter sa modeste contribution à un effort de bien plus grande envergure sans renoncer à ses ambitions. En effet, l’usine produit jusqu’à 300 millions de litres par an de jus et smoothies réfrigérés destinés à l’Europe continentale et au Royaume-Uni. Il faut aussi souligner le fait, dont la portée dépasse celle de la réduction de son empreinte environnementale, que l’entreprise néerlandaise devient ainsi un exemple pour les autres entreprises qui peuvent s’en inspirer et l’imiter. Parce qu’innocent sait que les gouttes d’eau préservées, les tonnes de dioxyde de carbone rejetées en moins, les kilowattheures d’énergie économisés et les kilos de déchets non produits, se traduisent au final par une contribution remarquable.

Le génie des procédés, un art essentiel

Les spécialistes de GEA accompagnent les rêves d’innocent en faisant tout ce qu’ils peuvent pour aider l’entreprise à les concrétiser. En travaillant sur le projet conjointement avec l’équipe de conception d’innocent, ils ont prouvé qu’une conception de procédé efficace et fiable était bien plus qu’une enfilade de machines et de composants sur le plancher d’une usine. Le génie des procédés englobe, en effet, le travail effectué en coulisses et, idéalement, en amont. C’est d’ailleurs cette expertise qui assure que les procédés soient configurés pour que la fabrication soit vraiment durable.

Il est plutôt rare que des clients impliquent GEA suffisamment tôt dans le processus pour qu’il soit possible de revenir à la planche de dessin pour perfectionner de nombreux points délicats. Heureusement, c’est exactement ce qui s’est passé avec le projet du blender d’innocent. C’est la preuve que les petites boissons peuvent jouer un grand rôle pour réaliser le rêve d’un fabricant de boissons d’atteindre la neutralité carbone. Dans cette optique, la quantité de gaz à effet de serre relâchée durant la production de chaque bouteille a été passée au peigne fin.

« Donner à la planète un siège à la table de la conception de l’usine »
Bienvenue dans la ville du « blender »

Ce projet est un melting pot de personnes qui n’ont pas peur du débat, sont prêtes à écouter des points de vue différents des leurs, à revoir leurs plans et à se stimuler mutuellement pour trouver de nouvelles solutions. « Nous voulons donner à la planète un siège à la table de la conception de l’usine », explique Andy Joynson de chez innocent. En tant qu’ex-Directeur du site, ou « Blender en chef » comme ils aiment à l’appeler chez innocent, il est responsable de ce projet révolutionnaire. Avec son équipe, il a veillé à ce que chacune des étapes de la planification soit verte. Seules les solutions qui réduisent les émissions de dioxyde de carbone et la consommation d’eau et traitent l’eau comme une ressource l’intéressent.

Le Yin et Yang

L’élément-clé pour résoudre la cascade énergétique est de comprendre comment tous les détails s’encastrent pour former un tout ou, autrement dit, comment passer d’une micro-perspective à une macro-perspective. Franz-Josef Helms, qui supervise le projet côté process, résume la philosophie de GEA en quelques mots : « Nous ne fuyons pas quand il faut approfondir et évaluer chaque étape opérationnelle en en envisageant l’impact sur toutes les étapes qui suivent. Chaque décision a des retombées multidimensionnelles. Avec innocent et son équipe, nous avons cherché dès le début à repousser les frontières et nous avons senti que c’était ce que l’on attendait de nous. Au fur et à mesure que la conception évoluait avec nos idées, notre équipe a continué à s’adapter et à rendre tout cela possible. » Il est nécessaire de rassembler l’expérience et les compétences de nombreux partenaires pour concevoir une usine aussi révolutionnaire. Mais avec GEA à ses côtés, innocent a un partenaire qui ne recule pas devant ce genre de défi.

En utilisant les dernières technologies disponibles, nous pouvons concevoir des usines qui atteignent les limites du possible en termes de durabilité. »

Franz-Josef Helms

Responsable de l’ingénierie, Boissons sans alcool, GEA

Une démarche qui a du sens

Robert Unsworth est un des spécialistes du chauffage et de la réfrigération de GEA qui ont épaulé l’équipe de conception du projet d’innocent en se focalisant sur les GEA NEXUS Holistic Engineering Solutions. Grâce à cette approche, les demandes de chauffage et de refroidissement sont prises en compte dès la phase de planification du procédé, au lieu de l’être après coup comme c’est généralement le cas. Or, comme l’explique R. Unsworth, cette dernière approche résulte en un énorme gaspillage de potentiel. Si optimiser séparément les composants de l’installation et les différentes étapes de procédé résulte en des gains d’efficacité incrémentiels, il faut examiner la situation dans son ensemble pour obtenir des améliorations importantes sur le plan de la consommation d’énergie et de l’empreinte carbone. 

« En associant les connaissances en matière de procédés et en matière de refroidissement et de chauffage, vous pouvez gagner plus d’un demi-point en pourcentage ici et là. Les mesures individuelles, comme le remplacement d’un composant donné ou le réglage d’un paramètre, ne donneront pas de vrais résultats », explique R. Unsworth.

« Grâce à NEXUS, nous pouvons réduire la consommation d’énergie et les coûts d’exploitation de 30 % ou plus, tout en diminuant les émissions de CO₂ et de NOₓ de jusqu’à 90 %. Si une usine utilise de l’électricité verte, il est même possible d’atteindre la neutralité carbone. C’est exactement la voie empruntée par innocent. »

Robert Unsworth

Directeur Développement durable technique Monde, GEA Heating & Refrigeration Technologies

Quels sont exactement les leviers exploités par le groupe de travail créé par GEA et innocent pour assurer que le blender soit un établissement carbo-neutre qui fonctionne aux énergies renouvelables ? Durant le processus de planification, l’équipe a défini quatre sous-tâches pour aider innocent : diminuer sa consommation d’énergie, recycler l’énergie et à la réutiliser, et en produire grâce à la régénération. Vous pouvez voir cela comme une histoire d’énergie en quatre actes.

GEA Engineer
Chapitre Un : Diminuer la consommation d’énergie

Une chose dont aucun établissement de production de produits alimentaires ou de boissons ne peut se passer est le chauffage. Il est essentiel pour cuire, stériliser et conserver. Le revers de la médaille, c’est qu’il faut du refroidissement pour abaisser la température des produits thermotransformés, préserver les parfums, les nutriments et les vitamines ainsi que la texture. Or la chaleur étant de l’énergie, il est important d’évaluer la chaleur requise par chacune des étapes du procédé et d’effectuer des ajustements en conséquence. En travaillant en étroite collaboration avec leur client, les spécialistes de GEA sont parvenus à minimiser le besoin de chauffage et de refroidissement dans de nombreux secteurs. Le résultat est une réduction nette de l’énergie requise par l’installation dans son ensemble.

Il est, par exemple, possible d’abaisser les températures de pasteurisation de 95 °C à 90 °C, ce qui améliore le bilan énergétique de 3 %. Cela permet d’installer une pompe à chaleur et de décongeler les jus surgelés avec de l’eau chaude au lieu de le faire avec de la vapeur. GEA a également conseillé à innocent d’utiliser deux circuits de chauffage séparés, l’un réglé à 65 °C pour le nettoyage et l’autre à 90 °C pour la pasteurisation et la stérilisation. Mieux encore, innocent ne refroidira ses jus que jusqu’à la température strictement nécessaire, car chaque degré de refroidissement de moins se traduit par 4 % minimum de rendement énergétique de gagnés.    

Avant qu’innocent ne se lance dans tous ces changements, GEA a effectué des tests complets : « Nous devions être sûrs que la technologie employée assure la conformité aux normes de qualité, même en ayant revu à la baisse la chaleur employée. Et la réponse est un oui net. Par exemple, nous pasteurisons à une température inférieure pour pouvoir utiliser des pompes à chaleur. Dans le domaine de la transformation des produits alimentaires, ce n’est pas loin d’être un exploit », explique Helms. Ces petites modifications changent toutes les perspectives.

Chapitre Deux : Réutiliser l’énergie

Dans le chapitre deux de cette histoire, GEA a identifié comment l’énergie utilisée à certains points du procédé pouvait être recyclée pour minimiser les pertes de chaleur. innocent utilisera ainsi un pasteurisateur plus éco-énergétique, avec un échangeur thermique de plus grande surface. Une autre solution pratique adoptée consiste à chauffer l’eau utilisée pour le nettoyage avec la chaleur perdue des compresseurs d’air. GEA a dû minimiser la quantité de vapeur de manière à pouvoir utiliser un générateur de vapeur électrique alimenté à l’énergie verte. « Traditionnellement, toute la chaleur fournie l’était à plus de 100 °C et nous utilisions la vapeur pour la production des boissons », précise R. Unsworth. « Mais nous avons remis cela en question. Maintenant seule une fraction de la chaleur requiert de la vapeur, qui est utilisée pour la stérilisation. »

« En exploitant le principe des échangeurs thermiques pour un effet maximal, nous avons considérablement augmenté la réutilisation et limité l’énorme quantité d’énergie qui était gaspillée avec la vapeur inutilisée. »

Andy Joynson

Ex-Blender en chef, innocent

Chapitre Trois : Valoriser l’énergie
Chapitre Trois : Valoriser l’énergie

Nous savons tous qu’il est possible de valoriser les déchets ménagers en les réutilisant et en leur trouvant de nouveaux usages. Mais comment cela fonctionne-t-il avec l’énergie ? Les pompes à chaleur sont la solution et ce sont les héroïnes du troisième chapitre de l’histoire de l’optimisation énergétique d’innocent. Avec leur aide, l’énergie utilisée dans la production des jus, en particulier la chaleur perdue du système de refroidissement, peut recirculer dans un circuit fermé. Dans le système conçu par GEA pour innocent, ce circuit se trouvera à la jonction des circuits de température à 65 °C et 90 °C. Lorsque les processus de chauffage requièrent des températures supérieures à 100 °C, les chaudières électriques augmentent la température. Comme les pompes à chaleur, les chaudières ont elles aussi besoin d’énergie pour fonctionner.

Et si la fin du processus de conception a des allures de conte de fées, ce n’est pas par magie. C’est la juste récompense pour avoir examiné les étapes et les paramètres du procédé sous toutes les coutures et s’être mutuellement encouragés à innover et à améliorer les choses. Remettre en cause les conventions a été bénéfique pour à la fois GEA et innocent. Et si innocent veut une usine neutre pour le climat, l’entreprise est bien consciente des besoins en énergie d’une production industrielle.

GEA Heat pumps at Innocent
Chapitre Quatre : La génération d’énergie verte indépendante

Tout cela nous amène au chapitre quatre et à la décision d’innocent de générer sa propre énergie en utilisant des panneaux solaires et de grosses éoliennes au nord et au sud du site. L’entreprise sentait qu’il était important de ne pas peser sur le service public local et de ne pas requérir d’augmentation de la capacité du réseau. Elle a donc décidé que le blender devait être autosuffisant et produire l’énergie nécessaire pour la production des jus et smoothies.

Donnant un aperçu de ce à quoi ressembleront les zones industrielles du futur, Andy Joynson explique avoir choisi d’implanter l’usine dans le Port de Rotterdam pour que les ingrédients des boissons d’innocent n’aient plus à parcourir des kilomètres sur la route pour arriver à l’usine, ce qui évitera le rejet de tonnes de gaz à effet de serre. Et comme il faudra bien transporter ses jus d’orange sur les routes, innocent envisage d’employer la première flotte de poids lourds électriques zéro émission de 50 tonnes du monde.

Chapitre Quatre : La génération d’énergie verte indépendante
Économiser de l’eau grâce aux citrons et miser toujours plus sur la créativité

La réduction des émissions de dioxyde de carbone exige une vraie mobilisation. Pour assurer que le blender soit conçu pour être vraiment durable, GEA a également appliqué son approche micro-macro à la consommation d’eau et à la génération des déchets de la production des jus. À ce sujet, Franz-Josef Helms, dont l’équipe a examiné chacune des étapes de ce processus, précise : « Ce qui nous a permis de réduire le plus la consommation a été un système NEP inusuel qui minimise la surface de nettoyage requise tout en exploitant une technologie pionnière de Fluidor qui nettoie les tuyaux avec un tourbillon d’air qui remplace l’eau. Adapter le système Fluivac permet à innocent de récupérer 98 % du jus dans la tuyauterie de process. »   

Un exemple de mesure favorisant la durabilité mis en avant par F.-J. Helms est « l’utilisation du jus de citron à la place de l’eau comme liquide de rinçage des joints naturels, car son pH faible empêche le développement de bactéries. » En installant des condenseurs, innocent consommera 45 % moins d’eau par rapport aux estimations de l’étude de conception initiale. GEA est allée encore plus loin en adaptant le système Fluivac au système NEP GEA. La combinaison de ces deux systèmes réduit considérablement la consommation d’eau. Là où il y a une volonté, il y a un chemin.

GEA CIP Innocent
Inspirer un changement plus vaste

Andy Joynson a l’œil qui pétille quand il dit : « Je tire mon chapeau devant GEA, car ses ingénieurs nous ont accompagnés tout au long de cette aventure et nous ont aidés à remettre en question les approches de conception traditionnelles. Tous ces petits détails additionnés ont débouché sur un grand succès.  »

Compresseur à vis à 2 étages GEA Grasso dans la salle de l’installation de réfrigération de Wipasz

Une conception utilisant des pompes à chaleur intelligentes médaillée d’or

GEA et innocent drinks ont remporté ensemble une médaille d’or à l’occasion de la People’s Choice Award de l’Association européenne des pompes à chaleur (EHPA) pour la conception employant des pompes à chaleur intelligentes de la nouvelle usine de jus « le blender » aux Pays-Bas. L’Heat Pump Award de l’EHPA récompense tous les ans les solutions de pompes à chaleur les plus efficaces et durables. Le public a été impressionné par la façon dont les partenaires ont intégré les dernières technologies, le cahier des charges du procédé et les demandes de chauffage et de refroidissement dès les premières étapes, et ont développé une conception de production tournée vers l’avenir, en évitant le gaspillage d’énergie et en bouclant la boucle. Félicitations à toute l’équipe ! #HPA2021 #durabilité #carbo-neutre #NEXUS
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