Comment le stockage thermique par briques réfractaires décarbone l’industrie

La décarbonation de l’industrie lourde est un défi majeur pour atteindre les objectifs climatiques. Parmi les solutions émergentes, le stockage thermique par matériaux réfractaires se distingue par sa simplicité et son efficacité. La startup française Epyr, spécialisée dans ce domaine, vient de franchir une étape clé avec l’installation de son premier démonstrateur chez le papetier Wepa, près de Troyes. Ce conteneur, comparable à un énorme radiateur à accumulation, pourrait bien révolutionner la production de chaleur industrielle en remplaçant une partie du gaz fossile par de l’électricité renouvelable stockée.

Dix-huit mois après sa création, Epyr a donc concrétisé son projet sur un site industriel réel. Le principe est à la fois simple et robuste : il s’agit de transformer l’électricité en chaleur via des résistances électriques, puis de stocker cette chaleur dans des briques céramiques capables d’atteindre des températures très élevées (plusieurs centaines de degrés Celsius) et de la conserver pendant plusieurs heures. Lorsque l’usine a besoin de vapeur pour ses procédés — dans le cas de Wepa, pour le séchage de la pâte à papier — la chaleur est récupérée et convertie en vapeur. Ce système permet ainsi de lisser la production d’énergie renouvelable intermittente, notamment solaire photovoltaïque, et de réduire la dépendance au gaz.

Un fonctionnement intelligent pour une rentabilité accrue

L’originalité d’Epyr ne réside pas seulement dans la technologie de stockage, éprouvée depuis des décennies dans les fours industriels, mais dans sa stratégie d’approvisionnement en électricité. La startup tire parti des heures où l’électricité est abondante et peu chère, notamment en milieu de journée lorsque la production solaire est maximale et que les prix peuvent devenir négatifs. L’énergie est alors achetée à bas coût, stockée sous forme thermique, puis restituée aux heures de pointe ou en soirée, lorsque le gaz serait autrement utilisé. Ce modèle économique est d’autant plus pertinent que les prix du gaz sont volatils et que la conjoncture actuelle — tension sur l’approvisionnement en gaz, heures à prix négatifs en forte hausse — est favorable à ce type d’arbitrage.

Selon les calculs d’Epyr, relayés par GreenUnivers, le système devient compétitif lorsque le prix de l’électricité reste inférieur à 40 ou 50 €/MWh, alors que le gaz se situe autour de 20-25 €/MWh. En cas de retour à des prix de l’électricité plus élevés ou de gaz très bas, la chaudière à gaz reprendrait sa place. Ce modèle hybride permet de ne pas prendre de risque excessif et de garantir une flexibilité maximale à l’industriel.

Des services système pour RTE

Au-delà de la réduction de la facture énergétique, Epyr se rémunère également via les services système fournis à RTE, le gestionnaire du réseau de transport d’électricité. En tant que consommateur d’électricité flexible, la batterie thermique peut être activée ou désactivée en fonction des besoins du réseau : lorsque celui-ci est saturé, Epyr peut augmenter sa consommation pour absorber l’excédent de production, ou au contraire réduite sa soutirage. Ces services sont en cours de certification et devraient constituer une source de revenus complémentaire significative.

Un démonstrateur prometteur mais encore modeste

Le projet installé chez Wepa est un démonstrateur de 1,3 MW de puissance électrique et de 5 heures de capacité de stockage thermique (soit environ 6,5 MWh de capacité thermique utile). Il a été dimensionné au maximum en fonction de la capacité de raccordement disponible sur le site. Selon Epyr, une nouvelle demande de raccordement devra être déposée pour agrandir la puissance de l’installation à l’avenir. Ce premier pas permet néanmoins de valider la technologie en conditions réelles et de préparer le déploiement commercial à plus grande échelle.

Le secteur du stockage thermique industriel connaît un essor mondial. Des startups comme Rondo Energy (États-Unis) ou Polar Night Energy (Finlande) développent des solutions comparables, utilisant respectivement des briques réfractaires et du sable comme matériau de stockage. La France a également un rôle à jouer grâce à son mix électrique décarboné et à la forte demande de chaleur industrielle (vapeur, séchage, chauffage de procédés). Le potentiel est estimé à plusieurs térawattheures par an, rien que pour les secteurs du papier, de la chimie et de l’agroalimentaire.

Les avantages environnementaux et économiques

En remplaçant une partie du gaz naturel par de l’électricité solaire ou éolienne stockée, chaque batterie thermique d’Epyr permet d’éviter des émissions de CO₂ significatives. Selon les hypothèses de l’entreprise, une unité de 10 MW pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre de plusieurs milliers de tonnes par an, tout en offrant un retour sur investissement attractif grâce aux économies d’énergie et aux services réseau. Le matériau réfractaire utilisé (briques en céramique) a une durée de vie très longue et ne nécessite pas de métaux rares contrairement aux batteries lithium-ion, ce qui renforce son caractère durable.

L’installation est également modulaire : les conteneurs standards peuvent être multipliés pour atteindre des capacités de stockage allant jusqu’à plusieurs dizaines de mégawattheures. Cette modularité permet de s’adapter aux besoins précis de chaque site industriel, sans travaux de génie civil lourds. Epyr vise des secteurs où la vapeur est utilisée en continu ou par lots, comme l’industrie papetière, la chimie, l’agroalimentaire, la pharmacie ou encore les réseaux de chaleur urbains.

Perspectives et enjeux pour la filière

Avec ce premier démonstrateur, Epyr démontre la viabilité technique de sa solution. La prochaine étape est l’industrialisation et le passage à des projets de plus grande envergure, avec des puissances de plusieurs dizaines de mégawatts. La startup devra également obtenir les certifications nécessaires pour les services systèmes et convaincre les industriels de la rentabilité de l’installation. Le contexte réglementaire, notamment avec les obligations de décarbonation imposées par l’Union européenne (comme le système d’échange de quotas d’émission), joue en faveur de ces technologies.

En conclusion, le stockage thermique par briques réfractaires apparaît comme une solution de rupture pour décarboner la chaleur industrielle. L’innovation d’Epyr, combinant une technologie simple avec un modèle économique intelligent basé sur les prix de l’électricité et les services réseau, ouvre la voie à une adoption massive. Alors que les énergies renouvelables électriques se développent, ce type de batterie thermique permet de valoriser des excédents parfois perdus, tout en offrant aux industriels un moyen de réduire leur empreinte carbone sans sacrifier leur compétitivité.

Pour en savoir plus sur les alternatives de stockage thermique, vous pouvez consulter cet article de Connaissance des Énergies.