Chaire Corenstock : ballon d’essai de l’industrie du chauffage

L'innovation technologique s'accompagne d'un travail sur la transformation de l’entreprise et de l’ensemble de la chaîne de production (site de production elm.leblanc).

L’IMT et elm.leblanc lancent en ce début 2021 la chaire industrielle Corenstock pour répondre aux problématiques des transitions énergétique et numérique de l’industrie du chauffage. Son objectif ? Présenter en 4 ans un démonstrateur pour le ballon d’eau chaude du futur : plus résistant, efficient et durable. Derrière ce prototype se joue le développement de nouveaux modèles économiques industriels s’inscrivant dans une transformation globale d’un secteur industriel.

Prendre un objet commun du quotidien, l’optimiser et s’en servir de base de réflexion pour transformer toute une industrie : voilà le cœur du projet de la chaire Corenstock (Conception orientée cycle de vie & approche systémique pour l’efficacité énergétique du stockage de systèmes de chauffage) lancée en ce début 2021. L’objectif annoncé est de présenter en 4 ans un démonstrateur pour un ballon d’eau chaude intelligent, plus performant d’un point de vue énergétique, plus durable et plus responsable. Mais le projet ne se limite pas à la mise en place concrète d’un nouveau ballon d’eau chaude sanitaire : il représente un chantier conséquent pour l’industrie du chauffage dans son ensemble. En effet, l’intérêt sous-jacent est de redéfinir les méthodes de conception de cette industrie et de généraliser une production durable et une valorisation en fin d’usage, s’inscrivant dans de nouveaux business models.

La chaire, co-financée à parts égales par l’ANR et elm.leblanc, entreprise spécialisée dans la construction de chauffe-eaux et chaudières, s’appuie sur les compétences complémentaires de chaque partenaire. « Nous avons deux voies essentielles : d’une part l’innovation technologique, donc des questions sur la conception, les matériaux utilisés, le pilotage intelligent… » déclare Mylène Lagardère, chercheuse à IMT Lille Douai. Elle est titulaire de la chaire Corenstock dont Xavier Boucher, chercheur à Mines Saint-Étienne, est le co-coordinateur. Il assure la direction opérationnelle, et complète, « d’autre part nous travaillons sur les méthodes de conception, l’aide à la prise de décision, la transformation de l’entreprise et de l’ensemble de la chaîne de production ». Les deux chercheurs mentionnent qu’ils ont « instauré un partenariat de confiance et de longue durée avec elm.leblanc, avec l’ambition de continuer de futurs projets en ce sens ».

Quel ballon pour le futur ?

« Le but est d’améliorer l’efficience énergétique d’un produit que tout le monde a chez soi », indique Mylène Lagardère. De plus, il s’agit d’un outil au cœur des différents systèmes thermiques ; que nous nous chauffions au gaz, au fuel ou à l’électricité, nous avons tous besoin de stockage. Cela engage un nombre conséquent de recherches pour trouver des voies d’amélioration au niveau des performances thermiques, ou de questionnement sur les matériaux pour rendre le ballon le plus efficace possible. De fait, la chaire s’accompagne de l’ouverture de 5 thèses, 4 post-docs et 3 ingénieurs.

La durabilité du produit est un des axes principaux d’amélioration. En ce sens, la maintenance prédictive est une piste prometteuse. L’utilisation de capteurs intelligents se retrouve essentielle, à la fois pour mieux évaluer les performances du ballon et pour prévenir des réparations nécessaires avant d’en arriver à la panne. Mylène Lagardère précise que l’objectif est d’avoir « le meilleur compromis entre chaque organe, chaque fonction du ballon, tout en prenant compte de son intégration dans l’environnement et les questions de gestion de fin d’usage ».

Derrière le produit phare du projet se dégage alors des réflexions plus globales sur l’ensemble du cycle de vie du produit. Elles concernent les ressources nécessaires à sa production, la durabilité du produit ou encore la gestion et la valorisation en fin d’usage. Ces pistes d’amélioration de la chaîne de production permettront ensuite de généraliser les résultats à l’ensemble de l’industrie. Elles ouvrent de nouvelles discussions sur les chaînes de valeur. « Ce ballon est le point d’entrée d’un travail plus global sur le modèle économique lui-même », insiste Xavier Boucher, et ces interrogations sont partie intégrante du programme de la chaire Corenstock.

Évolution de l’industrie

Xavier Boucher souligne que « ces ballons sont au centre d’un système variable, et une transformation de ce secteur implique les acteurs, les clients mais aussi la maintenance par exemple ». La relation client s’en trouvera naturellement modifiée. Les deux chercheurs mentionnent que « cela s’inscrit dans une phase de transition assez forte des métiers de l’industrie. Il ne s’agit plus seulement de vendre un ballon d’eau chaude, mais d’inscrire le ballon dans un contrat de performance ».

Du point de vue des entreprises, le besoin est désormais de fidéliser et pérenniser les clients. « Ces différents leviers sont nécessaires à la mise en place d’une relation gagnant-gagnant entre le client et le fabricant », précise Xavier Boucher. Le pilotage intelligent offre des possibilités d’amélioration du coût énergétique, de réduction du coût de maintenance, et dans la finalité de réduction du montant de la facture. Cela se retrouve aussi en interne pour réduire le coût des fabricants et des acteurs en charge de la maintenance.

Mylène Lagardère rapporte qu’ils visent « à éclairer les décideurs sur cette transformation économique, notamment à travers la recherche d’indicateurs plus durables ». Son collègue stéphanois ajoute à son tour que « la virtualisation se révèle un outil clé pour scénariser cette transition ». La chaire Corenstock endosse le rôle de simulateur de cette transformation en observant le comportement des usagers et des différents partenaires. Le projet regroupe plusieurs directions d’évolution, que ce soit vers le numérique, vers le networking ou encore ce qu’on appelle la servicisation numérique. Il s’agit là d’une stratégie convergeant vers une relation client sur le long terme grâce aux services numériques. « L’enjeu se cristallise sur l’évolution des mécanismes de création de valeur », synthétise Mylène Lagardère.

La chaire est également poussée par la transmission des avancées et des connaissances acquises. À la fois vers les étudiants, futurs ingénieurs du domaine, mais également à travers des formations professionnelles pour les acteurs représentés par elm.leblanc. Xavier Boucher note « qu’il y a deux aspects de la formation : des modules courts pour monter en compétence, et un master spécialisé pour intégrer les solutions dans le cadre industriel ». Un des objectifs du master spécialisé est de s’appuyer sur les compétences de chaque école pour faire interagir les différents domaines.

« Dans l’ensemble cela s’inscrit dans une réflexion de ce qu’est l’industrie du futur, qui ne saurait se réduire à la question technologique », insiste Xavier Boucher. Il s’agit notamment de faciliter la collaboration et l’ouverture entre des acteurs de différents secteurs - industriel, technologique, économique. Cette collaboration est indispensable pour inscrire durablement ces transformations dans l’industrie. « La chaire marque ce que elm.leblanc construit avec l’IMT : une nouvelle manière d’aborder ces processus d’innovation, à travers une collaboration forte et une relation de confiance pour décupler la capacité d’innovation », conclut Xavier Boucher.

Tiphaine Claveau.

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