Les contraintes énergétiques et en matière de ressources poussent souvent les industries à trouver des moyens innovants pour réaliser des gains d’efficacité et réduire leurs coûts d’exploitation. Le secteur de la production laitière ne fait pas exception : poursuivez votre lecture pour découvrir comment les pompes à chaleur aident les entreprises agroalimentaires à repenser leur approche de la gestion thermique.

L'ampleur et le coût énergétique de la filière laitière européenne
L'Union européenne est un géant mondial de la production laitière. Selon des données récentes d'Eurostat, l'UE a produit la quantité impressionnante de 161,8 millions de tonnes de lait cru en 2024. La transformation de ce lait cru en produits de consommation sûrs et de haute qualité dont nous dépendons, tels que le lait de consommation, les yaourts et les fromages, nécessite une chaîne d’approvisionnement très gourmande en énergie.

Une part considérable de l'énergie utilisée pour la production laitière est consacrée aux processus thermiques. Dans les installations de transformation laitière classiques, environ 70 % de l'apport énergétique total est consommé sous forme de chaleur, historiquement fournie par la combustion de combustibles.

Alors que l’UE s’engage à atteindre la neutralité carbone d’ici 2050, l’industrie laitière est confrontée à un défi majeur : comment dissocier ses procédés thermiques essentiels des combustibles fossiles afin de réduire radicalement les émissions de carbone, sans compromettre la sécurité des produits ni faire grimper les coûts d’exploitation.

Retour aux fondamentaux : chauffage et refroidissement dans la production laitière
Le parcours du lait cru jusqu’au produit laitier prêt à la consommation nécessite un contrôle précis et strictement réglementé de la température. Le chauffage et le refroidissement industriels sont tous deux essentiels à la sécurité des produits et à leur durée de conservation :
• Refroidissement initial : immédiatement après la collecte à la ferme, le lait cru doit être rapidement refroidi à une température inférieure à 4 °C afin d’empêcher la prolifération bactérienne.
• Pasteurisation : à l’usine de transformation, le traitement thermique le plus courant est la pasteurisation à haute température et de courte durée (HTST). Cela nécessite de chauffer le lait à environ 72 °C à 75 °C pendant 15 secondes, puis de le refroidir immédiatement et rapidement jusqu’à une température inférieure à 7 °C.
• Traitements thermiques avancés : pour prolonger la durée de conservation ou obtenir du lait UHT (ultra-haute température), le produit est soumis à un chauffage bref et intense entre 135 °C et 140 °C avant d’être refroidi rapidement.

Traditionnellement, ces températures extrêmes nécessaires sont gérées par des systèmes totalement distincts. Les usines de transformation s’appuient généralement sur des chaudières alimentées par des combustibles fossiles (le plus souvent du gaz naturel) pour produire de la vapeur ou de l’eau chaude destinée au chauffage, et sur des refroidisseurs électriques autonomes pour fournir l’eau froide nécessaire au refroidissement

Cette approche cloisonnée est intrinsèquement inefficace : le refroidisseur extrait la chaleur du lait et la rejette dans l’atmosphère sous forme de déchets, tandis que la chaudière brûle simultanément des combustibles fossiles pour produire de la chaleur supplémentaire.

L’avantage de la pompe à chaleur : transformer les déchets en ressource
Pour atteindre ses objectifs de durabilité et d’efficacité, le secteur laitier s’éloigne des systèmes de chauffage et de refroidissement cloisonnés. La solution réside dans l'intégration, notamment en adoptant une pompe à chaleur industrielle pour recycler l'énergie thermique.

Une pompe à chaleur est une technologie qui fonctionne selon un cycle thermodynamique (évaporation, compression, condensation et détente) à l'aide d'un fluide frigorigène spécialisé. Plutôt que de brûler du combustible pour produire de la chaleur à partir de rien, une pompe à chaleur extrait la chaleur existante d'une source à basse température, utilise un compresseur pour en augmenter la température et la pression, puis la restitue sous forme d'énergie thermique hautement exploitable.

Dans une usine de production laitière, la pompe à chaleur peut capter la chaleur résiduelle de faible qualité rejetée par le processus de refroidissement et la valoriser pour fournir la chaleur nécessaire à la pasteurisation et au lavage des équipements.

L’adoption de systèmes de pompes à chaleur dans la transformation laitière présente notamment les avantages suivants :
• Réductions massives des émissions de carbone : en remplaçant les chaudières à gaz par des pompes à chaleur électriques, les installations peuvent réduire considérablement leurs émissions directes de gaz à effet de serre. Lorsqu’il est alimenté par de l’électricité d’origine renouvelable, le processus thermique peut devenir pratiquement neutre en carbone.
• Chauffage et refroidissement simultanés : une pompe à chaleur offre un double avantage. Tout en servant de source de chaleur pour la pasteurisation, le « côté froid » du cycle peut simultanément produire de l’eau glacée pour répondre aux besoins de refroidissement de l’installation.
• Économies d’énergie significatives : la réutilisation de la chaleur résiduelle est bien plus efficace que la production de chaleur à partir de zéro. Selon des études de cas menées dans le secteur, l’intégration de pompes à chaleur pour recycler la chaleur au sein d’une ligne de pasteurisation peut réduire la consommation d’énergie liée à la pasteurisation jusqu’à 77 %.
• Coûts d’exploitation réduits : bien qu’un investissement initial soit nécessaire, le bond exponentiel en matière d’efficacité énergétique protège les producteurs laitiers de la volatilité des marchés des combustibles fossiles, ce qui se traduit par des économies significatives sur les coûts d’exploitation à long terme.

Réussissez votre transition avec un partenaire de confiance en gestion thermique
La décarbonisation de la production laitière n’est plus seulement un objectif environnemental ; c’est une nécessité économique. Pour mener à bien cette transition en douceur, une approche holistique de la consommation énergétique des installations est nécessaire.

En tant que fournisseur de premier plan de solutions et de services de gestion thermique, Trane occupe une position unique pour aider l’industrie laitière à mener à bien cette transition. Forts de notre expertise approfondie en matière de refroidisseurs haute performance, de pompes à chaleur de pointe et de systèmes de contrôle intégrés, nous travaillons en partenariat avec les fabricants de produits alimentaires et de boissons afin d’optimiser l’ensemble de leur cycle de vie thermique. En récupérant la chaleur résiduelle et en déployant des stratégies d’électrification intelligentes, Trane aide les producteurs laitiers à réduire leurs coûts d’exploitation, à diminuer considérablement leur empreinte carbone et à bâtir un avenir plus durable pour la chaîne d’approvisionnement alimentaire.

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