Des experts de l’AMRC montrent comment les prévisions météorologiques peuvent favoriser une fabrication durable

Dans un monde où la durabilité dans la fabrication devient une nécessité, les chercheurs de l’Université de Sheffield AMRC dévoilent une méthode innovante qui lie les prévisions météorologiques à l’optimisation des processus industriels. Ce travail pionnier explore comment l’utilisation stratégique des données climatiques permet d’améliorer la durabilité des méthodes de production tout en maintenant une efficacité opérationnelle. Grâce à une meilleure compréhension des fluctuations de l’énergie renouvelable, les fabricants peuvent désormais planifier leurs tâches énergivores durant les périodes les plus favorables en termes d’impact environnemental.

Une approche novatrice de la durabilité

La quête d’une fabrication durable s’accompagne de plusieurs défis, dont la principale préoccupation reste la réduction de l’empreinte carbone. L’AMRC a reconnu qu’une approche proactive pourrait être développée en harmonie avec les prévisions climatiques. En intégrant des données sur les conditions météorologiques, les entreprises sont en mesure de prévoir les fluctuantes réserves d’énergie renouvelable. Cela leur permet de programmer les tâches les plus énergivores durant des périodes où l’énergie utilisée provient majoritairement de sources renouvelables.

Alternatives entre énergies renouvelables et combustibles fossiles

Au Royaume-Uni, la production d’énergie est entièrement partagée entre des sources renouvelables telles que l’énergie éolienne et solaire, et les combustibles fossiles comme le charbon et le gaz. Cependant, la capacité de production des énergies renouvelables varie considérablement suivant les conditions météorologiques. Cette variabilité a un impact direct sur l’intensité carbonique du réseau électrique. Lorsque le climat se montre défavorable pour les sources renouvelables, la dépendance aux combustibles fossiles augmente inévitablement, entraînant une hausse des émissions de CO2. Ainsi, il devient vital de cibler les moments où le réseau électrique est à son potentiel le plus durable.

Un système de planification intelligente

Pour répondre à ce défi, l’AMRC a mis au point un système de programmation capable d’ajuster les horaires de production pour s’aligner sur les périodes les plus durables. Tace Morgan, responsable de la durabilité à l’AMRC, explique que le lien prévisible entre l’intensité carbonique et les conditions météo a été intimement analysé. Cela permet de planifier intelligemment les tâches énergivores pour les exécuter durant des périodes plus ‘vertes’, réduisant ainsi l’impact environnemental sans compromettre la productivité.

Outil d’interface web pour les fabricants

En parallèle à cette recherche, l’AMRC a également développé un outil d’interface web qui permet aux fabricants d’explorer comment cette technologie peut influencer leurs décisions de programmation. Cet outil clarifie les compromis entre les délais de production et l’impact environnemental, offrant ainsi une transparence essentielle pour l’industrie. La prise de décision se voit ainsi renforcée, avec des données tangibles à disposition.

Intégration dans des environnements de fabrication complexes

Les résultats prometteurs de ces recherches nécessitent néanmoins des investigations supplémentaires pour assurer une intégration fluide de ce système au sein des réalités complexes des environnements de production. En effet, intégrer des données provenant de l’ensemble des installations de production pose un défi, car de multiples facteurs influencent les horaires de travail. Ces enjeux demandent une attention particulière pour rendre les solutions facilement applicables dans des contextes variés.

Progrès constants et soutien à la transition vers le zéro carbone

Ce travail novateur s’appuie sur des recherches antérieures réalisées dans le cadre du projet Butterfly, qui a établi un lien crucial entre les conditions météorologiques et l’intensité carbonique prévisible de l’énergie. Cette initiative est financée par le réseau national High Value Manufacturing Catapult, dont l’AMRC fait partie intégrante. Ainsi, ce projet joue un rôle central dans le soutien à l’engagement du Royaume-Uni vers ses objectifs de neutralité carbone.

Utilisation de l’apprentissage machine pour prévoir l’intensité carbonique

Dans le cadre du projet, l’AMRC a développé un modèle d’« apprentissage machine » capable de prévoir l’intensité carbonique de l’énergie sur une période de 48 heures. Entraîné sur des données historiques de météorologie ainsi que sur des informations sur l’augmentation de la capacité d’énergie renouvelable, ce modèle analyse les données météorologiques disponibles publiquement afin d’obtenir les moments les plus appropriés pour faire fonctionner des machines tout en minimisant les émissions de CO2.

Simulations d’événements discrets et validation des résultats

L’efficacité de cette approche novatrice a été validée par le biais de simulations d’événements discrets (DES) utilisant des données réelles des processus de fabrication provenant de l’AMRC North West. Ces simulations ont mis en œuvre des cas d’utilisation liés à des processus de fusion, de découpe et d’usinage, comparant des horaires de production classiques axés sur la vitesse avec ceux qui privilégient la réduction des émissions de carbone. Les résultats ont mis en évidence que l’acceptation d’une légère augmentation du temps de production peut entraîner une réduction significative des émissions globales.

Impact tangible sur les opérations durables

Une simulation, en particulier, a révélé qu’en acceptant une légère prolongation du temps de production de 2,8 heures, il était possible d’atteindre une diminution de 4,74 kilogrammes de CO2 émis, soulignant ainsi une voie concrète vers des opérations plus vertes. Cette démonstration prouve que le compromis entre temps de production et réduction des émissions peut être matérialisé par des choix éclairés.

L’importance de décisions énergétiques éclairées

Dr Jon Hall, responsable technique des usines connectées à l’AMRC, souligne que la capacité du modèle à prédire avec précision les maxima et minima d’intensité carbonique en fonction du temps est d’une valeur inestimable. Cela permet d’identifier les périodes les plus et les moins durables pour l’opération des machines, en calculant également la réduction potentielle des émissions de CO2 si un horaire durable était favorisé. Chaque décision prise dans la gestion énergétique se construit sur des fondements solides, contribuant à des choix plus intelligents en matière d’utilisation de l’énergie.

Témoignages sur l’impact des prévisions météorologiques sur la fabrication durable

Dans un contexte où la durabilité devient essentielle pour l’industrie, les experts de l’AMRC explorent des solutions innovantes pour réduire l’impact environnemental des processus de fabrication. En recourant aux prévisions météorologiques, ils parviennent à optimiser l’utilisation des ressources énergétiques et à établir des calendriers de production plus respectueux de l’environnement.

Tace Morgan, responsable du thème de la durabilité à l’AMRC, partage son enthousiasme : « Grâce à notre recherche, nous sommes en mesure de programmer intelligemment nos tâches énergivores en fonction des périodes où la carbonité de l’électricité est à son plus bas. Cela nous permet de diminuer l’empreinte carbone sans compromettre la productivité de nos opérations. »

Dr Jon Hall, responsable technique des usines connectées, souligne l’importance de cette approche : « En anticipant les variations de la carbonité en lien avec les conditions météorologiques, nous pouvons identifier les moments les plus durables pour nos opérations. Ce modèle nous offre des perspectives précieuses sur la manière dont nous pouvons réduire les émissions de CO2E tout en maintenant une efficacité de production élevée. »

Les résultats préliminaires sont déjà prometteurs. Des simulations ont démontré qu’un léger allongement du temps de production permettait d’aboutir à une réduction significative des émissions. « Un ajustement de seulement 2.8 heures a permis d’éviter près de 5 kg de CO2E », explique Morgan. Ce constat met en lumière des opportunités concrètes pour un avenir plus durable.

En développant un outil d’interface web, les chercheurs permettent aux industriels de prendre des décisions éclairées en matière de planification. « Cet outil offre une vision claire des compromis entre les délais de production et l’impact environnemental, ce qui est essentiel pour guider les fabricants vers des pratiques plus écologiques », conclut Hall.