La simulation et l’optimisation d’une unité de production d’hydrogène vert via l’électrolyse de l’eau sous Aspen HYSYS

Abstract

Ce travail est dédié à la simulation et l’optimisation opérationnelle de l’unité d’électrolyse alcaline de l’eau du site de MFG en Algérie, où l’hydrogène produit protège le bain d'étain de l'oxydation lors de la fabrication du verre plat. Un modèle numérique en régime permanent a été développé sous Aspen HYSYS, validé avec une excellente précision (erreur de 2,3 %) face aux données réelles de l’usine d'un système à cinq lignes. L'analyse de sensibilité associée a désigné le débit d'électrolyte (KOH) et la température comme les paramètres de contrôle les plus influents. Une stratégie d'optimisation multi-objectifs associant la méthode Box-Behnken, l’algorithme NSGA-II et l’approche décisionnelle TOPSIS a ensuite été appliquée pour maximiser le rendement tout en minimisant la consommation énergétique. Les résultats prouvent qu'un simple réajustement des consignes opératoires, sans aucun investissement structurel, accroît la production globale de +55,3 m3/h et génère une économie d'énergie annuelle de près de 968 000 kWh/an.