À l’ère de la transition énergétique et des décisions industrielles, l’optimisation des systèmes énergétiques est devenue un enjeu majeur pour les acteurs industriels du monde entier. Face à l’urgence climatique et aux réglementations de plus en plus strictes (comme la taxonomie verte européenne ou les objectifs de neutralité carbone à 2050), les industries sont contraintes de repenser leur gestion de l’énergie, notamment en matière de production de chaleur et de froid. Ces dernières représentent souvent des postes de consommation énergétique majeurs, mais aussi des leviers d’efficacité et de décarbonation encore sous-exploités. Dans ce contexte, cette étude se positionne à la croisée de deux défis critiques : l’optimisation conjointe de la chaleur et du froid dans un environnement industriel complexe, où les besoins énergétiques sont dynamiques et incertains (variabilité des processus, saisonnalité, etc.), et l’intégration des pompes à chaleur (PAC), pour réduire l’empreinte carbone tout en maîtrisant les coûts énergétiques. La problématique s’inscrit dans une actualité marquée par la flambée des prix de l’énergie et l’impératif de sobriété, l’accélération des projets de récupération de chaleur fatale (ex. : plans de relance européens), et les avancées techniques en modélisation, un enjeu central pour les industries 4.0. En abordant ces questions, ce travail pourrait offrir des clés concrètes pour concilier performance industrielle et durabilité. Une question centrale émerge : comment transformer les contraintes énergétiques en opportunités de décarbonation ?