Jean François Bontoux lors du salon BOIS ENERGIE 2000 à Lons-le-Saunier, photo ITEBE

Editorial du Bioénergie International n°66 de juin 2020

Jean François BONTOUX, personnalité de la filière bois française, président de l’Institut Technique Européen du Bois-énergie de 1999 à 2003, est décédé le 27 février 2020 à l’âge de 86 ans, juste avant le déclenchement de la crise du coronavirus en France.

Né dans une famille de scieurs et producteurs de parquet du département de la Marne, diplômé de l’Ecole des Hautes Etudes Commerciales, il a été successivement contrôleur de gestion à la Banque d’Indochine, directeur général de l’entreprise familiale, puis durant près de vingt années directeur de Vitry-Habitat, un organisme privé de logement social situé à Vitry-le-François, au sein duquel par ses actes il a promu le matériau en lequel il croyait intimement : le bois.

Au sein de Vitry-Habitat, il a tout d’abord mis en place le premier réseau de chaleur urbain au bois de France en 1984, pour faire baisser les charges locatives liées aux énergies fossiles. Puis, il a fait de Vitry Habitat le premier organisme HLM à faire construire par centaines des habitations sociales tout en bois, des maisons groupées, des équipements publics et même en 1998 le premier immeuble bois R+4 construit depuis fort longtemps en France. Ces deux actions, il les a menées pour une somme de raisons que nous comprenons aujourd’hui très bien – un matériau naturel, local, renouvelable, stockeur de carbone et aussi économique – mais qui à l’époque pouvaient sembler fortement saugrenues à ses contemporains  !

C’est au titre de ces avantages universels du bois que très tôt il considèrera, à contre-courant de l’esprit de son époque, que la valorisation énergétique du bois pouvait aussi, comme les autres usages du bois, représenter un atout, une richesse et un avenir pour une région, un pays et pour toute la planète. On retiendra bien sûr que ce ne sont pas les mêmes qualités de bois qui sont requises pour les usages matière ou énergie, néanmoins il est important de considérer de manière égale toutes les qualités co-existantes et indissociables du bois, afin que l’ensemble de la filière fonctionne bien. Car cela semble aujourd’hui évident, après cinq décennies d’éducation, que la valorisation du bois-énergie est une composante indispensable de la production de bois d’oeuvre ; cependant jusqu’à la fin du vingtième siècle, la bien pensance forestière voulait que ne s’abaissât pas à évoquer les usages énergétiques du bois comme des choses sérieuses, mais plutôt comme relevant de la plus grande vilénie et devant être cachés et même combattus, tant seuls les usages matière pouvaient être nobles. C’est à mes yeux à cette évolution mentale forte que la contribution de Jean François Bontoux me semble la plus significative : il a contribué, non pas à rendre, mais à construire sa noblesse au bois utilisé pour la production d’énergie, cette énergie longtemps considérée comme triviale car surabondante, et qui démontre aujourd’hui toute sa nécessité pour le large bien-être de l’humanité. Je voudrais aussi rapporter, en parallèle de cette reconnaissance, un propos que Jean François Bontoux a aimé tenir, bien avant tout le monde et à de nombreuse occasions : « il est bien plus intelligent de se chauffer avec du bois, qui sans cela serait perdu, que de brûler stupidement du pétrole alors que cette ressource est limitée et même irremplaçable pour bien d’autres applications ».

Mais Jean François Bontoux, c’était bien plus que le bois-énergie, membre émérite de l’Académie de l’Agriculture, président de l’association Française des Eaux et Forêts, président de Francîlbois et j’en passe beaucoup… tout sa vie il a endossé les engagements et les responsabilités pour le bien commun.

Jean François Bontoux saluant Yves Cochet, alors ministre de l’environnement, après l’inauguration du salon BOIS ENERGIE 2001 à Mulhouse, photo ITEBE

Enfin, je dirais que Jean-François Bontoux était un homme agréable, ouvert, pragmatique, engagé, posé, uniquement constructif et très professionnel. Il repose aujourd’hui à Saint-Amand-sur-Fion, son village d’origine dans la Marne, un village bâti de maisons centenaires à colombages de chêne… le paradis.

Frédéric Douard, ex-directeur de l’Institut Technique Européen du Bois-énergie

Pour en savoir plus sur Jean François Bontoux et le bois-énergie :

• Jean François Bontoux, père de la chaufferie bois de Vitry-Habitat en 1984
• Note de Jean François Bontoux pour l’Académie d’Agriculture de France – 2009

Article paru dans le Bioénergie International n°65 – janvier 2020

Le village de Lussas en Ardèche, photo Frédéric Douard

La chaufferie bois de Lussas, village d’Ardèche de 1160 habitants et voisin d’Aubenas, a été mise en service en 1998. Village attractif, riche de nombreux vestiges préhistoriques, celtiques, romains et gallo-romains, Lussas est aussi connue dans le monde du cinéma, car la commune accueille tous les ans depuis 1989 en août, les états généraux du film documentaire.

Hommage à la clairvoyance environnementale

La chaudière bois de la commune de Lussas, photo Frédéric Douard

La chaufferie bois de Lussas, figure parmi les premières équipées par le constructeur Hargassner en France, deux ans après la toute première installée par la marque non loin de là à Saint-Michel-de-Chabrillanoux. En 1998, on ne parlait pas encore de changement climatique et le bois-énergie était encore considéré par beaucoup comme faisant partie du passé. L’Histoire leur prouve aujourd’hui le contraire, et cet article est l’occasion de saluer le courage et la clairvoyance des prescripteurs de l’époque et de la municipalité de Lussas, qui bien avant les autres, a su prendre des décisions qu’on qualifierait aujourd’hui pompeusement de durable.

L’installation avait été réalisée par un jeune chauffagiste, fraîchement installé dans le secteur, Philippe Gondry, qui quelques années plus tard allait structurer la distribution des chaudières Hargassner dans toute la France avec le succès qu’on lui connaît.

Jean-Paul Roux, maire de Lussas depuis 1987, photo Frédéric Douard

Le maire de l’époque, Jean-Paul Roux, agriculteur, les pieds sur terre et toujours maire aujourd’hui, avait pris grand soin dans cette réalisation, car comme pour tout bien public, les représentants de la population ne doivent pas se tromper. Et a posteriori, on peut dire qu’il a fait preuve de justesse dans son choix de la technologie, qui fonctionne toujours parfaitement aujourd’hui, et qu’il avait également fait preuve de clairvoyance dans le choix de l’énergie renouvelable qui participe depuis à la protection de l’environnement et du climat. Bien sûr, à l’époque la facilité aurait été de remplacer la chaudière à fioul par une autre, mais c’était sans compter sur le sens écologique de la municipalité, qui quelques années plus tard n’a pas hésité à afficher fièrement son opposition aux projets locaux d’extraction de gaz de schiste.

Plus de 20 ans et une petite soeur

À l’époque de sa mise en service, la chaudière automatique à bois de 80 kW avait permis de supprimer plusieurs chaudières à fioul en reliant l’ensemble des bâtiments par un micro-réseau de chaleur : la mairie, des bureaux, le local multiservices, la Poste, l’école, le centre culturel et la salle polyvalente.

La mairie de Lussas et sa chaufferie bois intégrée, photo Frédéric Douard

Au départ, des personnes ont émis des inquiétudes quant à une maintenance qui pourrait s’avérer plus complexe qu’avec le fioul, mais l’installation et l’Histoire encore une fois ont montré qu’il n’y avait pas plus de problèmes qu’avec le fioul.

Le premier silo à bois de Lussas, photo Frédéric Douard

Jusqu’en 2016, la chaudière a consommé 80 m³ de bois déchiqueté par an pour environ 2 100 €, un budget bien contrôlé et très stable, les plaquettes étant fournies par une entreprise très locale située sur la commune voisine de Lavilledieu. Elle en consomme moins depuis le raccordement de certains bâtiments à une deuxième chaufferie installée en 2016, la municipalité ayant été très satisfaite de la première toujours en activité.

Le silo de la deuxième chaufferie bois de Lussas, photo Hargassner France

La chaudière de la nouvelle chaufferie de Lussas, photo Hargassner France

La seconde installation, située au centre culturel, est équipée d’une chaudière à bois déchiqueté EcoHK200 de 200 kW, et chauffe l’école, le centre de secours, le cinéma et la salle polyvalente. À ce jour, 80 % des bâtiments municipaux sont ainsi chauffés au bois !

Contacts :

• Mairie de Lussas : mairie@lussas.fr / +33 475 942 006 – www.lussas.fr
• La chaudière : 
Hargassner France Massif-Central – massif.central@hargassner-france.com +33 475 367 835 – www.hargassner-france.com
• Le bois : 
www.laforestiere-energie.com

Frédéric Douard, en reportage à Lussas

Article paru dans le Bioénergie International n°65 – janvier 2020

Installation Scheuch de dénitrification SCR

Étant donné les exigences de neutralité en CO₂, la production d’énergie durable à partir de biomasse se développe largement. En outre, l’utilisation des technologies les plus modernes a permis de passer nettement en dessous des seuils les plus strictes de polluants atmosphériques dans les fumées. L’utilisation combinée de technologies complémentaires permet de séparer au maximum les poussières, les composants acides, les dioxines et furanes, et de façon sécurisée et efficiente au regard des NOx. Les technologies d’épuration des fumées modernes contribuent ainsi désormais largement à la conservation d’un environnement propre.

À la différence des carburants fossiles, la biomasse est neutre au regard des émissions de CO₂. Ceci signifie que le processus de combustion ne libère que la quantité de dioxyde de carbone que les plantes ont absorbée durant leur croissance. Cette quantité de CO₂ serait aussi libérée si les plantes étaient laissées à se décomposer, ce qui rend la biomasse un combustible attractif et utile. Les oxydes d’azote (NOx), faisant partie des composés azotés dits réactifs, sont responsables d’un grand nombre d’effets nocifs pour la santé et l’environnement. Les NOx présents dans les fumées proviennent en partie de l’azote contenu dans le combustible. Notons ici les différences essentielles existant entre les combustibles utilisés. Si la teneur en azote du bois naturel est très faible, celle des biomasses agricoles est relativement élevée.

Eneco choisit la solution proposée par Scheuch

L’énergéticien néerlandais Eneco est largement présent dans le secteur de l’énergie. Il attache une grande importance au développement durable et pratique ainsi une politique volontariste de protection de l’environnement. Il était donc logique de rechercher un partenaire renommé ayant les mêmes objectifs. Pour sa nouvelle centrale thermique à biomasse de Lage Weide près d’Utrecht, la société a choisi un leader dans sa technologie, le constructeur autrichien Scheuch, qui affiche de nombreuses années d’expérience dans le secteur de l’énergie. L’installation d’une capacité d’environ 30 MWth, a été terminée début 2019 et fonctionne correctement depuis. Forte de ses expériences positives dans la réalisation de projet et l’atteinte des performances avec des seuils de polluants respectés, Eneco a décidé de construire une seconde installation au même endroit avec Scheuch. La capacité totale des deux installations est au final de 60 MWth, ces dernières devant fournir de la chaleur à 45 000 clients d’Utrecht et de Nieuwegein. Pour atteindre cet objectif, la centrale doit traiter annuellement, en fonction du taux d’humidité, entre 180 000 et 225 000 tonnes de biomasse.

Installation de dénitrification SCR réalisée par Scheuch pour ENECO à Lage Weide

« Respecter les seuils d’émissions atmosphériques étant notre priorité absolue, l’épuration des fumées doit fonctionner de façon absolument fiable et sans interruption. Nous sommes heureux de voir que les valeurs d’émission à plein régime sont largement en dessous des seuils réglementaires », se félicite Jan Hakemulder, ingénieur système chez Eneco.

La technologie SCR fait son entrée dans le secteur de la biomasse

Les technologies de captation des poussières et des composants acides des fumées ainsi que la réduction des NOx avec la technologie de SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction), utilisées depuis un certain temps en sortie de chaudières à biomasse, sont ainsi considérés aujourd’hui comme étant les règles de l’art en matière de traitement des fumées. Cependant, en raison de seuils de NH₃ de plus en plus stricts (4,5 mg/Nm³), il a fallu pour ce projet compléter les performances des technologies habituelles.

La particularité de cette centrale est qu’elle a été équipée d’un dispositif supplémentaire de réduction des NOx avec la technologie SCR (Selectiv Catalytic Reduction) à bas taux de poussière. Ce dispositif, équipé d’un catalyseur, convertit le NOx issu de la combustion en azote (N₂) inoffensif et en eau (H₂O) en consommant de l’ammoniac (NH₃). Avec la technologie SCR, il est possible d’assurer des teneurs en NOx très faibles tout en respectant un minimum de fuite d’ammoniac. Ceci serait impossible à réaliser avec la technologie SNCR seule.

Schéma de l’installation réalisée pour Eneco – Cliquer sur le schéma pour l’agrandir

Comme l’exploitation d’une installation SCR requiert des températures de fumées relativement hautes, supérieures à 200 °C, il est logique d’installer en aval de la SCR un système de récupération d’énergie. Dans ce projet, les concepteurs ont intégré une installation ERCS (Energy Recovery and Cleaning System), elle aussi fournie par Scheuch, dans laquelle la chaleur est extraite sur deux niveaux de température (90 °C et 45 °C) par un économiseur puis un condenseur, tous deux montés en série dans un même caisson. Lorsque la chaudière fonctionne à plein régime, chacune des lignes peut extraire en moyenne de 7,6 à 9,5 MW de chaleur en plus. L’énergie de condensation « basse température » est transférée à une pompe à chaleur pour relever le niveau de température et transmettre l’énergie de condensation récupérée au réseau de chauffage urbain local « moyenne température ». Un avantage plus que rentable à court terme pour l’exploitant et dont profite aussi l’environnement, avec un rendement d’installation augmenté de 25 à 32 % !

Équipé pour l’avenir

Cette combinaison pertinente de différents procédés conçue par Scheuch assure des émissions des plus faibles à la cheminée et une amélioration conséquente du rendement sur le plan énergétique en utilisant un dispositif de condensation des fumées. De cette façon, les exploitants sont d’ores et déjà, dans le cadre de seuils de plus en plus stricts, bien équipés pour l’avenir. Et, avec l’utilisation de l’installation ERCS, ils ont même une longueur d’avance en matière de rendement énergétique global de l’installation.

Contacts en France :

• Commercial : APitec 20, rue du Metz
 – 59000 Lille
 / +33 320 316 152 – +33 608 884 093
info@apitec.fr
• Réalisation : Scheuch Sarl
 – Espace ALTURA, 46 rue Saint-Antoine
 – 75004 Paris
 – www.scheuch.com/fr/

Frédéric Douard

Article paru dans le Bioénergie International n°65 – janvier 2020

La chaufferie à bois de Canteleu, photo Grégoire AUGER

En novembre 2013, dans le cadre de ses actions en faveur de l’environnement et du développement durable, la Ville de Canteleu, située dans la partie Ouest de la métropole rouennaise, a mis en service une chaufferie à bois de 14 MW pour alimenter son réseau de chaleur. Bien qu’en bordure d’agglomération, Canteleu bénéficie d’un cadre naturel exceptionnel avec plus de 1 000 ha de forêts qui entourent la ville et s’étendent jusqu’aux falaises qui surplombent la Seine. Le premier juillet 2011, au terme d’une procédure d’appel d’offres, la municipalité avait confié la délégation de service public de son réseau à la société Canteleu Énergie, filiale de Dalkia, pour une durée de 24 ans. Ce contrat prévoyait la construction d’une chaufferie à bois, l’abandon du fioul lourd comme combustible, mais aussi le développement du réseau vers le sud et l’ouest de la Ville, avec extension de 5,7 km et création de 47 nouveaux points de livraison. Entre temps, la compétence publique des réseaux de chaleur a été transférée à la Métropole Rouen Normandie.

Les besoins

Le réseau, actuellement long de 12,7 km en trois branches (Nord, Centre et Sud), dessert 4 500 logements, représentant près de 9 350 habitants de la Cité rose, de la Cité verte et du centre-ville, soit 63 % de la population cantilienne, plus deux collèges, un lycée et 22 bâtiments municipaux.

Panorama cantilien, photo Ville de Canteleu

En 2019, la production du réseau a été assurée à 65 % par le bois, un taux qui devrait augmenter à l’avenir au terme du contrat de cogénération gaz en 2022. Car, la production de chaleur s’appuie aussi aujourd’hui sur une installation de cogénération à gaz (deux moteurs générant ensemble de 3 à 3,6 MWth du 1er novembre au 31 mars), et sur les 35 MW cumulés de quatre chaudières à gaz, utilisées en périodes de pointe et durant les maintenances des chaudières à bois.

L’économie

Le recours au bois a permis de bénéficier du dispositif de TVA à taux réduit appliqué en France pour les réseaux de chaleur majoritairement alimentés en énergie renouvelable ou de récupération. Cela, cumulé au prix stable du bois, a permis de garantir une diminution de la facture de chauffage et d’eau chaude sanitaire dans le temps. Et la compétitivité du réseau de Canteleu est aujourd’hui avérée, puisque le prix de la chaleur était en 2018 de 66,4 € TTC/MWh, ce qui est 10 % moins cher que la moyenne des réseaux de chaleur en France.

La chaufferie bois de Canteleu avec ses deux chaudières VYNCKE et son filtre à manches, photo Frédéric Douard

Des chaudières à bois d’une très grande souplesse

Les deux chaudières, de 8 et 6 MW, ont été fournies par le constructeur Vyncke, spécialiste de la combustion de la biomasse en fortes puissances depuis 1912. Elles fonctionnent sur un régime d’eau chaude maximal à 105 °C au départ et 70 °C au retour.

Le synoptique de contrôle et commande de l’une des chaudières Vyncke de Canteleu avec grille DWS-Hybrid, photo Frédéric Douard

Une cinétique des gaz qui s’adapte aux contraintes de températures

L’une des deux chaudières VYNCKE de Canteleu, photo Frédéric Douard

Ces chaudières ont été conçues avec une partie radiative horizontale suivie d’une partie convective verticale. Elles disposent pour cela de trois parcours de gaz, deux en eau au plus proche du foyer, et qui peuvent être contournés, et un en air qui sert au préchauffage de l’air de combustion, quelle que soit la charge. En cas de charge faible, lors des phases de démarrage et d’arrêt notamment, lorsque les températures de combustion ou de fumées sont trop faibles, les parties 1 et 2 sont momentanément et automatiquement court-circuitées par un clapet refroidi à l’eau pour sa durabilité. Dans ce cas toute la chaleur disponible est mobilisée au préchauffage de l’air de combustion, ce qui conduit à revenir rapidement dans des conditions optimales de fonctionnement, sans risque de condensation interne, et le clapet se réouvre.

La base de la grille de l’une des deux chaudières VYNCKE de Canteleu, photo Frédéric Douard

Les chaudières bénéficient enfin d’une quatrième zone d’échange des gaz, sous la forme d’un économiseur qui réchauffe l’eau de retour du réseau avant la vanne trois voies de recyclage qui garantit une température de minimum 70 °C en entrée de chaudière. L’économiseur a été intégré dans le by-pass du filtre à manches, ce qui permet de ne pas l’encrasser lorsque le filtre est by-passé, lors des phases de démarrage ou d’arrêt.

Le ramonage courant de la partie radiative et des plaques tubulaires de la partie convective se fait par injection cyclique d’air comprimé, alors que celui de la partie convective verticale se fait naturellement par gravité.

Une grille capable de gérer des biocombustibles à large spectre d’humidité

L’armoire d’analyse des gaz en continu, photo Frédéric Douard

Une autre particularité des chaudières Vyncke de Canteleu, est qu’elles sont équipées de la nouvelle grille hybride du constructeur, la DWS-Hybride Multicombustible. Cette grille est composée de plusieurs zones de séchage-gazéification-combustion. Les deux premières, inclinées et refroidies à 100 % à l’eau, sont particulièrement utiles pour la gestion des combustibles secs qui favorisent habituellement la vitrification des cendres. Les zones suivantes, à plat et refroidies à l’air et à l’eau (pour ce qui concerne les supports de barreaux fixes et les collecteurs), sont utiles pour les combustibles humides qui demandent plus de temps et plus de chaleur.

Grâce à cette double caractéristique de grille, on peut faire transiter plus ou moins vite le combustible au travers de l’une ou l’autre zone, et éviter les écueils classiques de combustion de la biomasse (imbrûlés ou mâchefers) lorsque le couple combustible et foyer n’est pas adapté. Ces qualités permettent ainsi de pouvoir consommer du bois-énergie de qualités variées, tant en humidité qu’en teneur en minéraux, et font de la grille DWS-Hybride, l’un des systèmes de combustion sur grille le plus souple au monde.

Environnement

Pour la filtration des particules dans les fumées, un filtre à manches permet un abattement des émissions en deçà des 20 mg/Nm³ prévus par la réglementation. La mesure des émissions est réalisée en continue pour les poussières, mais aussi les NOx (limités à 400 mg/Nm³), les SOx et le CO (limité à 200 mg/Nm³).

L’analyseur de gaz en continu, photo Frédéric Douard

Par ailleurs, les 1 000 tonnes de cendres produites chaque année sous les foyers sont récupérées par la société d’approvisionnement qui a en charge leur valorisation agronomique. Les 200 tonnes de cendres volantes produites annuellement sont quant à elles conduites en centre d’enfouissement.

Contacts :

Le grappin à bois en train de vider la fosse de déchargement à Canteleu, photo Frédéric Douard

• Canteleu Energie : Dalkia Rouen 
/ +33 235 124 260
• Chaudières bois : Jérôme Béarelle
 /+33 619 883 353 – jbe@vyncke.com – www.vyncke.com
• Trémie de livraison du bois : 
www.sera-bois.com
• Pont roulant : www.konecranes.com
• Grappin bois : www.euroben.fr
• Filtre à manches : www.tracip.fr
• Analyse des gaz en continu : www.fujielectric.fr

Frédéric Douard, en reportage à Canteleu

Article paru dans le Bioénergie International n°65 – janvier 2020

La chaufferie biomasse des Mureaux, photo Frédéric Douard

Les habitants des Mureaux sont en majorité chauffés par la chaufferie bois, photo Frédéric Douard

La Ville des Mureaux, dans le département des Yvelines, a mis en place deux réseaux de chaleur dans les années 1970 : Grand Ouest et Musiciens. En 2011, à l’occasion d’un projet de rénovation urbaine des quartiers sud de la ville, qui prévoyait des démolitions d’immeubles et une réhabilitation des autres, la consommation du réseau Grand Ouest devenait trop faible pour sa viabilité économique, alors que les installations de production du réseau des Musiciens avaient quant à elles bien vieilli. De surcroît, l’utilisation d’énergie fossile rendait le coût de l’énergie très peu attractif. La Ville a ainsi décidé d’interconnecter les réseaux, de les prolonger vers de nouveaux abonnés et de basculer la production vers le bois-énergie.

Une grande remise à plat des réseaux

Pour réaliser l’opération, qui allait mobiliser près de 8 M€, la Ville a lancé une consultation, et en octobre 2011 a délégué l’exploitation du nouveau réseau pour 24 ans à la société Les Mureaux Bois Energie (MBE) dans le cadre d’un contrat de délégation de service public. Filiale du groupe Coriance, MBE exploite désormais les deux réseaux (avec trois personnes dédiées) a réalisé les travaux prévus au contrat comme la construction d’une chaufferie biomasse sur le site de la chaufferie des Musiciens, le démantèlement de la chaufferie charbon et fioul lourd du réseau Grand Ouest devenue inutile, l’interconnexion entre les deux réseaux initiaux, la modernisation de tronçons de réseau existants et de sous-stations, et réalise les extensions au fil des nouveaux raccordements.

Le réseau de chaleur existant de la ville des Mureaux et ses sous-stations ont été modernisés, photo Frédéric Douard

La petite chaudière à bois Weiss de 1,6 MW aux Mureaux, photo Frédéric Douard

L’opération a démarré en juin 2013 et la chaufferie biomasse a été mise en service fin 2014. La nouvelle chaufferie alimente en chauffage et eau chaude sanitaire des logements, des groupes scolaires, et des activités tertiaires pour des besoins équivalents à ceux de 3 000 logements. Aujourd’hui, le bois couvre près de 70 % de ces besoins à un prix stabilisé.

Le complément de production est assuré par une cogénération à gaz qui fournit 1,5 MW de chaleur du 1er novembre au 31 mars et par 8,5 MW de chaudières d’appoint également au gaz. Après 2022, le contrat de cogénération gaz prendra fin et le taux de couverture au bois devrait passer à 75 %.

La fourniture de bois

La chaufferie dispose de deux fosses de déchargement, conçues pour recevoir chacune deux semi-remorques de 100 m3. Le stockage a été dimensionné pour assurer 80 heures de fonctionnement à pleine charge et sans livraison, ce qui correspond à un week-end de trois jours.

Le combustible utilisé à la chaufferie des Mureaux est un mix, photo Frédéric Douard

Le site a par ailleurs été conçu pour que toutes les manœuvres des camions se fassent dans l’enceinte de la chaufferie, en toute sécurité. En plein hiver, le site peut recevoir jusqu’à 20 livraisons par semaine. En 2018, l’éloignement moyen des livraisons de bois était de 25,5 km de la chaufferie.

Les livraisons de bois sont encadrées par plusieurs mesures de sécurité des personnels, photo Frédéric Douard

Les chaudières à bois

La chaufferie bois comprend deux chaudières de 4,2 et 1,6 MW en cascade, dimensionnées pour être complémentaires en puissance et pour couvrir le maximum possible de besoins en épousant le plus de configurations possibles, de 500 kW (le minimum technique de la petite chaudière) à 5,8 MW. Le talon minimum de besoins du réseau, à savoir la fourniture d’eau chaude sanitaire, est de 1 MW.

La partie foyer de la grande chaudière à bois WEISS 4,2 MW aux Mureaux, photo Frédéric Douard

Les nouveaux équipements sont des chaudières à eau chaude conçues en trois parties : la grille en bas, une grande chambre de combustion refroidie à l’eau et dans laquelle se font les injections d’air secondaire et d’air tertiaire afin de mieux maîtriser la production d’oxydes d’azote, et enfin en haut un échangeur horizontal à tubes de fumées.

Synoptique de contrôle-commande de l’une des chaudières WEISS des Mureaux, photo Frédéric Douard

Le constructeur, Weiss France Énergie, basé à Ugine en Savoie, a garanti ses chaudières pour des émissions maximales de NOx de 400 mg/Nm³ à 6 % d’O2, inférieure aux 525 mg/Nm³ réglementaires sur ce site. Au vu de la conception de la chaudière, il n’a pas eu besoin de recourir à une recirculation des fumées pour tenir cet engagement.

Aux Mureaux les cendres de bois sont parfaitement brûlées, photo Frédéric Douard

Système de ramonage AIR CHOC installé sur la grande chaudière des Mureaux en septembre 2019, photo Frédéric Douard

À noter que malgré l’utilisation d’un combustible parfois difficile, comme c’est assez souvent le cas dans les grandes zones urbaines, les valeurs limites d’émissions atmosphériques sont très bien maîtrisées par l’exploitant et par les chaudières, pour preuve les résultats de la baie d’analyses en continu que MBE a fait installer, alors que cela n’était pas obligatoire.

Récompense

Le 4 décembre 2019, lors de la Semaine de la chaleur renouvelable, sept réseaux de chaleur du Groupe Coriance ont reçu le label EcoRéseau de chaleur, décerné par AMORCE, et parmi lesquels figure le réseau des Mureaux, lauréat pour la troisième année consécutive. Ce label a été créé en 2013 pour distinguer les performances environnementales, économiques et sociales des meilleurs réseaux de chaleur.

Contacts :

• L’exploitant : www.lesmureaux-bois-energie.fr
• Le chaudiériste : contact@weiss-france.fr / 
+33 479 890 707 – www.weiss-france.fr
• Ramoneur Air Choc : www.standard-industrie.com
• Mesure des émissions : www.solstice-analyse.com

Frédéric Douard, en reportage aux Mureaux

Editorial du Bioénergie International n°67 de l’été 2020

Abattage sélectif de petits résineux, photo Valtra

La lutte contre le changement climatique nous oblige à abandonner les énergies fossiles au profit des renouvelables. Concernant la plus utilisée des énergies renouvelables dans le monde, le bois-énergie, il faut commencer par préciser le sens des termes exploitation forestière et déforestation qui sont souvent utilisés avec confusion. La déforestation, c’est quand on supprime les arbres d’un sol pour y faire autre chose : du pâturage, du soja, de la canne à sucre, de l’huile de palme ou un aéroport. Dans ces cas, le plus souvent, le bois n’est même pas récupéré et est brûlé sur place en pure perte et avec moult pollutions. L’exploitation forestière est quant à elle pratiquée pour récupérer le bois, qui sera utilisé comme matériau de construction ou pour substituer des énergies ou des emballages non-renouvelables.

Ensuite, il faut savoir que les forêts non exploitées ne stockent que très peu de carbone en dehors de leur propre volume sur pied établi. En effet à maturité, à part une infime partie du carbone forestier qui parvient à se stocker dans le sol sans se dégrader, l’immense majorité de ce que les arbres captent est relarguée par putréfaction. Le puits de carbone tourne alors à vitesse très réduite, voire à l’envers, comme certaines forêts aujourd’hui qui larguent plus de carbone qu’elles n’en captent à cause du réchauffement climatique. Par ailleurs, les forêts peuvent aussi perdre brutalement la totalité de leur stock sur pied, involontairement comme ce fut le cas lors des incendies monstres en Australie en 2019, ou volontairement comme c’est le cas actuellement en Amazonie dans le cadre de la politique agricole expansive du gouvernement brésilien. Les forêts peuvent enfin également perdre tout leur stock sur pied suite à un ouragan ou à des maladies comme on en observe de plus en plus ; dans ces cas une grande partie du carbone ne sera pas collectée et retournera à l’atmosphère. Face donc à la faible capacité de stockage additionnel des forêts matures et aux risques croissants de perte brutale de tout leur stock, il est donc prudent et efficace pour le climat de ne pas conserver de trop grands volumes sur pied.

Dans le domaine énergétique, tout bois utilisé comme combustible assure un besoin et évite le recours à une énergie fossile. Après la coupe et la combustion, le stock de carbone emmagasiné par le bois ainsi utilisé n’existe alors momentanément plus. Par contre quelques mois plus tard, la forêt va progressivement repousser, toute seule par régénération naturelle ou par replantation, et le stock initial va se reconstituer au terme d’un cycle d’exploitation du bois qui va de 10 à 30 ans pour une application combustible seule, les cycles de 50 ans ou plus n’étant utiles que pour le bois d’œuvre. Ainsi, au terme de ce cycle, en utilisant le carbone du bois qui se renouvelle en quelques années au lieu d’un carbone fossile qui aurait été extrait définitivement à l’échelle humaine, le bilan global d’émission de CO2 montre une émission évitée proche de la quantité qui aurait été émise si on n’avait pas utilisé le bois, c’est la « neutralité » carbone de la biomasse. Je dis proche, et non pas égale, car il faut tenir compte de l’énergie non-renouvelable utilisée pour produire du bois-énergie (4 à 15 %), ainsi que du facteur d’émission de l’énergie fossile à laquelle on se compare.

Par ailleurs, pour que cette exploitation soit pérenne et inépuisable, il faut prélever globalement sur un territoire au plus ce que fournit l’accroissement naturel du bois sur ce territoire (de 3 à 12 m³/ha/an en France selon les peuplements et les régions).
En termes environnementaux, et de biodiversité en particulier, notons que le bois-énergie est l’une des seules utilisations du bois qui n’exige aucune essence ni aucune forme de bois en particulier. Il ne nécessite donc aucune monoculture, se satisfait très bien des feuillus, de la sylviculture et de la régénération naturelles qui sont de surcroît gratuites !

En conclusion, l’utilisation du bois comme combustible, si elle déstocke momentanément le carbone forestier, active par contre la pompe forestière à CO2 qui permet, indéfiniment à notre échelle de temps, de produire un carbone renouvelable. Non exploitées, les forêts matures ont à l’échelle du temps humain peu d’influence positive sur le taux de carbone de l’atmosphère. Leur cycle biologique croissance-mort-putréfaction et les accidents restituent tôt ou tard une grande partie du carbone qu’elles ont accumulées. En d’autres termes, on travaille ici sur un stock « vivant » de carbone, un stock limité mais renouvelable, dont l’utilisation a un effet bénéfique, et non pas neutre, sur le stock de carbone dans l’atmosphère, en évitant de mettre à l’atmosphère du carbone fossile pour des millions d’années et d’aggraver la situation. C’est pour cela que dans la situation climatique présente, il faut consommer durablement du bois-énergie et couper durablement les forêts !

Frédéric Douard, rédacteur en chef

Article paru dans le Bioénergie International n°65 – janvier 2020

Le site de méthanisation de Wabico avec son incorporateur de produits solides, ses cuves d’intrants liquides et son digesteur historique, photo HoSt

HoSt, le spécialiste néerlandais des bioénergies, a construit une usine de méthanisation sur la commune de Waalwijk aux Pays-Bas, dans le but de produire du biométhane à partir de différentes biomasses particulières comme l’herbe de fauche de bords des routes, les déchets verts, différentes sortes de boues, de graisses de flottaison, et de biodéchets déconditionnés des supermarchés. Grâce à la combinaison de différentes techniques innovantes, c’est aujourd’hui l’une des usines de production de biométhane des plus en avance sur son temps.

Une usine toujours à la pointe du progrès

WABICO, pour COmbinaison de BIomasses de WAalwijk, est un site industriel de production à part entière et qui sert en même temps de site de recherche & développement pour le constructeur HoSt, qui pour l’occasion est aussi l’exploitant de l’usine.

Depuis sa mise en service en mai 2015, cette centrale bénéficie de toutes les meilleures technologies disponibles et figure par conséquent parmi les usines de production et de valorisation de biogaz les plus avancées au monde.

La centrale de biométhane Wabico à Waalwijk, photo HoSt

Le constructeur y teste en permanence de nouvelles techniques tant en méthanisation qu’en épuration, et y optimise en direct les technologies existantes. Le site est donc en perpétuelle évolution tout en assurant une production industrielle continue sur le réseau de gaz néerlandais.

La méthanisation

Le système d’alimentation de matières solides développé par HoSt est capable de traiter les intrants difficiles. Il est notamment équipé pour utiliser de grandes quantités d’herbe avec un incorporateur de 80 m³ disposant d’un dispositif d’avancement et de coupe des produits difficiles.

Livraisons à la centrale de méthanisation Wabico, photo Frédéric Douard

D’une capacité initiale de 50 000 tonnes/an, les équipements de digestion étaient constitués à l’origine d’un digesteur en infiniment mélangé de 3 000 m³ et d’un post-digesteur de 2 600 m³, le stockage d’intrants liquides étant assuré par six cuves verticales de 150 m³. Les biodéchets alimentaires, ici en catégorie 3 locale (risque le plus faible) sont hygiénisés durant 5 heures à 53 °C.

En 2019, un digesteur de conception nouvelle de 6 000 m³ a été ajouté aux installations pour en tester les performances en conditions réelles. La capacité opérationnelle du site est désormais de 60 000 tonnes par an, mais bénéficie d’une marge de progression confortable avec une autorisation à 125 000 tonnes par an.

La capacité de production de l’usine, qui était à l’origine de 850 Nm³/h de biogaz, est désormais passée à 1 000 Nm³/h, avec une concentration exceptionnelle de méthane comprise entre 55 et 60 %.

La purification du biogaz

Les membranes de purification du biogaz chez Wabico, photo Frédéric Douard

La purification est réalisée avec un système à membranes fourni par l’entreprise partenaire de HoSt, Bright Biomethane. La capacité de l’installation de purification de Wabico a également évolué, passant de 550 à 650 Nm³/h de biométhane depuis la construction du site. Elle permet de réaliser une concentration de méthane produit jusqu’à 97 % avec une efficacité supérieure à 99,5 %.

La purification du biogaz bénéficie ici d’un système de récupération de chaleur innovant, qui permet qu’aucun gaz n’est nécessaire pour le chauffage des digesteurs.

Le système de récupération de chaleur après la purification du biogaz chez Wabico, photo Frédéric Douard

Le kit de purification, contenu dans trois conteneurs, comprend un compresseur, des membranes, un panneau de commande, le module de récupération de chaleur, l’odorisation et l’analyse du biogaz.

Le biométhane est injecté dans le cas présent avec une concentration de 89 % de méthane, conformément au cahier des charges national de distribution qui est en gaz C.

Le biométhane produit par Wabico bénéficie enfin d’une certification ISCC qui prouve sa durabilité et les économies de gaz à effet de serre qu’il génère, à un niveau qui permet une rémunération de 0,7 €/Nm³ soit 7,8 c€/kWh PCS.

Le digestat

Le digestat sortant de l’usine de méthanisation, est déshydraté par un séparateur de phase à vis puis par centrifugation, puis le digestat liquide est traité au floculent pour le séparer par décantation.

Le système de séparation du digestat liquide par décantation avec floculent, photo Frédéric Douard

L’eau qui résulte de cette séparation est ensuite traitée par ultrafiltration, voire par osmose inverse si besoin, pour pouvoir rejoindre le milieu naturel.

L’installation de purification de l’eau par osmose inverse, photo Frédéric Douard

Le digestat solide est destiné au compostage puis est commercialisé au tarif de 20 €/tonne départ usine, avec un taux de MS de 60 %.

Un record de production

La production de biométhane de l’usine Wabico a atteint un volume de production record de 18 718 Nm³ de biométhane en 24 heures, entre les 17 avril et 18 avril 2019, soit près de 780 Nm³/h, alors que sa capacité nominale est normalement de 650 Nm³/h. C’est la première fois depuis la mise en service de l’installation que ce niveau de production de biométhane était atteint.

La centrale de biométhane Wabico à Waalwijk, photo HoSt

La récupération de CO₂

La dernière nouveauté du site de Waalwijk et l’ajout d’un système de récupération de CO₂ sur l’épuration du biogaz, avec liquéfaction du CO2 gazeux. Cette récupération est réalisée en qualité alimentaire, ce qui permet de valoriser ce CO₂ d’origine renouvelable vers les industriels de la boisson par exemple. En 2018, le site en a produit 25 000 tonnes.

Système de récupération de CO2 à l’usine Wabico, photo HoSt

Pour en savoir plus :

• HoSt siège : Herman Klein Teeselink – info@host.nl / +31 534 609 080
• HoSt France : Jean-Sébastien Tronc – info@hostfrance.fr / +33 244 055 390
• Sites internet : www.host.nl/fr/ et www.brightbiomethane.com/fr/

Frédéric Douard, en reportage à Waalwijk

Un article paru dans le Bioénergie International n°65 – janvier 2020

L’ensemble des équipements fournis par B2S, depuis la droite le local de régulation, le local des turbines, la chaufferie et tous les équipements de traitement du biogaz, photo Frédéric Douard

Les modules de déshydratation du lixiviats au CET de Montmirail, photo Frédéric Douard

L’installation de stockage de déchets non dangereux de Montmirail, dans le département de la Sarthe, est gérée par la société NCIE Environnement, filiale du groupe Paprec. Pour continuer à valoriser le biogaz produit par le site et remplacer une installation devenue obsolète, NCIE a confié fin 2018 à la société B2S (Biogaz-services-solutions), une centrale de cogénération par l’installation de quatre micro-turbines de la société californienne Capstone. B2S, importateur exclusif de ces solutions en France depuis 2014, a mis l’installation en service le 1 mai 2019, six mois tout juste après la commande.

La production d’électricité

La puissance de production électrique installée est 800 kWé (4 × 200), mais seules trois turbines sont utilisées pour la production, la quatrième étant en réserve et utilisée lors des arrêts techniques des trois premières.

Le local des turbines à droite et la chaufferie de récupération à gauche au CET de Montmirail, photo Frédéric Douard

L’une des quatre turbines installées à Montmirail, photo Frédéric Douard

Le processus de préparation du biogaz, qui arrive des casiers à une température de 40 °C, est constitué d’un aspirateur de transport, d’un surpresseur à 80 mbar, de deux condenseurs-sécheurs qui abaissent la température à 15 °C (un avant et un après compression), de filtres à charbon actif, d’un compresseur à 5,8 bar pour une arrivée dans les turbines à 5,5 bar et d’une ligne de transfert.

La capacité de production électrique des turbines, d’une puissance totale de 600 kWé, est limitée à 495 kWé pour répondre au contrat de vente signé avec EDF. Pour parvenir à cette puissance livrée au poste EDF, l’installation produit d’avantage, afin d’assurer l’autoconsommation de l’ensemble de l’installation, 50 kWé, et pour compenser les 15 kWé perdus sur la ligne reliant les turbines au poste EDF situé à 500 mètres. L’installation doit produire annuellement environ 4,25 GWh soit la consommation d’environ 900 foyers.

Des turbines avec cogénération

La chaleur produite par les gaz d’échappement des trois turbines, soit 750 kWth, est utilisée pour évaporer les lixiviats. Ce sont ainsi environ 6 000 m³ de lixiviats qui sont traités sur site, en supprimant les transports à l’extérieur et les rejets liquides dans le milieu naturel.

Le conteneur chaufferie de gestion de la chaleur récupérée sur les turbines, photo Frédéric Douard

Pour ce faire, la chaleur des turbines est récupérée sous forme d’eau chaude à 80 °C dans des échangeurs, puis elle est traitée dans un conteneur de fabrication Méthatherm, filiale de B2S, avant d’être valorisée dans l’évaporateur.

La technologie Capstone, un concentré de simplicité

La turbine est un dispositif rotatif destiné à utiliser l’énergie cinétique d’un flux liquide ou gazeux pour faire tourner un arbre supportant les aubes de la turbine et entraînant une génératrice électrique.

L’arbre et les aubes d’une turbine Capstone

Le principal avantage de la micro-turbine, par rapport à un moteur, réside dans sa grande simplicité. La turbine présente en effet une seule pièce en mouvement, sans huile ni eau, alors que le moteur thermique en possède entre 100 et 150. L’axe de la turbine ne repose même pas sur des roulements qui seraient à graisser, mais sur des paliers à air. Générés dès la mise en rotation, ces paliers sont capables de supporter la turbine sans contact mécanique, ce qui lui permet de réaliser de 17 000 à 67 000 tours par minute dans le cas présent !

Schéma d’une turbine Capstone de 65 kWé

L’entretien des micro-turbines est donc très simple, avec toutes les 4 000 heures le changement du filtre à air, et le contrôle des paramètres et des bougies, qui en fait ne sont sollicitées qu’une fois par démarrage ! L’injection se contrôle quant à elle toutes les 20 000 heures. Cette maintenance est par conséquent 2,5 fois moins coûteuse qu’une maintenance de moteur thermique.

Tous les paramètres de régulation des installations sont disponibles sur place et à distance par smartphone, photo Frédéric Douard

Par contre, le rendement de conversion électrique est un peu plus modeste que pour les moteurs, de 30 à 33 % dans le cas présent, ce qui est compensé par les économies de maintenance.

La durée de vie des turbines Capstone est de plus de 100 000 heures, soit plus de 11 ans. En biogaz, leur plage d’utilisation va de 50 à 100 % de leur puissance nominale. Elles se caractérisent également par de faibles émissions d’oxydes d’azote, en moyenne 18 mg/Nm³ à 15 % d’O2.

Notons également que les turbines Capstone peuvent aussi fonctionner avec d’autres combustibles vertueux comme le biodiesel, les huiles végétales ou l’hydrogène. Elles sont disponibles dans des gammes de puissances allant de 30 à 1 000 kWé pour les gaz et de 30 à 190 kWé pour les liquides.

Biogaz Services Solutions

L’entreprise B2S, créée et dirigée par Emile Favetto, est une entité du groupe FSP, un ensemble de six PME dédiées au biogaz et totalisant 35 personnes :

• B2S : importation, vente, montage et maintenance des turbines Capstone,
• Méthalac : conception et vente d’unités de méthanisation,
• Biogaz Services : montage et maintenance d’unités de méthanisation,
• Méthatherm : conception et réalisation de modules de valorisation thermique,
• ACE : bureau d’études en environnement, dossiers ICPE,
• FACO : consultant en méthanisation et exploitant de sites avec micro-turbines.

Emile et Bruno Favetto de B2S à Montmirail, photo Frédéric Douard

Au sein du groupe, B2S compte dix personnes, dont trois commerciaux (René Sénéclauze, Stéphane Gervais et Bruno Favetto) et sept techniciens, dont trois agréés Capstone, six basés à Aix-les-Bains et un à Caen.

B2S, avec les autres entreprises du groupe, assure le montage et la mise en service des installations, la formation et l’accompagnement des clients les six premiers mois, puis le suivi à distance et les maintenances.

B2S propose trois durées de contrat de maintenance, 5 ans ou 39 999 heures, 10 ans ou 79 999 heures, et 15 ans ou 119 999 heures, chacun avec deux niveaux au choix : préventif et curatif (uniquement pièces) ou préventif et curatif ‘’Full service’’ et ‘’Over hall’’ (Pièces et main d’œuvre avec révision).

Analyseur de biogaz, le Multitec® BioControl de chez Sewerin, photo Frédéric Douard

Notons enfin que B2S peut fournir ces turbines clé en main ou comme tiers investisseur. Dans le second cas, B2S finance intégralement l’installation, vend lui-même l’énergie et assure la maintenance durant la durée du contrat qui peut être avec option d’achat.

Contacts :

• L’ISDND de Montmirail : +33 243 719 911 – 
www.paprec.com
• B2S : +33 458 828 282 – infos@biogaz-services.com
 – www.biogaz-services.com
• Le constructeur des turbines : www.capstoneturbine.com
• Analyseur de gaz : www.sewerin.com

Frédéric Douard, en reportage à Montmirail

Un article paru dans le Bioénergie International n°65 – janvier 2020

Le site de MéthaVie au Poiré-sur-Vie, photo Naskeo

Le projet d’unité de méthanisation territoriale MéthaVie en Vendée, a commencé à germer dès 2009 au sein d’un groupe d’agriculteurs qui cherchait des solutions de diversification pour sauvegarder ses exploitations en pleine crise du prix du lait. Il faudra dix années à ces agriculteurs pour sortir et mettre en service ce projet de production et d’injection de biométhane, un projet original de par son montage et son financement. Mais outre la question du prix du lait, pour les exploitants agricoles, ce projet est aussi la voie vers une dignité retrouvée de leur profession à une époque où l’agriculture est vivement critiquée pour ses pratiques. Cela passe bien sûr par la production d’énergie renouvelable, mais aussi par la suppression des tas de fumier en bords de champs et par la capacité d’épandre désormais un engrais naturel et non odorant.

Un partenariat solidement fixé

Christophe Guibert, président de MéthaVie et Pascal Kozerawski, directeur du site, photo Frédéric Douard

L’aventure s’est cristallisée autour de Christophe Guibert, agriculteur aux Brouzils, et aujourd’hui président de MéthaVie. Pour les agriculteurs, tous des éleveurs, il a d’abord fallu trouver les partenaires pour réussir ensemble un projet ambitieux et cohérent. Les agriculteurs, partis initialement à 16 exploitations, en comptent désormais 19, représentant 55 personnes physiques. Rassemblés au sein de la SAS Agriméthabel, ils participent à hauteur de 55 % du capital de la SAS MéthaVie, porteuse du projet.

Car l’originalité du projet repose aussi sur des partenaires non-agriculteurs mais néanmoins aussi concernés par des objectifs communs : deux coopératives agricoles, la laiterie Agrial avec 13 % du capital et la Cavac avec 13 % également, un industriel laitier, Bonilait Protéines avec 6 %, et enfin la société d’économie mixte Vendée Energie avec 13 %.

Pour la Cavac, la participation le projet représente un acte d’accompagnement à ses adhérents, car elle stocke leurs céréales et leur fournit aliments et autres consommables. Pour Agrial et Bonilait, les agriculteurs sont ses fournisseurs et il convenait aussi de s’impliquer à un moment où l’approvisionnement en lait était remis en cause. Une autre motivation rassemblait Agrial et Bonilait, c’est la valorisation de leurs effluents organiques : les deux entreprises sont en effet situées sur le même site à Bellevigny, et géraient ensemble le traitement des eaux blanches et graisses de flottation. L’unité de méthanisation leur a fourni une valorisation commune à ces sous-produits.

Pour la SEM Vendée Energie, dont l’objet est le développement des énergies renouvelables dans le département, déjà largement investie dans les projets solaires et éoliens, elle a trouvé dans la biomasse, une production très complémentaire. En plus de MéthaVie, la SEM accompagne également le projet Sainter-Méthanisation à hauteur de 8 % de son capital.

Un site adéquat

Il fallait aussi trouver le site. Avant d’opter pour celui de la Loge au Poiré-sur-Vie, les porteurs du projet ont envisagé plusieurs autres sites, à Bellevigny et à Saligny notamment, mais y ont finalement renoncé au regard de l’emplacement du point d’injection gaz non optimum.

L’arrière du site de MéthaVie au Poiré-sur-Vie, photo Naskeo

Le site de la Loge, d’une surface de 5 ha en zone industrielle, est éloigné des lieux d’habitation mais proche de nombreux consommateurs de gaz. Il a également été choisi car se situant dans ce qui est désormais appelé le pôle énergies renouvelables du Poiré-sur-Vie. Il est en effet exactement placé entre la plateforme bois-énergie de Valdéfis et un parc photovoltaïque de 14 ha appartenant à Vendée Energie.

Un financement juste

Restait à financer les investissements qui allaient se monter à près de 9 millions d’euros. Quatre banques régionales ont été sollicitées mais seules trois ont accompagné le projet jusqu’au bout : le Crédit Agricole, le Crédit Mutuel et la Banque Populaire.

Le pont-bascule de MéthaVie, photo Frédéric Douard

Outre les sommes à mobiliser, la question du cautionnement fut au cœur des discussions. Et pour le groupe d’agriculteurs, ce projet était certes ambitieux, mais bâti avec un groupe de partenaires sérieux, avec un capital important (600 000 €), avec un contrat garantissant les recettes durant 15 ans et avec des technologies désormais éprouvées, il ne représentait aucun risque réel pour les financeurs. Par conséquent, ils considéraient que ceux-ci pouvaient eux aussi apporter autre chose qu’un simple service bancaire. Ils ont ainsi demandé un engagement partagé et non un montage où seuls les porteurs du projet prennent tous les risques. Ce qui fut donc négocié, ce sont des prêts bancaires sans recours sur les biens des actionnaires, juste sur le capital de société, sur ses biens et actifs. En contrepartie de cette concession, les actionnaires ont dû assumer le coût d’une expertise technique réalisé par le cabinet BSVL et un taux d’intérêt d’un point supérieur à celui du marché, le prix de la sérénité.

Une recette simple et efficace

Les intrants sont apportés à 72 % par les agriculteurs et à 28 % par les trois entreprises agricoles partenaires, ce qui représente 37 000 tonnes par an : 23 000 tonnes de fumiers bovin, 1 400 tonnes fumiers de volailles, 2 800 tonnes d’écarts de triage de céréales provenant de la Cavac, 6 500 tonnes d’eaux blanches et graisses de flottaison provenant de la station de traitement des eaux commune à Agrial et à Bonilait, et quelques produits occasionnels.

Livraison de fumier sur le site de MéthaVie au Poiré-sur-Vie, photo Naskeo

La recette est donc simple et très régulière : 90 tonnes d’intrants solides, 10 tonnes d’eaux et 40 m³ de digestat liquide recyclé par jour. Le fumier, stocké partiellement dans le hangar de MéthaVie, est systématiquement passé dans un broyeur rapide construit non loin de là par les Ets Rabaud. En sortie du broyeur, qui a été monté sur roues pivotantes, le broyat est déposé successivement dans l’un des deux incorporateurs BIG-MIX de 120 m³ fournis par les Ets Pumpe et adaptés aux intrants résistants mécaniquement.

Les deux trémies d’incorporation BIG-Mix Pumpe alimentées en fumier par le broyeur Rabaud, photo Frédéric Douard

Le montage économique autour des intrants mérite de s’y arrêter un instant : contrairement à la plupart des projets où les apporteurs de matières récupèrent du digestat en échange, ici les intrants sont directement rémunérés aux apporteurs au prorata de leur potentiel méthanogène. Le fumier bovin est par exemple payé en moyenne 2,6 € par tonne ou le fumier de volaille, plus sec, 5,7 €.

Centrifugeuse de digestat, photo Frédéric Douard

Les digestats, solide à 22 de MS et liquide à 6 % de MS, sont quant à eux rétrocédés gratuitement aux agriculteurs actionnaires et demandeurs, et donc pas à tous. L’organisation et les charges de l’épandage restent l’affaire de ces bénéficiaires. Les digestats sont stockés chez les agriculteurs. À aujourd’hui 14 poches souples de 700 et 500 m³ ont été achetées par MéthaVie pour compléter les capacités de stockage des éleveurs. Ce montage d’une très grande simplicité a le mérité d’une excellente visibilité et les obligations n’impliquent que les partenaires concernés.

Le disgestat solide de MéthaVie, photo Frédéric Douard

Tous les transports sont sous-traités à une société locale. Seuls les conteneurs à fumier, des bennes spéciales de 35 m3 sont propriétés de MéthaVie. Elles sont au nombre de 25, avec une au moins en permanence chez chaque agriculteur. À chaque transport de fumier vers l’usine, les camions rapportent du digestat solide chez les exploitants agricoles. Les eaux blanches, graisses et digestat liquide sont quant à eux transportés en citernes.

Le processus de méthanisation

L’arrivée des deux incorporateurs dans la cuve ERGENIUM, photo Frédéric Douard

Le choix du processus de méthanisation en infiniment mélangé avait été initialement établi avec AEB Méthafrance. Mais l’entreprise a déposé le bilan en février 2017, au moment précis du lancement du projet MéthaVie qui fut donc brutalement stoppé. Les porteurs du projet perdirent alors six mois pour relancer une consultation d’entreprises, période durant laquelle ils firent concourir douze constructeurs pour à la fin retenir Naskeo. Ce choix s’est fait principalement sur des considérations techniques, le principe de la cuve ERGENIUM® de Naskeo ayant plu aux futurs méthaniseurs, pour ses capacités de pré-mélange et de captation des inertes en amont du local technique.

Les cuves de Méthavie dont la cuve ERGENIUM au premier plan, photo Frédéric Douard

Une fois sélectionné, Naskeo, constructeur avec bureau d’études intégré, a revu à la hausse et de manière significative les volumes de digestion envisagés initialement par AEB, cela pour garantir une production satisfaisante et surtout une marge de progression. Naskeo a également fait le choix de broyeurs Börger en aval de la cuve ERGENIUM® et en amont des pompes, ainsi que d’une séparation de phase par centrifugation, plus performante qu’une presse à vis pour produire le digestat solide.

L’intérieur de la cuve ERGENIUM chez Méthavie avec les eaux blanches de la laiterie bien visibles, photo Frédéric Douard

Naskeo est donc intervenu en tant que constructeur clé-en-main sur le lot processus de méthanisation avec en plus les lots électricité générale, locaux sociaux et pont bascule. Le lot VRD traité par une entreprise locale (Bodin TP) a été également coordonné par Naskeo.

Perspective sur les cuves de Méthavie, photo Frédéric Douard

Les équipements sont constitués de deux digesteurs de 3 500 m³, de deux post-digesteurs de 2 500 m³, d’un bâtiment fermé de 3 000 m² pour les solides (intrants et digestat), d’une cuve de stockage couverte de 10 000 m³, de deux cuves également couvertes de 1 000 m³ pour les intrants liquides, d’une cuve chauffée de 150 m³ pour les graisses de flottation et de la cuve ERGENIUM® de 500 m³ en tête de processus. Les cuves sont enterrées pour la plupart aux deux tiers.

Notons que l’air du bâtiment de stockage du fumier est aspiré et traité au travers d’un biofiltre fourni par Coop Eveil située à Saint-Pierre-du-Chemin et dont l’objet est de développer des solutions de compostage. Ce biofiltre, composé d’un mélange d’écorce de bois et de chanvre, a une capacité de traitement de 30 000 m³/h.

Le biofiltre pour le traitement de l’air du hall de travail, photo Frédéric Douard

La mise en service de la méthanisation a été réalisée par Sycomore, société sœur de Naskeo, toutes deux intégrées avec Ter’Green au groupe français Keon. Ter’Green est quant à elle une structure spécialisée dans le co-développement et le co-investissement. Sycomore intervient également en assistance à l’exploitation & maintenance : suivi biologique, pièces détachées, astreinte 7 j/7, maintenance préventive et curative. À noter que Sycomore et Ter’Green n’interviennent pas uniquement sur les projets construits par Naskeo.

Sur ce projet, le temps passé par le metteur en route de Sycomore dépasse les 100 jours et ce sont au total près de 160 jours que les intervenants de Sycomore ont passé à la mise en service de l’installation (metteurs en route, automaticien, technicien de laboratoire, ingénieur exploitation, etc).

Le remplissage des cuves a commencé fin mai 2019, l’ensemencement a eu lieu le 17 juin et la première injection de biométhane le 9 juillet ! Ensuite, la montée en charge a conduit à un dépassement de la capacité maximale de production le 1er octobre 2019, pour une stabilisation à 255 Nm³/h.

Le broyeur de fumier, ici fabriqué en Vendée, alimente des deux incorporateurs à fond mouvant, photo Frédéric Douard

Le site est exploité par les trois salariés de MéthaVie, deux techniciens et un responsable, Pascal Kozerawski. Les trois opérateurs sont tous polyvalents et se relaient pour assurer un week-end à tour de rôle.

Le biométhane

C’est l’entreprise Verde Mobil qui a eu en charge la fourniture des équipements d’épuration du biogaz et notamment le système PSA du québécois Xébec.

Les installations de purification et de compression du biométhane, photo Frédéric Douard

La chaudière à gaz pauvre, photo F. Douard

Pour les besoins du processus de méthanisation, l’installation dispose d’une chaufferie équipée deux chaudières : une chaudière classique Viessmann de 200 kW pour consommer du biométhane, mais en pratique seule la chaudière E-Flox à gaz pauvre, de 300 kW également, est utilisée. L’installation n’auto-consomme donc que les résidus d’épuration du PSA.

Pour la commercialisation du biométhane, un contrat de quinze ans a été signé avec le fournisseur d’énergie SAVE, qui est à ce jour partenaire de 25 producteurs de biométhane en France.

Enfin, si la capacité initiale d’injection de l’unité était de 270 Nm³/h, MéthaVie au vu des résultats actuels ne s’interdit pas dans les prochains mois d’augmenter sa capacité de production, sachant que le réseau de gaz local est en capacité de les absorber, que les agriculteurs ne fournissent aujourd’hui en moyenne que 50 % de leur fumier bovin au projet et que le cycle actuel de digestion pourrait être légèrement raccourci.

Contacts :

Régulateur de pression de gaz Biogaskontor sur l’un des digesteurs de Méthavie, photo Frédéric Douard

• MéthaVie : Pascal Kozerawski
 – contact@methavie.fr /+33 251 992 599
• Méthanisation :  
info@naskeo.com / +33 157 213 470 – www.naskeo.com
• Maintenance méthanisation : +33 285 670 040 – www.sycomore-services.com
• Groupe Keon : www.keon-group.com
• Broyage de fumier : marketing@rabaud.com / +33 251 485 666 – www.rabaud.com
• Incorporation : www.pumpegmbh.de/fr
• Agitateurs : www.suma.de
• Broyeur phase liquide : www.boerger.com
• Centrifugeuse : www.andritz.com
• Sécurité biogaz : www.biogaskontor.de
• Purification : www.verdemobil.eu – xebecinc.com
• Acheteur du gaz : www.save-energies.fr (Groupe www.idex.fr)

Frédéric Douard, en reportage au Poiré-sur-Vie

Un article paru dans le Bioénergie International n°65 – janvier 2020

Avec plus de 60 % de contribution à la production d’énergie renouvelable en France, la biomasse forestière et agricole est de très loin le pilier de base de la France pour atteindre ses objectifs en matière de lutte contre le dérèglement climatique. La France métropolitaine est en effet fortement pourvue en forêt (plus de 30 % de sa surface) et en agriculture (plus de 50 % de sa surface), pourtant, elle ne parvient pas à valoriser cette ressource à hauteur de son potentiel exceptionnel, le plus important de tous les pays européens. Cela est en grande partie dû à une méconnaissance très forte de cette ressource par la population, les élus et les acteurs économiques, une méconnaissance qui conduit à une sous-évaluation mentale tout aussi forte de son potentiel. Rappelons pour illustrer ce propos que moins de la moitié de l’accroissement naturel forestier est actuellement récolté en France, que tout le reste est laissé en forêt, soumis aux aléas et in fine au dépérissement, avec un CO2 capté mais qui retournera à l’atmosphère sans avoir pu jouer un rôle en faveur du climat, en substitution de CO2 fossile par exemple. Rappelons enfin que la biomasse est une énergie renouvelable stockable et qu’à ce titre elle apporte une contribution structurelle indispensable à l’équilibre du mix énergétique renouvelable.

Faire entrer l’informatique dans la forêt

L’entreprise OpenForêt a été créée en 2015 par trois associés, Paul Archimbaud, Didier Bouniol et Gwenaël Postec, qui ont mis en commun leurs compétences en informatique, big data, machine learning, connaissances pointues de la forêt et des acteurs de la filière bois, afin d’identifier les besoins de la bio-économie et de proposer des solutions, et en l’occurrence ici des géo-services pour la gestion des espaces et de la biomasse.

OpenForêt met des outils de prospection multicritères à disposition

OpenForêt se positionne ainsi dans trois domaines :

• la bio-économie dont les bioénergies (identification, caractérisation, actualisation et accès à la ressource biomasse),
• l’environnement (connaissance de la forêt, état des lieux, objectifs de gestion et conseils pour les atteindre, adaptation au changement climatique…)
• et le carbone (stock sur pied, évolution, PCAET etc.).

Mettre à disposition une information spatialisée et actualisée

Ecran mobile de localisation

La première pierre permettant de bâtir une stratégie forestière (production de bois, captation de CO2, biodiversité, adaptation au changement climatique…) pour ensuite agir concrètement (gestion adapté, développement de projets industriels de valorisation), c’est de connaître parfaitement la situation et son évolution à l’échelle de la parcelle. Tous les services d’OpenForêt découlent d’une connaissance fine de cette information spatialisée et actualisée, ce que ne donnent pas les statistiques habituelles globalisées et figées.

L’activité d’OpenForêt consiste ainsi à mettre à disposition de ses clients des informations forestières précises à partir d’une base de données de plus de 24 millions de fiches d’identité forestières (surface, essences, nature de la propriété, distance de débardage, cartographie, images aériennes et satellites, biodiversité, eau, sols, recherche du propriétaire, qualification, ouverture de chantier…), et ce pour toutes les parcelles cadastrales forestières présentes sur le territoire métropolitain français.

OpenForêt Prospection – l’outil des acheteurs de bois

OF Prospection est un outil qui agglomère des données géolocalisées à l’échelle d’une parcelle cadastrale, des données de base produites par des organismes publics comme l’IGN, INRAE, AgroParisTech, MNHN… et qui sont complétées par des production clées propres à OpenForêt comme la hauteur des arbres, une estimation du volume bois sur pieds.

Recherche de parcelles sur OpenForêt Prospection – Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

L’outil, utilisé en ligne (openforet.com) ou dans un système d’information privé, propose des modules adaptés aux besoins : requêteur multicritères, caractérisation des parcelles (photos aériennes, satellites, carte IGN, type de sol, pentes, biodiversité, eau, etc.), gestion & suivi des parcelles, recherche des coordonnées des propriétaires, déclarations administratives des chantiers.

Recherche sur des parcelles avoisinantes sur OpenForêt Prospection – Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

Courant 2020, OpenForêt fournira la hauteur des arbres par parcelle cadastrale.

Pour les acheteurs de bois

Recherche de parcelle sur l’application mobile d’OF Prospection

L’outil permet aux acheteurs de bois de trouver des parcelles d’intérêt selon leurs critères de requête, de les sélectionner, de les qualifier, de les mémoriser dans autant de dossiers qu’il y aura de chantiers, d’organiser le contact avec les propriétaires, d’organiser leur suivi et leur mise en chantier.

Du point de vue utilisateur, les fonctionnalités d’OF Prospection sont disponibles sur une application smartphone. Cela permet, directement en forêt, de récupérer le numéro cadastral des parcelles autour de vous, d’en connaître la surface, de voir la répartition des essences, de s’orienter grâce à la navigation, d’être géolocalisé, de prendre des photos et des notes, d’envoyer une demande des coordonnées de propriétaire en mairie, de sauvegarder la parcelle dans un dossier et de visualiser l’ensemble des parcelles en cours de prospection.

À ce jour, plus de 120 acheteurs utilisent déjà ce produit. L’abonnement mensuel coûte 49 € par département pour le service de base. Il faut compter 9 € de plus par mois et par département pour le suivi des collaborateurs ; et 19 € de plus pour le mode chantier. Plus de 150 départements/mois ont été commercialisés en 2019 (première année de commercialisation) et l’entreprise compte doubler ce chiffre en 2020.

À titre d’exemple dans la région de Limoges, sur 10 mois, un acheteur a acquis 150 ha auprès de propriétaires privés grâce à OF Prospection.

OpenForêt Territoire

Exemple d’écran mobile sur le peuplement d’une parcelle

OF Territoire est une solution clé en mains dont les objectifs sont de remettre sous gestion durable et écologique des parcelles actuellement délaissées (entre 6 et 8 millions d’hectares, soit 10 % du territoire métropolitain), et de réactiver la séquestration de CO2 par leur exploitation et leur renouvellement. Cet objectif est stratégique pour les collectivités territoriales qui visent l’atteinte de la neutralité carbone car seules les forêts de leur territoire pourront compenser les dernières émissions incompressibles.

L’outil OF Territoire est ainsi à même, à l’échelle d’un territoire donné (zone d’intérêt d’un projet), d’estimer les stocks de bois sur pieds à l’échelle du pays, de la région, du département, de la commune et de la parcelle et du stock de carbone mais aussi de produire les histogrammes de maturité des différentes essences (information indispensable pour la gestion durable d’un espace donné).

Les actualisations permettent de connaître les variations positives (accroissements) et négatives (prélèvements) annuelles.

Exemple d’écran mobile sur le suivi de dossiers

C’est un service de prise en charge forestière au long cours (minimum 15 ans) sur une zone à définir avec une collectivité territoriale, une fondation ou une entreprise intéressée à financer des actions forestières dans un cadre RSE, mécénat ou compensation.

À partir d’un diagnostic sur l’état de ces forêts, il est défini un plan de remise en état selon un objectif sylvicole et écologique partagé localement. Il est alors proposé aux propriétaires passifs une prise en charge intégrale de la gestion de leurs parcelles dans le cadre d’un Groupement d’intérêt économique et environnemental forestier (GIEEF). Cela passe par la mise en place sur zone d’un chargé de mission forestière dédié et la mobilisation des fonds adéquats (aides régionales, mécénat, compensation, RSE, Label Bas Carbone, aides aux travaux forestiers, etc).

Webio pour toutes les biomasses

Critères de sélection dans WEBio

Webio est un autre service, développé depuis 2016 avec le soutien sans faille de l’EIT Climate-KIC (programme européen de soutien aux initiatives favorables au climat) et en partenariat avec Engie et la Fondation Edmund Mach. Cette plateforme permet de géolocaliser, d’évaluer, de caractériser toutes les biomasses (bois, effluents d’élevage, co-produits agricoles, Cive, boues de stations d’épuration, etc.) présentes sur un territoire et qui peuvent être prélevées de manière durable chaque année. Elle propose en plus dans son onglet « caractérisation environnementale » une analyse de cycle de vie de l’utilisation de la biomasse à des fins énergétiques selon les technologies employées (production de chaleur par combustion, cogénération biomasse, production de biogaz, cogénération biogaz, injection de méthane dans le réseau).

Cette plateforme vise le marché des collectivités territoriales et des entreprises porteuses d’un projet de bio-économie. Le pilote a été développé sur le Loiret (45) avec la métropole d’Orléans et GRDF comme bêta-testeurs de ce service (www.webio-platform.com).

L’objectif en 2020 est de l’étendre progressivement à l’ensemble du territoire français au gré de sa commercialisation. L’intégralité du développement informatique de ce pilote a été réalisé sur les compétences internes d’OpenForêt.

Exemple de recherche sur WEBio – Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

Et encore beaucoup d’innovations en développement

Et OpenForêt ne compte pas s’arrêter là, des travaux sont en cours pour actualiser plus fréquemment les données via satellites ainsi que pour donner des indications sur les stations forestières (conditions pédoclimatiques), élément déterminant pour repérer les essences installées mais en sursis et déterminer les essences de reboisement les plus résiliantes dans un contexte de changement climatique.

Pour en savoir plus : contact@openforet.com
 – openforet.com – www.webio-platform.com

Frédéric Douard

Article paru dans le bioénergie International n°66 de juin 2020

L’Axtor 4510 en mode broyage, photo Komptech

Plaquette de grande qualité produite par l’AXTOR 4510 en mode déchiqueteuse, photo Hantsch

Avec son nouvel Axtor 4510, le constructeur autrichien Komptech fait évoluer sa gamme de broyeurs de bois universels vers un produit plus facile à transporter. Comme ses prédécesseurs les Axtor 6010 et 8012, il peut être utilisé pour déchiqueter en plaquettes ou pour broyer. C’est désormais la machine parfaite non seulement pour les petites et moyennes structures mais aussi pour les prestataires de services.

Le nouvel Axtor 4510 peut être utilisé pour le traitement des déchets verts, des bois A et B, et pour les souches. Il utilise des outils libres pour le déchiquetage pour éviter qu’ils puissent s’endommager et des outils fixes pour le broyage rapide.

L’Axtor 4510 est entraîné par un moteur de 462 CV et dispose d’un rotor aux mêmes dimensions que l’ancien Axtor 6010. Grâce à sa taille et à son poids total inférieur à 19 tonnes dans la version à deux essieux, la remorque est très facile à transporter et peut s’intégrer parfaitement dans les petites et moyennes structures.

L’Axtor 4510 est idéal pour les prestataires de services qui doivent être aussi flexibles en transport qu’en services. En version chenilles, c’est sur les chantiers forestiers qu’il fera la différence. La série Axtor ne comptera donc plus que deux motorisations : le 4510 en 462 CV et le 6210 en 577 CV, pour des dimensions identiques.

Le rotor de l’Axtor 4510, équipé en mode broyage, photo Hantsch

Le passage du mode déchiquetage au mode broyage reste rapide et simple : en moins de trois heures, les outils mobiles sont échangés contre des supports fixes. La machine peut être réglée très précisément afin de toujours obtenir un résultat hautement qualitatif pour du billon, du bois B, de l’écorce ou du déchet vert, et ce avec des lames très différentes combinées avec des grilles appropriées. En mode broyage, la production peut atteindre les 150 m³/heure avec du déchet vert par exemple.

Pour une utilisation en mode déchiqueteuse uniquement, les nouveaux Axtor peuvent aussi utiliser un nouveau rotor spécifique à 16 couteaux massifs. Ils transforment les billons en plaquettes de qualité (P45 et P63) jusqu’à 300 m³/h. En 20 minutes un camion à fond mouvant peut-être rempli.

Le rotor de l’Axtor 4510, équipé en mode déchiquetage, photo Hantsch

Komptech a aussi gardé le meilleur des grands frères et l’a adapté à une plus petite échelle : l’accessibilité aux points d’entretien, la plate-forme de service spacieuse, accessible via une échelle pliante intégrée. Il en va de même pour le système d’entraînement solide constitué d’une courroie à pignons en acier ; le tapis d’évacuation avec une hauteur 4,5 m ; la zone d’alimentation chargeable de tous les côtés avec une trémie repliable à commande hydraulique.

Le large tapis d’alimentation de l’Axtor 4510, photo Hantsch

Un prix accessible, un format compact, maniable et économique, ce sont les principaux atouts que Komptech a donné à l’Axtor 4510. Deux sont déjà en commande en France.

Avantages et points clés

• Large trémie d‘alimentation
• Deux modes : broyage ou déchiquetage
• Accès facile au rotor et au moteur
• Mobilité : châssis routier ou chenilles

L’Axtor 4510, broyeur ou coupeuse :

En savoir plus sur ce broyeur : www.hantsch.fr/axtor

Contact : marketing@hantsch.fr 
/ +33 388 875 253 – www.hantsch.fr

Frédéric Douard

Voir également ces vidéos en situations :

Pour des connexes de scieries

Pour du déchet vert

Article paru dans le bioénergie International n°66 de juin 2020

Batterie de cyclones Hurricane en sortie de sécheur industriel, photo ACS

Un article de la Société Européenne de Cardiologie du 3 mars 2020, rappelle que la pollution de l’air ambiant aux particules fines (PM 2,5) et à d’autres polluants comme l’ozone, figureraient parmi les principales sources de surmortalité et de perte d’espérance de vie (PEV) dans le monde, notamment par le biais de maladies cardiovasculaires. Toujours selon cette étude, ces polluants d’origines variées (particules d’origine éolienne ou provenant de la combustion plus ou moins maîtrisée de combustibles fossiles ou de biomasse, dont une part non négligeable dues aux feux de forêts et aux pratiques de brûlage à l’air libre engendreraient une PEV qui rivalise avec celle d’autres risques importants comme le tabagisme.

Plus près de chez nous en Europe ou en Amérique du Nord, certains processus de séchage à haute température dans l’industrie du bois ou dans l’agro-industrie, peuvent aussi constituer des contributeurs importants de particules fines dans l’atmosphère. Ces poussières peuvent à la fois contenir des composants du produit à sécher, mais aussi des cendres volantes émises par le générateur d’air chaud, notamment lorsque le séchage se fait en flamme directe derrière un foyer à combustible solide comme du charbon ou de la biomasse. Dans ce cas précis, et encore fort répandu, les systèmes ACS peuvent contribuer à un environnement plus sain en capturant les particules émises.

Et la principale valeur ajoutée des cyclones ACS, par rapport à la technologie alternative principale qu’est le filtre électrostatique en voie humide, réside dans la réduction des coûts, qu’il s’agisse des coûts de maintenance et d’exploitation, que des coûts d’investissement.

Zoom sur une batterie de cyclones Hurricane en sortie de sécheur industriel, photo ACS

Dans le tableau ci-dessous, ACS compare deux technologies, appliquées sur un séchoir au débit de 100 000 m³/h. Comme on peut le voir, bien que les deux solutions présentent des coûts énergétiques très proches (31,3 kW et 26,1 kW), la solution avec cyclone secondaire Hurricane ne nécessite pas de main-d’œuvre spécialisée. On observe également que les coûts annualisés de maintenance des équipements sont beaucoup plus élevés avec le filtre électrostatique : 70 500 € contre 35 300 €. Cela rend les coûts globaux d’exploitation et de maintenance des cyclones bien moins élevés : 53 675 € contre 85 871 €. Mais c’est aussi dans l’investissement initial que les écarts sont très importants, le système Hurricane étant globalement deux fois moins cher dans cet exemple : 430 000 € contre 950 000 €.

En conclusion, si l’on compare les deux technologies sur le Coût Total d’Acquisition (CTA), défini comme le coût d’investissement plus 5 ans de coûts d’exploitation et maintenance, le CTA du système Hurricane ne représente que 51 % du CTA du filtre électrostatique.

Contact francophone : Helder Teixeira / +351 910 766 018 – helder.teixeira@acsystems.pt – www.advancedcyclonesystems.com

Frédéric Douard

Article paru dans le bioénergie International n°66 de juin 2020

La chaudière à bois des Jardins de Camargue, photo Frédéric Douard

Comme les autres missions bois-énergie des départements d’Occitanie, la mission bois-énergie animée par la chambre de commerce et d’industrie du département du Gard travaille au développement de la valorisation énergétique du bois depuis de nombreuses années. Elle informe et conseille, réalise des études d’opportunité, aide pour les démarches administratives, réalise des suivis de chaufferies en fonctionnement et en amont de tout cela participe à la structuration des filières d’approvisionnement. C’est dans le cadre de cette action que le magazine Bioénergie International a pu visiter les serres maraîchères des Jardins de Camargue, situées à Saint-Laurent-d’Aigouze à cinq kilomètres à vol d’oiseau au nord d’Aigues-Mortes, ont mis en service en 2015 une chaufferie bois de 5 MW, notamment pour maîtriser les factures très fluctuantes du chauffage au gaz.

La chaufferie bois des Jardins de Camargue, photo Frédéric Douard

Les serres des Jardins de Camargue

L’entreprise a été créée en septembre 2007. Elle dispose à ce jour de 17 ha de cultures couvertes dont 9,5 ha chauffés. Une bonne moitié de la surface chauffée est dédiée à la culture de tomates.

Les serres et le réseau de chaleur des Jardins de Camargue, photo Frédéric Douard

Pour le chauffage, une centrale de cogénération au gaz de 5 MWé et plusieurs chaudières à gaz peuvent fournir jusque 17 MW de chaleur. Le gaz est ici du GNL fourni par ENGIE dans une citerne de 50 tonnes, le site n’étant pas raccordé au réseau. Le CO2 est récupéré sur l’échappement des moteurs Jenbacher pour injection dans les serres. Un ballon de stockage d’eau chaude isolé de 3 000 m³ assure le rôle de tampon pour les pics de demande.

La chaufferie à bois

En 2015, l’exploitant a mis en service une chaudière automatique bois à grille mobile de 5 MW de marque Compte.R. fabriquée dans le Puy-de-Dôme. Elle est équipée d’un filtre à manches Tecfidis pour la capture des poussières, quant à lui fabriqué dans le département de l’Ain.

Le filtre à manches et le cendrier de grille de la chaufferie des Jardins de Camargue, photo Frédéric Douard

La chaudière consomme un bois déchiqueté de dimensions P100 fourni par les Ets Sud Bois situés à Avèze au pied des Cévennes. Celui-ci est livré dans un silo à plat de quatorze mètres de long permettant de vider une semi-remorque de 100 m³. Le combustible est dessilé par un extracteur à râteau construit par Compte.R. sous licence Toploader. Ce système qui balaie la surface du tas de l’entrée du silo vers le convoyeur présente plusieurs intérêts :

• il permet de vider les silos carrossables en commençant par le côté de livraison, libérant ainsi la place pour la livraison suivante sans besoin d’aucune intervention,
• il ne peut pas se bloquer,
• il est peu coûteux en investissement comme en consommation électrique,
• il est facile à entretenir et à réparer car totalement accessible.

Le silo à bois de la chaufferie des Jardins de Camargue avec le dessileur toploader, photo Frédéric Douard

Tant que court le contrat de cogénération gaz, la chaudière bois est utilisée principalement lorsque les moteurs gaz sont à l’arrêt, ou en complément les rares journées très froides, mais elle est aujourd’hui surtout utilisée en secours lorsque les livraisons de gaz ne sont pas possibles ou retardées. Par contre, après le terme du contrat de cogénération, elle pourra jouer le rôle de chauffage de base.

Le ballon de stockage d’eau du réseau de chaleur des Jardins de Camargue, photo Frédéric Douard

Contacts :

• Les Jardins de Camargue : Laurent Rousset
 /+33 466 888 949 – laurent.rousset.jdc@wanadoo.fr
• Mission bois-énergie de la CCI du Gard :
Antoine Moreno / +33 466 879 857
a.moreno@gard.cci.fr – www.gard.cci.fr
• Réseau des missions bois-énergie d’Occitanie : www.boisenergie-occitanie.org
• Le chaudiériste : www.compte-r.com
• Le filtre à manches : www.tecfidis.fr
• Le fournisseur de bois : www.sud-bois.fr

Frédéric Douard, en reportage à Saint-Laurent-d’Aizougue

Article paru dans le bioénergie International n°66 de juin 2020

La nouvelle chaufferie à granulés des Grandes Ventes, photo Frédéric Douard

Les Grandes-Ventes est une commune normande située près de Dieppe dans le département de la Seine-Maritime. Cette localité de 1800 habitants se situe dans le périmètre proche de la forêt d’Eawy, l’une des grandes forêts du pays de Bray qui s’étend sur 6 550 hectares. Son nom tire d’ailleurs son origine au treizième siècle lorsque la vente correspondait à une parcelle de forêt vendue pour être exploitée. En 1946, de ce contexte naîtra la scierie Lefebvre, installée en plein cœur du bourg, et dont le Bioénergie International n°63 a relaté les activités en matière de bois-énergie. Et en ce début de 21e siècle, celui des énergies renouvelables, c’est naturellement que la municipalité s’est posée la question du bois pour le chauffage de son patrimoine immobilier.

Redonner de l’efficacité et du sens au chauffage municipal

Le projet de réseau de chaleur communal au bois a été étudié dès 2014 en vue de chauffer six bâtiments communaux : les deux écoles, la cantine scolaire, une maison de retraite de 64 lits, la médiathèque et la maison médicale. Cinq de ces bâtiments disposaient d’installations de chauffage vétustes et dont le coût de fonctionnement était devenu prohibitif (convecteurs électriques). Le raccordement de la maison médicale, jusque-là chauffée au gaz, a été intégré au projet de par sa proximité géographique.

Le bourg des Grandes Ventes, photo Frédéric Douard

La décision a été un peu longue à prendre car un changement d’énergie passait aussi par une modification complète des installations de distribution de la chaleur qui devaient cette fois passer par des émetteurs à eau.

La mutualisation des besoins des différents bâtiments a conduit le bureau d’études CEDEN à dimensionner une chaufferie de 400 kW, équipée en base d’une chaudière à bois de 200 kW et en appoint et secours d’une chaudière à fioul de 400 kW. L’ensemble des bâtiments a été équipé de radiateurs à eau chaude et a été relié par un réseau de chaleur de 4 km. Un ballon de stockage d’eau chaude a également été installé à la maison de retraite pour garantir une production d’eau chaude sanitaire instantanée.

Intégration de la chaufferie entre l’école primaire à droite et la maison de retraite en arrière-plan, photo Frédéric Douard

Le montant total des investissements s’est monté à 1 M€ TTC. Les travaux ont débuté en mai 2017 pour s’achever en avril 2018. Le réseau a été mis en service en novembre 2017.

Le système de livraison des granulés par soufflage, photo Frédéric Douard

Un combustible local et performant

Comme combustible, c’est le granulé qui a été choisi pour plusieurs raisons. La première était qu’au démarrage du projet, la menuiserie de la scierie Lefebvre produisait du granulé de bois sur la commune, à seulement quelques centaines de mètres du réseau, ce qui rendait le choix de ce combustible évident. Ensuite, la réalisation d’une chaufferie à granulés est plus simple en termes de génie civil et demande moins d’entretien qu’une chaudière à plaquettes.

Le choix de ce combustible a aussi été facilité, car en 2011 la commune avait déjà équipé sa salle communale, un bâtiment à l’usage très intermittent, d’une chaudière à granulé de 90 kW de marque Herz et dont elle est très satisfaite.

La première chaudière à granulés des Grandes Ventes à la salle communale, photo Frédéric Douard

Aujourd’hui la consommation du réseau de chaleur est de 120 tonnes de granulés et 21 m³ de fioul par an. Notons enfin que la vente de chaleur à la maison de retraite se fait en régie communale, donc par la voie d’un budget annexe mis en place par la municipalité.

Une chaufferie préfabriquée, sur mesure et clé en main

Pour limiter les investissements du réseau de chaleur, le choix de l’implantation de la chaufferie s’est fait au cœur des sites de consommation. Cependant, au vu des équipements à mettre en œuvre, l’établissement ne disposait pas de la place suffisante pour créer une chaufferie de cette taille en son sein.

Pour des questions pratiques (emplacement réduit, accès limité, terrain plat), le choix de la solution technique s’est porté sur une chaufferie de plain-pied, sans accès poids lourds spécifique et donc avec remplissage du silo par voie pneumatique. Le critère économique a ensuite favorisé la solution préfabriquée qui s’est avérée la moins onéreuse et la plus rapide à implanter.

Le ballon d’accumulation et la chaudière d’appoint dans la chaufferie-conteneur TIGR, photo Frédéric Douard

C’est la société TIGR, spécialiste des équipements thermiques préfabriqués, qui a fourni clé en main la nouvelle chaufferie des Grandes Ventes. Elle est équipée d’une chaudière à bois TX Fröling de 200 kW, d’un ballon d’accumulation de 2000 litres et d’un silo à granulés de 30 tonnes (57 m³ total et 40 m³ utiles). Les dimensions de la chaufferie sont de 12,93 m de long, 4,43 m de large et 3,4 m de haut. Son poids à vide est de 26 tonnes et jusque 63,5 tonnes en service.

La nouvelle chaudière automatique à granulés, photo Frédéric Douard

Dans l’armoire électrique de la chaufferie un automate gère toutes les boucles de régulation avec la programmation journalière, hebdomadaire et annuelle du chauffage. Un routeur ethernet relie l’automate de la chaufferie à ceux des sous-stations, ce qui permet en outre la consultation des informations et la modification des consignes à distance par un accès internet depuis n’importe quel poste équipé d’un navigateur Internet. Les défauts et alarmes sont renvoyées vers le personnel d’astreinte via une liaison téléphonique mobile.

Les départs des réseaux, photo Frédéric Douard

TIGR est spécialisé depuis 1999 dans la préfabrication industrielle de chaufferies en cellule fermée coupe-feu deux heures jusqu’à 1,2 MW et avec stockage intégré allant jusqu’à 400 kW. Les chaufferies TIGR sont pré-montées en usine à Saint-Maurice La Souterraine dans le département de la Creuse. Elles sont complètement automatisées et comprennent tous les éléments : chaudières, système d’alimentation, stockage, régulation, hydraulique, ballon tampon et/ou ECS. Toutes les chaufferies TIGR sont faites à la demande et sur mesure. Les dimensions pour une chaufferie mono-cellule peuvent atteindre 5 × 15 mètres. Le silo peut être conçu pour des livraisons soufflées ou bennées.

L’accompagnement de la municipalité

Le cabinet CEDEN a accompagné la commune pour la mise en place de sa régie, dans sa relation avec l’EHPAD, dans la construction du compte d’exploitation prévisionnel de la régie et dans la définition du tarif de la chaleur. Il a également assuré la maîtrise d’œuvre de l’opération.

La commune a enfin confié à la société Viria une prestation d’exploitation, ce qui a permis notamment de régler les questions de mise en service, et en particulier de régulation et d’automatisme.

La sous-station de l’école primaire, photo Frédéric Douard

Contacts :

• La mairie : www.lesgrandesventes.fr
• Le bureau d’études : www.ceden.fr
• Le fournisseur de la chaufferie : www.tigr.fr
• Les chaudiéristes cités : www.froeling.com et www.sbthermique.fr pour Herz

Frédéric Douard, en reportage aux Grandes Ventes

Article paru dans le bioénergie International n°66 de juin 2020

Les chaudières à bois déchiqueté de la fromagerie du Pont des Loups, photo Frédéric Douard

Le Maroilles de la Ferme du Pont des Loups

C’est à Saint-Aubin, petit village de l’Avesnois, région d’élevage par excellence située à l’Est du département du nord, sur les contreforts des Ardennes belges et françaises, que la Ferme du Pont des Loups produit le désormais célèbre fromage à pâte molle et à croûte lavée, immortalisé en 2008 par la scène du petit-déjeuner de la comédie Bienvenue chez les Ch’tis. Implantés en terre de bocage, et donc de bois, c’est en 2015 à l’occasion de l’agrandissement de la fromagerie que les associés de la fromagerie, les frères Gravez, ont décidé de passer du gaz au bois pour assurer les besoins thermiques de cette activité.

Petite introduction obligatoire sur le fromage

Fromage au lait cru goûteux et typé, le Maroilles s’apparente au Pont-l’évêque normand et au Munster vosgien. Il tire son nom de celui de la commune dans laquelle il a été affiné pour la première fois, Maroilles, aujourd’hui siège du Parc Naturel Régional de l’Avesnois, mais territoire qui dès le VIIe siècle abritait une abbaye dont les moines produisaient ce fromage. À partir du XIe siècle, la fabrication fut étendue aux villages voisins et même à toute la région bocagère de la Thiérache, à cheval sur les départements de l‘Aisne et du Nord, et incluant l’Avesnois.

Fromages Maroilles en cours d’affinage, photo Ferme du Pont des Loups

Beaucoup plus récemment, depuis 1976, il bénéficie d’une appellation d’Origine Contrôlée, aujourd’hui devenue Appellation d’Origine Protégée. Sa production est d’un peu plus de 4000 tonnes par an et fait vivre près de 4000 personnes.

Une histoire de famille

Alexandre Gravez à gauche et Fabien Ferrier, photo Frédéric Douard

La famille Gravez s’est installée en 1969 à Saint-Aubin, à 15 km de Maroilles, sur une exploitation qui ne comptait alors que 25 ha. Autour de l’activité laitière, se sont ensuite greffées la culture de fraises, puis la production et la vente de crème à la demande des acheteurs de fraises, puis le beurre, le tout en vente directe.

À partir des années 1990, les prix du lait ont chuté durablement alors que l’exploitation, alors gérée en Gaec avec les enfants, Alexandre et David, s’était bien développée et comptait 150 vaches sur 250 ha de prairies et de cultures. De cette situation économique difficile, est née l’idée de chercher à valoriser beaucoup plus le lait directement qu’en faisant juste un peu de crème et de beurre, avec une fromagerie évidemment, si près de Maroilles ! Le projet s’est concrétisé en 2001 sous la houlette d’Alexandre qui a pris le projet à bras le corps au sein d’une Sarl qui réunit les mêmes associés que le Gaec. David, quant à lui, a pris seul la responsabilité de faire tourner l’ensemble de l’exploitation agricole.

La fromagerie du Pont des Loups, photo Frédéric Douard

David produit ainsi 1,4 million de litres de lait par an, qu’il livre en totalité à la Sarl, un volume qui est même désormais complété en hiver par 250 000 litres achetés à un oncle. La production de fromage atteint aujourd’hui les 160 tonnes par an, dont 50 % de Maroilles. Le reste de la production se fait sur une quinzaine d’autres fromages, certains connus comme le Vieux Lille, la boulette d’Avesnes ou le Dauphin, d’autres inventés par la famille avec beaucoup de succès comme le T’chiot Biloute, le Chaud Biloute, le Secret du Roi ou le Bienfait.

La Sarl emploie vingt salariés, pour la vente et la production qui est entièrement réalisée à la main. L’affinage dure d’un à quatre mois et nécessite le brossage des croûtes deux fois par semaine à la saumure.

Le magasin de la Ferme du Pont des Loups, photo Frédéric Douard

Implantée au cœur du Parc Naturel Régional de l’Avesnois, la fromagerie vend une partie de sa production en vente directe sur place dans son magasin, mais aussi dans toute la France et en Wallonie via des grossistes, surtout depuis 2008, après que le fameux fromage fort ait été découvert hors de la région grâce à la comédie Bienvenue chez les ch’tis.

La chaufferie à bois

En 2015, la fromagerie alors chauffée au propane devait être agrandie. La démarche qui a conduit au choix du bois fut principalement économique. La décision fut notamment prise sur les conseils du chauffagiste des frères Gravez, Fabien Ferrier, qui leur a alors assuré que la technologie des chaudières à bois qu’il posait était largement éprouvée et sans risque : Hargassner. Ensuite bien sûr la dimension écologique apporte une plus-value supplémentaire.

Le panneau tactile de contrôle-commandes de la chaufferie, photo Frédéric Douard

Les besoins de la fromagerie sont les suivants :

• Chauffage des bureaux et du magasin : 600 m² à 20 °C avec recyclage d’air,
• Chauffage de l’atelier de fabrication à 29 °C, 120 m² x 3,5 m en air neuf,
• Eau chaude sanitaire : 10 m³/jour
• Réchauffage du lait : passer 1,65 million de litres de 2,4 à 37 °C.

Ensuite une partie du lait, 250 000 litres par an, est thermisé à 61 °C pour les besoins de la production qui n’est pas qu’en Maroilles.

Deux chaudières à bois déchiqueté Hargassner de 120 kW ont donc été installées avec un ballon tampon de 5 000 litres avec production d’ECS pour supporter la forte demande au moment du réchauffage du lait. Lors des pics de demande, les deux chaudières fonctionnent simultanément, puis elles sont sollicitées en alternance régulière afin de les user à la même vitesse. Le choix de deux chaudières plutôt qu’une seule a été dicté par le besoin de sécurité, l’installation n’ayant recours à aucune autre énergie.

La chaufferie du Pont des Loups avec ses deux chaudières et son ballon tampon, photo Frédéric Douard

La consommation de bois varie de 350 et 400 MAP par an. Au départ l’approvisionnement s’est organisé dans le bocage proche, mais aujourd’hui des conditions économiques plus favorables ont été trouvées chez un producteur spécialisé un peu plus loin dans la région (Adricompost). À terme, les associés du Gaec envisagent pourtant d’essayer de valoriser les 15 km de haie de leur exploitation pour alimenter leurs chaudières. Dans tous les cas, le stockage du bois est réalisé dans l’exploitation agricole, et le silo de la chaufferie, situé à 300 mètres, est rempli une fois par mois à l’aide d’une benne agricole et d’une trémie à vis de remontée Hargassner.

L’ensemble des fromages de la Ferme du Pont des Loups

Les cendriers sont vidés une fois par semaine et les cendres mélangées au fumier pour retour au sol. La maintenance est assurée à l’année par les Ets Ferrier qui sont mobilisables en tout temps en cas de besoin, de quoi laisser l’esprit libre à Alexandre et à son équipe pour se concentrer sur le fromage !

Contacts :

• La fromagerie : Alexandre Gravez
 / +33 327 578 409 – contact@fermedupontdesloups.fr www.fermedupontdesloups.fr
• Le chauffagiste : Fabien Ferrier
 / +33 327 678 900 – fabien.ferrier@willyferrier.fr
• Le chaudiériste : Hargassner France Nord : Yohan Gondry  / 
+33 323 563 207 – yohan.gondry@hargassner-france.com – www.hargassner-france.com
• Le fromage : www.maroilles-infos.com

Frédéric Douard, en reportage à Saint-Aubin

Article paru dans le bioénergie International n°66 de juin 2020

La centrale Biogaz des Hautes Falaises, juste avant sa mise en service, avec en fond la Manche, photo Pascal Léopold pour ENGIE BiOZ

Les centrales qui produisent du biométhane à partir de sous-produits organiques issus des territoires répondent aux enjeux de la transition énergétique, s’inscrivent dans l’économie circulaire locale et participent au retour au sol des fertilisants. C’est cette philosophie qui a conduit ENGIE BiOZ depuis plus de 10 ans à développer, construire, financer puis exploiter ce type de projets. ENGIE BiOZ est née de la fusion des sociétés Vol-V Biomasse et ENGIE Biogaz. La Centrale Biogaz des Hautes Falaises de Fécamp, implantée précisément sur la commune de Saint-Léonard, est le huitième site de méthanisation mis en service par l’entreprise implantée à Rennes et à Rouen, et qui a intégré le groupe ENGIE depuis le 25 février 2019. Aujourd’hui forte de 55 salariés, ENGIE BiOZ exploite neuf installations au total, est en train d’en construire trois supplémentaires alors que cinq autres en développement viennent d’être autorisées.

Premier site de méthanisation normand à injecter dans le réseau GRDF

Les premières démarches de ENGIE BiOZ pour implanter une unité de production de gaz renouvelable local sur le territoire Fécampois ont débuté en 2010. Après huit ans de développement, la construction a été lancée au premier trimestre 2018, l’inoculation des substrats en digestat s’est faite en mai 2019 et les premiers mètres cubes de méthane ont été injectés dans le réseau GRDF le 17 juillet 2019.

La centrale biogaz des hautes falaises, photo GRDF

Ce territoire possède tous les atouts pour un tel projet : il concentre plusieurs industries agro-alimentaires génératrices de coproduits ou de déchets fermentescibles ; son agriculture est également génératrice de matières organiques résiduelles ; et il bénéficie de l’engagement de ses élus locaux en faveur des énergies renouvelables.

L’objectif de production de cette centrale est de 1,7 million de m³ de biométhane par an, à partir de 16 860 tonnes d’intrants. Cette production représente 11 % de la consommation de la poche de distribution de Fécamp, ce qui équivaut à la consommation annuelle de 1 400 foyers chauffés au gaz.

La technologie du digesteur en flux piston continu

Pour cette installation, les porteurs du projet ont choisi une technologie peu répandue : celle de la digestion en voie sèche continue flux piston, ici associée en plus à une post-digestion en voie liquide. C’est un processus très stable garanti par des étapes d’hydrolyse, d’acidogénèse puis de méthanogénèse bien marquées, contrairement à l’infiniment mélangé.

Le local de réception, la cuve à intrants liquides et le digesteur à pistons de Saint-Léonard, photo Frédéric Douard

Les deux mélangeurs d’intrants solides et liquides en sortie de trémie et conduite de poussée vers le digesteur à piston, photo Frédéric Douard

Ce type de digesteur fonctionne en régime thermophile avec un temps de séjour maîtrisé pour l’ensemble de la matière, et non pas en moyenne. Ceci garantit une hygiénisation parfaite des digestats et une optimisation de la production de biogaz. Et dans le cas présent, l’ajout d’un post digesteur en voie liquide permet d’augmenter la production de biogaz par une dégradation poussée de la matière organique.

La partie digestion solide, basée sur un système constructif en acier simple et robuste fourni par la société Méthavos, est réalisable pour des projets de 10 000 à 100 000 tonnes par an. Son principe est un parallélépipède de 35 mètres de long où la matière avance par soutirage du côté opposé à l’introduction. Le média est aussi remué par des agitateurs verticaux fixés en points haut et bas du digesteur. Et c’est le pilotage différencié de ces agitateurs par zones qui va favoriser le travail des différentes familles de bactéries en homogénéisant la matière et libérant les poches de gaz.

Les agitateurs de plafond du digesteur et la cheminée de la chaufferie, photo Frédéric Douard

Le taux de matière sèche de la matière en processus préconisé par le constructeur se situe entre 26 et 32 %. Ce type de digesteur exclut par ailleurs les risques de sédimentation, les éventuels indésirables étant emportés avec la matière soutirée : il n’y a donc pas d’arrêts d’exploitation lourds à prévoir.

Ce taux de matière sèche élevé permet également une très bonne compacité des installations, des besoins minimaux en chauffage et des économies importantes sur la gestion des digestats liquides (séparation de phases, stockage, transport, épandage).

Synoptique de contrôle-commande de la partie méthanisation à Saint-Léonard, photo Frédéric Douard – Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

Le bilan énergétique global de l’installation est ainsi largement plus favorable qu’en voie liquide. Sa maintenance est aussi plus faible sur la partie brassage et agitation.

La voie sèche continue en flux piston autorise une large variété de substrats comme les déchets verts, cultures énergétiques, pailles, cannes de maïs, fumiers pailleux, lisiers, bio-déchets déconditionnés, fraction fermentescible des ordures ménagères, ainsi que les déchets solides ou pâteux de l’industrie agroalimentaire.

Les installations et les processus de la Centrale des Hautes Falaises

La centrale est implantée sur un terrain de 1,8 ha en bordure d’agglomération à Saint-Léonard, commune voisine de Fécamp. Les matières solides, pesées en entrée de site, sont réceptionnées dans un hall de 400 m² en dépression, avec traitement de l’air dans un biofiltre à bruyère de 200 m³. Les matières liquides sont réceptionnées dans une préfosse enterrée de 30 m³ et stockées dans une cuve aérienne de 100 m³. Les graisses et produits visqueux sont quant à eux réceptionnés à part, dans une cuve enterrée de 60 m³.

Le biofiltre de la centrale biogaz des hautes falaises, photo Frédéric Douard

L’alimentation du digesteur en flux piston se fait en continu à partir de deux bacs mélangeurs d’un mètre cube chacun, eux-mêmes remplis en intrants liquides et en digestat liquide recirculé par des tuyauteries, et en solides à partir d’une trémie mécanisée de 120 m³. Les solides passent systématiquement au broyeur entre la trémie et les mélangeurs. Le taux de recirculation du digestat liquide est de 25 %.

La trémie d’alimentation des solides, à Saint-Léonard, photo Frédéric Douard

Le dispositif d’extraction des matières solides de la trémie, photo Frédéric Douard

Une fois le mélange réalisé à la bonne siccité, une pompe à piston pousse le produit dans le digesteur. La matière mettra 25 jours pour parcourir la longueur du digesteur à une température comprise entre 52 à 54 °C. Durant cette période, les 14 agitateurs verticaux brassent lentement la matière.

En sortie du digesteur, une seconde pompe à piston pousse la matière vers une seconde salle de 200 m² dans le hall où elle est partiellement déshydratée par deux presses à vis.

Le digestat liquide est alors convoyé vers le post digesteur, en voie liquide celui-là. Cette cuve de 2000 m³ est équipée d’un gazomètre souple de 1300 m³ qui récupère également le biogaz du digesteur principal, et dont le volume garantit une autonomie d’injection de quatre heures.

La pompe à piston SERIP-France en sortie de digesteur à Saint-Léonard, photo Frédéric Douard

Les chiffres de la Centrale Biogaz des Hautes Falaises

Le post-digesteur en voie liquide et son gazomètre, photo Frédéric Douard

Le tonnage des intrants approche les 17 000 tonnes par an, le tout collecté dans un rayon de 50 km. Il s’agit de :

• 70 % de sous-produits agricoles (fumier bovin, équin, résidus de paille),
• 30 % de sous-produits agroalimentaires et agroindustriels (issues de céréales, huileries, graisses de flottaison).

40 % de ce tonnage est apporté par 39 agriculteurs, chacun ayant signé un contrat de 15 ans. Les 60 % restant se répartissent en fumier équin et en sous-produits agro-alimentaires.

La production de biogaz est de 2 825 000 m³/an correspondant à un débit en tête d’épuration de 325 m³/h. Ce biogaz contient entre 55 à 60 % de méthane. Il est pour l’instant purifié en gaz H à 97 % de CH4. La capacité de production de biométhane est de 200 m³/h, soit une production annuelle de 1,7 million Nm³, équivalente à 17 GWh d’énergie.

Intérieur du poste d’injection avec tous les dispositifs de contrôle de la qualité du gaz, photo Frédéric Douard

Le dispositif d’odorisation du gaz situé dans le poste d’injection, photo Frédéric Douard

Le biogaz est purifié dans une installation à membranes sous 10 bar de pression. La chaleur de compression est récupérée dans des échangeurs et fournit de 5 à 7 % de la chaleur totale utile au processus. Le reste du chauffage est apporté par une chaudière de 400 kW qui fonctionne au biogaz.

Dans le module d’injection géré par GRDF, la pression du gaz est ramenée à 4 bar, pression du réseau local. Le gaz est odorisé au THT à hauteur de 25 mg/Nm³. Enfin, une fois compté, le gaz n’a plus qu’à parcourir 150 mètres pour rejoindre le réseau public.

La production de digestats se monte à 16 860 tonnes par an dont 11 000 tonnes solides à 25 % de matière sèche et 3000 tonnes liquides.

L’exploitation du site est réalisée par trois personnes, présentes cinq jours sur sept, plus les astreintes de fin de semaine pour le chargement notamment ou les astreintes de nuits en cas de soucis. La maintenance de la partie méthanisation est réalisée par l’équipe interne, celle de la purification par le fournisseur Prodeval et celle de l’injection par GRDF.

Le post digesteur, la purification et le poste d’injection à la centrale des hautes falaises, photo Frédéric Douard

L’équipe de suivi à distance des sites ENGIE BiOZ en exploitation, en plus des équipes sur place (27 au total), est composée de neuf personnes, réparties entre Rennes et Rouen : trois personnes à l’approvisionnement, trois personnes à la biologie et aux rations, deux personnes aux digestats, deux personnes à la maintenance, un responsable Hygiène Sécurité Environnement et deux responsables d’exploitation.

Un outil de valorisation écologique locale

L’épandage des digestats se fait chez les 39 agriculteurs apporteurs, sur une surface potentielle de 4 400 ha. Les charges d’épandage sont réparties : ENGIE BiOZ prend en charge l’épandage du liquide et le transport du solide, l’épandage du solide étant à la charge des agriculteurs. Le suivi du plan d’épandage et les analyses sont assurés par ENGIE BiOZ.

Pesée à Saint-Léonard, photo Frédéric Douard

Le digestat solide, riches en matière organique et en phosphore, est utilisé en amendement de fond, à épandre principalement avant les semis de maïs ou de colza. Le digestat liquide, de par sa concentration en azote ammoniacal, mais également de par son équilibre azote-phosphore conforme aux besoins des cultures, offre la possibilité de se substituer partiellement aux engrais chimiques.

Les exploitants agricoles peuvent ainsi réaliser des économies sur l’achat d’engrais, tout en optimisant la fertilisation avec un produit complet et analysé avant chaque campagne d’épandage. La Centrale Biogaz des Hautes Falaises permet ainsi aux exploitants partenaires de pouvoir bénéficier d’un nouveau service rendu permettant d’optimiser la fertilisation.

Le digestat de la centrale biogaz des hautes falaises, photo Frédéric Douard

Parallèlement, chaque année, la Centrale Biogaz des Hautes Falaises évite l’émission de plus de 3 970 tonnes de CO2, ce qui équivaut aux émissions annuelles d’environ 2 200 voitures parcourant 15 000 km.

Le montage financier

C’est la société Centrale Biogaz des Hautes Falaises, qui a financé la construction du site, l’investissement total s’élevant à de 9,159 M€.

Module de filtration du biogaz par membranes Evonik, photo Frédéric Douard

L’ADEME Normandie et la région Normandie ont soutenu financièrement cette unité, à hauteur de 350 000 € pour l’ADEME et 1 389 000 € pour la région.

Contacts :

• La Centrale Biogaz des Hautes Falaises
 : +33 232 951 516
• ENGIE BiOZ – 35760 Saint-Grégoire
 : +33 223 461 762
• Pont bascule : fr.preciamolen.com
• Incorporateur et broyeur : www.biog.at
• Digesteur à piston : www.methavos.fr
• Pompes à piston : www.serip-france.fr
• Analyse du biogaz : www.awite.com
• Épuration : www.prodeval.eu
• Filtration par membranes : www.sepuran.com
• Compresseurs biogaz avant la torchère : www.continental-industrie.com
• Odorisation du gaz : www.lewa.fr
• Citerne incendie souple : www.labaronne-citaf.fr

Frédéric Douard, en reportage à Saint-Léonard

Article paru dans le bioénergie International n°66 de juin 2020

Christian Roussel, son épouse et ses deux enfants, photo Frédéric Douard

La plateforme de Chamboeuf, photo Ets Roussel

Créée en 1993 à Quemigny-Poisot dans le département de la Côte d’Or, la Sarl familiale Roussel est depuis 2009 installée sur la commune voisine de Chamboeuf, elle-même commune mitoyenne de celle de Gevrey-Chambertin. L’entreprise est donc exactement située sur les hauteurs d’une région mondialement connue pour ses grands crus prestigieux : les Hautes-Côtes-de-Nuits (-Saint-Georges !). Mais l’activité des Ets Roussel n’est pas la production de vins exceptionnels, mais celle de bois-énergie de qualité !

Initialement agriculteur, puis également entrepreneur de travaux agricoles, Christian Roussel s’est ensuite diversifié dans le transport, l’exploitation forestière, le débroussaillage, ainsi que la vente de combustibles dont le bois de chauffage. Ce n’est qu’à partir de 2009 et l’avènement du marché des grandes chaufferies collectives au bois soutenu par le Fonds Chaleur, que la société s’est véritablement développée dans la production et la distribution de bois déchiqueté.

La transition énergétique, facteur de développement local

À la tête d’une entreprise de douze salariés qui réalise plus de 3 millions de chiffre d’affaires par an, Christian Roussel a fait grossir son activité bois déchiqueté jusqu’à ce qu’elle représente aujourd’hui plus de 80 % de son chiffre d’affaires. Cela correspondait en 2019 à la livraison de 80 000 tonnes de plaquettes, principalement produites à partir de sous-produits forestiers mais aussi à partir de produits connexes de scieries et de souches. La commercialisation du bois déchiqueté est réalisée à 90 % en Côte d’Or, le tout dans un rayon moyen de 50 km, métropole dijonnaise incluse.

Bois de chauffage et plaquettes, les deux production des Ets Roussel, photo Frédéric Douard

En 2019 la société a ainsi livré 110 chaufferies bois collectives, quelques chaufferies d’entreprises et de particuliers. Or ces chaufferies participent à l’activité économique régionale : leur approvisionnement, leur exploitation et leur maintenance permet de maintenir une activité économique locale indispensable, notamment en milieu rural.

Selon le calcul réalisé à partir des données sur les chaufferies bois régionales par FIBOIS BFC, et les ratios de l’étude « Évaluation des emplois de la filière biocombustible » de l’ADEME, le fonctionnement des chaufferies collectives et industrielles approvisionnées par l’entreprise représente environ 190 équivalents temps plein.

À côté de cela, la production de bois de chauffage est une activité ancienne pour la maison Roussel. Aujourd’hui équipée d’un combiné scie-fendeur Rabaud Xylog 600, l’entreprise valorise les bois durs auprès de négociants et revendeurs locaux.

Le combiné scie-fendeuse Xylog 600 Rabaud, photo Ets Roussel

La dernière activité bois-énergie de l’entreprise est le négoce de granulés de bois à destination des particuliers. L’entreprise se fournit pour cela dans le département, à La Roche-en-Brenil, et assure la vente en vrac et au sac.

Des investissements indispensables

Une série d’investissements fondamentaux a accompagné le développement de l’entreprise sur le marché du bois déchiqueté. Le projet avait commencé à se dessiner durant l’hiver 2008-2009, avec comme but premier la valorisation énergétique des branches issues des travaux d’élagage que réalisait l’entreprise notamment pour la SNCF.

La déchiqueteuse Pezzolato PTH 1200-1000 des Ets Roussel à Chamboeuf, photo Frédéric Douard

En plus d’équipements d’exploitation forestière classiques et d’un hangar de stockage dont il disposait, Christian Roussel a ainsi engagé en 2009 la construction d’un bâtiment de stockage de plus grande taille et la réalisation d’une aire bétonnée pour la nouvelle activité plaquettes. Une déchiqueteuse à gros débit, une Pezzolato 1200/1000, et une remorque de débardage pour le transport des rémanents de la forêt jusqu’à la plateforme, ont aussi été acquis à cette époque.

En 2011, avec la croissance de la demande en plaquettes, l’entreprise a ensuite acquis une pelle mécanique sur chenilles avec tête d’abattage permettant une valorisation accrue d’arbres de petites sections, ainsi qu’une augmentation de la productivité. Un camion porte-conteneur à remorque a aussi rejoint le parc pour la livraison aux chaufferies.

Le broyeur lent des Ets Roussel à Chamboeuf, photo Frédéric Douard

En 2016, la plateforme bétonnée de Chamboeuf a été agrandie pour la production et le stockage de bois-énergie à partir de produits non forestiers (souches, dosses, écorces, ceps et sarments, branchages) et offrant d’autres débouchés comme le paillage, la litière pour les animaux et les installations de cogénération. Cette année-là vit sur cet emplacement la mise en place d’un poste de production de grosses plaquettes pour les chaudières industrielles, équipé d’un broyeur lent Arjes VZ 850 et d’une table de criblage permettant de préparer de la plaquette P31,5 et P45.

En 2018, après presque 10 ans de service, la déchiqueteuse Pezzolato 1200/1000 a été remplacée par une PTH 1200/1000 avec table d’alimentation cribleuse « terre, cailloux, écorces » et évacuation par tapis.

Des produits et services certifiés ou labellisés sinon rien

Au niveau de l’exploitation forestière, la SARL Roussel dispose de la certification de gestion durable des forêts PEFC depuis décembre 2018 (n° QUAL/15-931).

Stock de plaquettes criblées à Chamboeuf, photo Frédéric Douard

Pour la production de bois de chauffage, elle adhère depuis juillet 2017 à la charte de qualité « BFC Bois Bûche : des entreprises de Bourgogne-Franche-Comté qui s’engagent ! ».

Les granulés distribués par l’entreprise sont quant à eux certifiés Din+ et EN+, spécialement pour le marché domestique.

Le laboratoire de suivi de la qualité des produits à la Sarl Roussel, photo Frédéric Douard

Des supports aux cultures à base de bois sont aussi produits par l’entreprise en respect de la norme NF 44 551 et sont en cours de certification chez Ecocert afin d’être utilisés en Agriculture Biologique.

La dernière certification en date, c’est Chaleur Bois Qualité Plus, une certification produit et service, ici pour la plaquette. Cette certification passe par une certification ISO 9001 et PEFC. Elle a pour but de garantir aux clients une traçabilité et un contrôle qualité des approvisionnements. Elle passe par un suivi qualité des processus de production avec la mise en place d’une traçabilité par lots, par des analyses internes et externes régulières, par un suivi des livraisons et par la prise en compte de la satisfaction clients.

Les responsables de la certification CBQ+, Isabelle Piney pour la région Bourgogne-Franche-Comté et Matthieu Petit pour le national, photo Frédéric Douard

Des objectifs et des projets

Dès 2020, l’entreprise a prévu la construction d’un bâtiment supplémentaire de stockage pour le bois-bûche et le granulé, et dont la toiture sera couverte, comme le bâtiment plaquettes, de panneaux photovoltaïques.

Le bâtiment principal pour le stockage des plaquettes est couvert de photovoltaïque, photo Frédéric Douard

Concernant la production de bois-énergie, la famille Roussel s’est fixée un objectif de 200 000 tonnes de bois commercialisées par an à terme.

Parallèlement, elle a engagé des études dans le but d’atteindre l’autonomie énergétique de l’entreprise en matière d’électricité, de carburant de transport et de séchage des produits. Ce projet passe par une cogénération bois, avec production d’électricité et de chaleur, mais aussi d’hydrogène… une affaire à suivre.

Contacts :

• Christian Roussel : +33 380 49 71 14 – entrousselchr@orange.fr
• CBQ+ : Matthieu Petit – chaleurboisqualiteplus@gmail.com – chaleur-bois-qualite-plus.org
• Déchiqueteuse : www.pezzolato.fr
• Broyeur lent : www.arjes.de – En France :  www.hydraulique-equipements-services.com
• Crible à disques : JF Scie à 25520 Saint-Gorgon-Main / +33 381 699 550
• Combiné scie-fendeur : www.rabaud.com
• Étuve : www.proviteq.com
• Projet biohydrogène : 
www.haffner-energy.com
• La liste complète des adhérents CBQ+ 2020

Frédéric Douard, en reportage à Chamboeuf

Article paru dans le bioénergie International n°66 de juin 2020

La centrale de chauffage urbain de Tromsø au nord de la Norvége est équipé de chaudières Verdo, photo Frédéric Douard

Morten Grøn, responsable xport de Verdo Energy et Sylvain Decurninge, directeur technique de Weiss-France Energie à Tromsø, photo Frédéric Douard

Dans le cadre d’une transition écologique globale, le tri et le recyclage poussé des matières premières présentes dans les ordures ménagères aboutit aujourd’hui à la production d’un reliquat de produits non valorisables comme matière première mais encore valorisable comme combustible : les combustibles solides de récupération. Constitués principalement de fibres végétales et de plastiques, ces CSR présentent un PCI élevé, plus important que celui des ordures ménagères et même que celui de la biomasse qui alimente les chaufferies industrielles et collectives.

Les installations de combustion de CSR ressemblent aux unités de valorisation énergétique des ordures ménagères du point de vue de la technologie, des contraintes réglementaires et des niveaux d’émissions autorisés. Des conceptions robustes sont nécessaires pour permettre une exploitation fiable et durable avec ce combustible qui, bien que préparé en amont, présente des contraintes fortes notamment en termes de corrosion, d’encrassement et de durée de vie du matériel. Néanmoins des solutions issues des technologies dédiées à la biomasse peuvent être apportées, permettant de simplifier l’exploitation et d’améliorer l’équilibre économique des projets. Dans les puissances moyennes, le constructeur danois Verdo Energy fait office de pionnier et propose déjà depuis plusieurs années une gamme déclinée en quatre tailles standardisées de 4 – 6,7 – 10 et 15 MW.

La grande histoire des chaudières Weiss

L’histoire des chaudières industrielles à bois Weiss commence après la première guerre mondiale à Dillenburg dans le Land de Hesse. Après quelques décennies d’évolution, la société en arrivera à proposer des chaudières à grille mobile à eau chaude, à vapeur ou à huile thermique dans une gamme de puissances comprise entre 500 kW et 25 MW. Durant près de 60 ans, elle construira et vendra ainsi plus de 1000 chaufferies complètes dans plus de 60 pays, du dessilage du bois à la cheminée. À la fin des années 80, Weiss Kessel-, Anlagen- und Maschinenbau GmbH en difficulté est rachetée par le danois Nordfab A/S, fabricant de systèmes d’aspiration et qui souhaitait se diversifier dans le domaine du chauffage à la biomasse, à cette époque du boom des énergies renouvelables au Danemark.

Chaudière Weiss-France de 4 W qui alimente le réseau de chaleur de Calais depuis 1999, photo F. Douard

En 1990, l’alsacien Bernard Cornelius représente Nordfab en France pour la vente de systèmes d’aspiration et de chaufferies à biomasse. Devant le succès rencontré par la vente de chaufferies, Nordfab A/S demande à Bernard Cornelius de créer une filiale en France. Ce dernier créera ainsi la société Nordfab France, en association avec Yves Rat, intégrant au passage les actifs du fabricant français de chaudières industrielles à bois Rat SA. Installée à Faverges en Haute-Savoie dans les anciens ateliers de Rat SA, et du fait de l’influence grandissante de l’activité chaudières biomasse, Nordfab France se transforme en Nordfab-Weiss puis en Weiss France, abandonnant l’activité ventilation. En 1995, Nordfab A/S est absorbé par le groupe danois de pétrochimie de taille mondiale A.P. Møller. La branche biomasse n’intéressant pas le nouveau propriétaire, celui-ci cède la filiale à Bernard Cornélius et Yves Rat qui devient une société à capitaux français. Après le départ en retraite des créateurs et depuis 2012, Weiss France Energie est une entreprise du groupe Roullier, groupe agro-industriel créé et basé à Saint-Malo en 1959.

Points d’ancrage des supports de grille d’une chaudière Weiss A/S, photo Frédéric Douard

Weiss A/S, successeur de l’activité chaudières de Nordfab A/S au Danemark, a fait faillite en 2017. La même année, une partie de ses salariés relance l’activité de conception et construction de chaufferies au sein de la société Verdo Energy Systems, filiale du groupe danois Verdo, société de services énergétiques aux collectivités et à l’industrie fondée en 1905. Les équipes Verdo affichent plus de 140 références en chaufferies à biomasse de 1 à 20 MW depuis 1986 dont 60 % hors du Danemark, et ce sur des combustibles variés : biomasse, paille, bois déchet et même ordures ménagères dès 2004. Pour être tout à fait complet, en janvier 2020, la structure Weiss A/S, qui a été maintenue avec pour vocation le service et la maintenance pour les chaufferies biomasse existantes, a été rachetée par le fabricant de chaudières bois danois Linka, sous l’appellation Weiss ApS.

Durant toutes ces années, si les pôles danois et français étaient globalement indépendants, ils ont toujours entretenu des relations commerciales et technologiques qui les ont maintenus en contact étroit. Aujourd’hui encore, c’est à l’occasion du décollage du nouveau marché de la combustion des CSR sur lequel Verdo s’est positionné très tôt, que les deux constructeurs de chaudières, Verdo et Weiss-France Energie, se rapprochent pour proposer une offre pour la combustion de CSR en moyenne puissance pour le marché français. Pour cela en 2019, Weiss-France Energie a signé un accord de partenariat avec Verdo Energy.

L’exemple de la chaufferie de Skattøra à Tromsø

L’un des deux grappins de la chaufferie de Skattøra, photo Frédéric Douard

Tromsø est la plus grande ville européenne au nord du cercle polaire. Située sur l’îlot d’un fjord norvégien à 300 kilomètres au nord du cercle arctique, la ville est un point d’observation célèbre pour ses aurores boréales.

Dotée d’un réseau de chaleur de 65 km, elle a vu en 2016 le raccordement dans le secteur de Skattøra d’une nouvelle chaufferie alimentée en ordures ménagères résiduelles (OMR), c’est-à-dire ayant fait l’objet d’un tri en vue d’une valorisation des matières recyclables. Auparavant, les déchets de Tromsø étaient transportés vers des usines d’incinération suédoises, la plus proche étant située à Kiruna à plus de 400 km, engendrant un transport coûteux, polluant et inutile.

La chaufferie de Skattøra à Tromsø avec à droite les silos à cendres volantes, photo Frédéric Douard

L’un des deux broyeurs lents à l’entrée des trémies d’alimentation des chaudières de Skattøra, photo Frédéric Douard

L’opérateur de la chaufferie de Skattøra est la société privée concessionnaire du réseau de chaleur de Tromsø, Kvitebjørn Varme AS (comprendre La chaleur de l’ours blanc). La construction de la chaufferie et son raccordement au réseau ont duré deux ans et sa mise en service a eu lieu début 2017. L’installation de combustion est constituée de deux chaudières Weiss A/S données pour 10 MW minimum et livrées clé en main pour un montant de 22 M€ (hors bâtiment). Aujourd’hui la société Kvitebjørn Varme est en relation avec Verdo, pour la construction d’une troisième chaudière du même type, mais de 15 MW.

En 2019, la chaufferie de Skattøra a produit plus de 130 GWh de chaleur, une valeur qui devrait atteindre les 150 GWh par an d’ici quelques années avec la troisième chaudière, le but étant d’atteindre une énergie à 100 % d’origine renouvelable sur le réseau. L’installation a ainsi consommé 55 000 tonnes d’OMR en 2019, la redevance de combustion étant ici de 100 € par tonne.

L’une deux deux fosses de stockage des déchets à Skattøra, photo Frédéric Douard

L’équipe d’exploitation est composée de six personnes qui gèrent à la fois les deux chaudières et le réseau de chaleur de 65 km. Le personnel est présent à la chaufferie de 7 à 20 h tous les jours. Le reste du temps, la chaufferie fonctionne en automatique avec un report de supervision sur une autre usine gérée par le même exploitant. Le stockage du combustible est assuré dans deux silos de 3 000 m³ d’où la matière est extraite par deux grappins. Les déchets passent ensuite,si nécessaire, dans deux broyeurs lents juste avant de rejoindre les trémies d’alimentation des chaudières, de chacune 30 m³ et assurant deux heures d’autonomie.

Les chaudières de Skattøra

Les deux chaudières consomment des OMR au PCI moyen de 3,1 kWh/kg. Notons qu’en France, les projets actuels de chaufferies à CSR sont plutôt basés sur du CSR issu de déchets industriels que de CSR issus d’ordures ménagères, d’où un PCI encore plus élevé que celui de Tromsø. Le combustible est, introduit par des poussoirs hydrauliques refroidis à l’eau. Dotées de grilles de 9,75 m de long et 2,8 m de large, chacune génère en pratique aujourd’hui 14 MW au lieu des 10 prévus initialement. Le démarrage des chaudières se fait au bois naturel, avec un allumage au brûleur à fioul. L’eau du réseau part surchauffée à 140 °C et revient à 60 °C.

Les systèmes d’introduction à vérin poussoir des deux chaudières de Skattøra, photo Frédéric Douard

L’échange dans les chaudières se fait dans trois parcours verticaux équipés de ramonage pneumatique. La gestion de l’air primaire se fait en six zones par grille. Cette alimentation d’air est suivie d’un air secondaire injecté sur les côtés de la flamme de grille puis d’un air tertiaire. Le recyclage de fumée est pratiqué en mélange avec les différents airs à hauteur de 25 à 35 % de l’air total qui est de 16 000 m³/h à 10 MW et de 23 000 m³/h à 14 MW.

L’une des deux chaudières Verdo à la chaufferie de Skattøra, photo Frédéric Douard

L’air de combustion est pris dans la zone de stockage des déchets, ce qui permet de récupérer un air tempéré, très utile durant le long hiver arctique, mais aussi de traiter les odeurs de la zone de stockage qui est ainsi mise en dépression. Cet air est ensuite monté à 140 °C dans un échangeur à eau avant introduction dans la chaudière. Ce dernier point évite les condensations acides (comme les SOx) notamment sur la grille, étant donné la nature des produits incinérés.

Le six entrées d’air primaire de l’une des chaudières de Skattøra, photo Frédéric Douard

Les échangeurs des chaudières Verdo en pression sont constitués de murs d’eau jusque 18 bar et de tube d’eau au-delà. Deux arrêts de maintenance d’une semaine chacun sont réalisés chaque année. Un nettoyage de l’installation est prévu lors de ces arrêts, ainsi qu’une inspection détaillée de la chaudière (grilles et réfractaire notamment) permettant de planifier les opérations de l’arrêt suivant. La disponibilité moyenne des deux chaudières a été de 8000 heures en 2018 et de 8100 heures en 2019.

Coupe de principe de l’une des chaudières Weiss de Tromsø, image Verdo – Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

Le taux de cendres observé à Skattøra est de 22 % (pour des OMR), avec un taux de carbone résiduel de maximum 3 %. Le taux de cendres de grilles, récupérées en voie humide est de 75 %. Le niveau d’eau dans les cendriers de grille est géré par un capteur de pression, car les autres systèmes sont perturbés par la production de mousse provenant de la nature de la cendre. La cendre volante est stockée dans deux silos aériens.

Les cendres humides de la chaufferie OMR de Tromsø avant déferraillage, photo Frédéric Douard

Ajoutons concernant le taux de cendres, que les nouvelles grilles développées par Verdo ne supportent que 0,2 % d’aluminium dans le combustible, ce qui concernant des OMR ou des CSR n’est pas gênant puisque ce matériau est désormais aisément trié en amont. Cette limite est due à une optimisation réalisée pour maîtriser au mieux l’excès d’air et améliorer encore le rendement de combustion : les barreaux sont ainsi ajustés sur des profils latéraux sur lesquels ils coulissent et sont resserrés entre eux par des tringles.

Les dispositifs de traitement des gaz

En matière d’émissions, comme dans toutes les installations de combustion de déchets en Europe, les chaudières doivent respecter un temps de séjour minimum de deux secondes au-dessus de 850 °C. En cas de baisse en deçà de ce niveau de température, deux brûleurs à fioul par chaudière, placés à mi-hauteur du premier parcours, entrent instantanément en action. Pour des installations où le besoin de maintien en température serait important ou fréquent, du fait par exemple d’un combustible au PCI variable, Verdo propose en option une double introduction par vérin poussoir : une bas-PCI et une haut-PCI, la seconde pouvant par exemple être alimentée en bois B, en poudre de bois ou en granulés, pour éviter de brûler du fioul ou du gaz.

Le système de ramonage pneumatique en haut de l’économiseur de la chaufferie de Skattøra, photo Frédéric Douard

Le traitement des émissions de particules est réalisé en deux étapes. Les gaz passent d’abord dans une tour de refroidissement par évaporation permettant de conditionner les fumées en humidité et température afin d’obtenir les conditions optimales pour maximiser l’efficacité de l’injection de réactifs. De la chaux et du charbon actif sont ensuite injectés en amont du filtre à manches. Le traitement des fumées est un traitement sec sans aucun effluent aqueux.

Le laveur semi-humide à gauche et les deux filtres à manches de l’une des chaudières de Skattøra, photo Frédéric Douard

Dans les chaudières Verdo, le traçage des filtres à manche et de la tour de refroidissement est réalisé à l’eau, ce qui évite une consommation importante d’électricité. Les filtres à manches sont décendrés à plat par une vis planétaire et non par gravité dans un cône pour éviter toute obturation.

Ecran de contrôle-commande de la chaudière n°1 de la chaufferie de Skattøra, capture d’écran Kvitebjørn Varme – Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

La maîtrise des oxydes d’azote se fait avec une SNCR à l’eau ammoniaquée à 20 % et dans une ambiance de flamme à 1 050 °C. A Tromsø, les VLE sont en mg/Nm³ à 11 % d’O2 de 200 pour les NOx, de 10 pour les poussières et de 50 pour le CO et les SOx.

Les chaufferies Verdo, désormais disponibles en France via Weiss-France Energie, sont donc utilisables en installations de combustion de déchets non dangereux préparés sous forme de combustibles solides de récupération sous la rubrique ICPE 2971, mais aussi en installations de combustion de déchets non dangereux triés mais non préparés (OMR) sous la rubrique ICPE 2771.

Contacts :

• Weiss-France Energie : Sylvain Decurninge, directeur technique / +33 479 890 707 
- s.decurninge@weiss-france.fr – www.weiss-france.fr
• Verdo : Morten Grøn, responsable export
 / +45 4040 5489 – gron@verdo.com – www.verdo.com
• Réseau de chaleur de Tromsø : www.kvitebjornvarme.no

Frédéric Douard, en reportage à Tromsø

Article paru dans le bioénergie International n°66 de juin 2020

La papeterie de Wörth sur le Rhin, photo Palm

BERTSCHenergy, entreprise familiale autrichienne, s’est révélée ces dernières années un partenaire solide pour le papetier allemand Papierfabrik Palm. En 2018, BERTSCHenergy fournissait en effet au papetier une centrale de cogénération à gaz à cycle combiné et remettait à niveau deux chaudières BERTSCHenergy en service en Allemagne.

Transformer des charges en recettes

Actuellement, Palm agrandit la centrale électrique de sa papeterie de Wörth-am-Rhein où l’entreprise produit du papier pour carton ondulé à partir de fibres recyclées. Le site était déjà équipé d’une chaudière à déchets qui éliminait en mélange une partie des matières résiduelles du papier, des boues fibreuses et des boues biologiques résultant du traitement des eaux. La nouvelle opération consiste à en installer une seconde de 44 MW, fournie par BERTSCHenergy.

Les bobines de papier de 10 mètres à Wörth-am-Rhein, photo Palm

La machie à papier de Wörth-am-Rhein , photo PALM

L’objectif de cette extension, dans laquelle 100 millions d’euros seront investis, est de valoriser l’ensemble des matières résiduelles du site pour en réduire les coûts d’élimination. Cette opération participera également à la transition énergétique puisqu’elle mettra en œuvre une production décarbonée de chaleur et d’électricité grâce à la valorisation des déchets de recyclage du papier, en lieu et place d’une partie de la consommation de gaz naturel de l’usine. Les émissions de CO2 seront ainsi fortement réduites alors même que le site produira 30 % d’énergie en plus.

Papier à recycler, photo Palm

Le recyclage du papier produit de grandes quantités de déchets, certains combustibles, des métaux et d’autres résidus, et dont les coûts d’enfouissement sont élevés. Afin d’augmenter au maximum la valorisation des résidus du papier à recycler, les métaux ferreux et non ferreux seront séparés en vue d’une revalorisation matière et la fraction restante sera alors disponible pour la production d’énergie. Si cette coopération a pu se réaliser avec BERTSCHenergy, c’est que l’expérience du constructeur dans le domaine de la combustion des déchets a fait la différence lors de l’appel d’offres.

Une chaudière à lit fluidisé bouillonnant

La particularité de la nouvelle installation, par rapport à la première chaudière à déchets du site, est que la chaudière BERTSCHenergy sera en base exclusivement alimentée par les matières résiduelles du papier. Il n’y aura que pendant les périodes de maintenance de la première chaudière à déchets que la chaudière BERTSCHenergy incinérera aussi les boues, en plus des déchets de pulpeur.

La future chaudière à lit fluidisé bouillonnant de la papeterie de Wörth-am-Rhein, image BERTSCHEnergy

Afin de pouvoir mettre en œuvre ce mélange de combustibles le plus efficacement possible, un lit fluidisé bouillonnant fixe sera utilisé. En plus de sa grande flexibilité en termes de combustibles, cette technologie permettra également de réagir très rapidement à une demande de vapeur très fluctuante.

Un traitement de fumée très complet

En raison de la réglementation très stricte en matière d’émissions en Allemagne et compte tenu de l’exigence permanente du marché pour la meilleure technologie disponible, un système très élaboré de traitement des fumées est prévu.

Celui-ci commencera par une pré-séparation des cendres volantes par cyclone. Les gaz de combustion traverseront ensuite un réacteur contenant du bicarbonate de sodium et un charbon actif afin de capturer HCl, SO2, HF ainsi que les métaux lourds et d’éventuelles dioxines. Un filtre à manches collectera les poussières fines et les produits de réaction. Une dénitrification catalytique (SCR avec injection d’eau ammoniacale) travaillera à la réduction des émissions de NOx.

Le stockage séparé des différentes fractions de cendres contribuera également à optimiser les coûts d’élimination.

Des précautions de circonstance

Comme le mélange des combustibles en présence pourra entraîner une corrosion élevée de la chaudière, en particulier au niveau du surchauffeur final, un surchauffeur externe à gaz d’une capacité de combustion allant jusqu’à 5 MW est prévu. Ce surchauffeur montera la vapeur de 400 à 460 °C avant qu’elle soit introduite dans le réseau de vapeur HP et détendue dans la turbine à vapeur.

Le chauffage de l’eau d’alimentation, l’évaporation et la surchauffe à 400 °C auront lieu dans la chaudière BERTSCHenergy. Les parois du premier parcours de cette dernière seront protégées en partie haute par un revêtement en alliage d’Inconel. Pour le second surchauffeur (surchauffeur final), un acier inoxydable spécial à haute teneur en nickel a été choisi afin de minimiser autant que possible les efforts de maintenance.

Rendez-vous fin 2021

Sur ce projet, la fourniture de BERTSCHenergy comprend les équipements de dosage du combustible à la cheminée. Du côté du système eau-vapeur, BERTSCHenergy fournit également le système complet, du réservoir d’eau d’alimentation à la vanne de tirage vapeur.

La cérémonie de pose de la première pierre a eu lieu le 11 février 2020. L’installation de la chaudière par BERTSCHenergy est prévue pour août 2020 et sa mise en service pour septembre 2021.

La technologie à lit fluidisé était clairement avantageuse pour cette centrale. La grande flexibilité aux combustibles ainsi que le haut rendement et la grande disponibilité de ce type de foyer plaidaient en faveur de cette technologie.

Contact BERTSCHenergy pour la Francophonie : Claude Foltzer / +33 637 82 58 74 – claude.foltzer@bertsch.at – www.bertsch.at/fr

Frédéric Douard

Article paru dans le bioénergie International n°66 de juin 2020

La chaufferie du Fort de l’Est à Saint-Denis avec ses 26,5 MW bois, photo ENGIE ®GREG

Le Syndicat Mixte des Réseaux d’Energie Calorifique gère les réseaux de chaleur des communes de Saint-Denis, Stains, l’Île-Saint-Denis, Pierrefitte et La Courneuve, plus une extension en cours de 9 km sur Aubervilliers qui a rejoint le SMIREC en 2018. Au début des années 2000, les élus ont souhaité augmenter la part d’énergie renouvelable afin de réduire la facture pour les abonnés et de répondre aux politiques environnementales des communes adhérentes.

Le lit fluidisé de la chaudière biomasse du Fort de l’Est avec à droite les volutes de sable, photo Bassir SUFYAR, ENGIE Solutions

Après la mise en place d’une première chaufferie à bois de 16 MW en 2011 à Stains, ils ont souhaité porter le mix au-delà des 50 % d’EnR&R pour faire bénéficier les abonnés du taux réduit de TVA. En 2014, à l’occasion du renouvellement de la Délégation de Service Public pour 25 ans, les élus ont missionné le délégataire Plaine Commune Énergie, filiale d’ENGIE Solutions, pour construire une deuxième chaufferie bois située à la chaufferie de Fort de l’Est à Saint-Denis. Avec la mise en service de cette chaudière de 26,5 MW en octobre 2016, le mix énergétique du réseau Plaine Commune Energie a atteint les 53 % d’énergies renouvelables, le reste provenant à 42 % du gaz et à 5 % de la vapeur du réseau CPCU.

Le troisième plus grand réseau de chaleur de France

Créé en 1957 par la Société de Chaleur de Saint-Denis, le réseau alimente aujourd’hui l’équivalent de 40 000 logements. Avec 70 km de canalisations et plus de 600 sous-stations d’ici à 2024, c’est le troisième plus grand réseau de France après ceux de Paris et Grenoble.

Depuis sa création, le réseau n’a eu de cesse de s’adapter aux besoins en utilisant successivement le charbon, le fioul, le gaz naturel et aujourd’hui les énergies renouvelables comme la géothermie, le bois, le biogaz et bientôt la géothermie.

Le réseau est alimenté par cinq chaufferies à flammes : une à Stains avec ses 16 MW bois et quatre à Saint-Denis : Fabien, Urbaparc, le Landy et Fort de l’Est. Notons que la chaufferie d’Urbaparc brûle du méthane avec garantie d’origine bio dans une chaudière de 2,67 MW. Nous citerons aussi la chaudière à biométhane de 8 MW qui a été installée afin de garantir l’approvisionnement en énergie renouvelable pour le secteur de Saint-Denis Confluence à l’ouest du centre-ville.

Livraison de bois à la chaufferie bois du Fort de l’Est, avec au centre le silo à cendres, photo Frédéric Douard

Dans le cadre de la DSP de 2014, l’installation de la nouvelle chaufferie biomasse s’accompagne d’extensions mais aussi de la réalisation d’une connexion entre les deux réseaux de chaleur existants au nord et au sud de la ville, le tout dans le but d’utiliser le plus possible les sources renouvelables.

Le réseau, toutes chaufferies confondues, délivre un total de 350 GWh/an, sachant que des extensions à hauteur de 50 GWh sont envisagées à moyen terme. La production est assurée par avec un parc d’équipements totalisant 175 MW, même si la puissance maximale appelée n’excède pas les 140 MW en plein hiver. Le talon de la courbe de chauffage est assuré par la chaufferie bois de Stains, qui fonctionne 8000 heures par an. Ensuite la couverture est assurée par la chaufferie bois de Fort de l’est, qui grossièrement fonctionne de septembre à mai. Le reste est assuré par le gaz et la vapeur de la CPCU.

Le silo à bois de la chaufferie du Fort de l’Est avec son convoyeur de remplissage à gauche et d’alimentation chaudière à droite, photo Frédéric Douard

Avec environ ses 3000 m³ d’eau dans les canalisations et ses nombreuses chaudières, le réseau ne possède pas de ballon de stockage d’eau, aussi le pic du matin, ici à 6h10, est anticipé et absorbé par une simple montée en température du réseau de 4 à 5 °C dès 4 heures du matin. Le régime des températures va de 100 °C l’été à 150 °C au plus fort de l’hiver pour le départ, et 70 °C pour le retour.

La chaufferie de Fort de l’Est

Située à Saint-Denis dans le quartier du Franc-Moisin, la chaufferie de Fort de l’Est est en service depuis 1963. Elle a fonctionné au départ avec du charbon et du fioul lourd, puis s’est convertie au gaz naturel. Une turbine de cogénération fonctionnant au gaz naturel y a été installée en 2001, avant d’être démantelée pour permettre la construction, en 2016, de la chaufferie biomasse.

Le convoyeur à bois en sortie de silo vers la chaufferie avec à droite le filtre à manches, photo Frédéric Douard

L’une des premières difficultés de cette modification, fut la faible surface disponible, un critère qui a lourdement influencé le choix d’une chaudière de type vertical. La chaudière de Fort de l’Est, qui utilise la technologie du lit fluidisé bouillonnant, n’a en effet qu’une emprise au sol de très réduite.

La vis d’extraction du silo à bois de la chaufferie du Fort de l’Est, photo Frédéric Douard

Pour maîtriser ses émissions atmosphériques, la chaudière, située en pleine zone d’habitations, est équipée d’un filtre à manches pour piéger les particules fines et d’un système DéNOx SNCR fonctionnant avec de l’ammoniaque à 20 % de NH3 pour réduire les oxydes d’azote. Les valeurs limites d’émissions sont de 15 mg/Nm³ de poussières à 6 % d’O2 et de 250 pour les NOx.

Après la combustion du bois, les cendres sous foyer sont récupérées en voie humide dans deux bennes et dirigées vers une valorisation en co-compostage. Les cendres captées par le filtre sont récupérées sèches, transférées pneumatiquement dans un silo vertical avant transport vers un centre d’enfouissement.

Le système de refoulement des cendres vers le silo aérien de la chaufferie bois du Fort de l’Est, photo Frédéric Douard

D’une puissance totale de 61,5 MW, la chaufferie biomasse du Fort de l’Est fonctionne de septembre à mai en eau surchauffée à 16 bar avec auto-contrôle de 72 heures. L’appoint/secours est assuré par des chaudières gaz. Le fonctionnement de la chaufferie est assuré par équipes travaillant en 3 × 8 heures la semaine.

Une chaufferie avec vue sur le stade de France, photo Frédéric Douard

Quarante millions d’euros ont été nécessaires pour l’ensemble des travaux de transition.

La technologie du lit fluidisé bouillonnant

Cette technologie consiste à introduire le combustible dans un lit de sable à haute capacité calorifique chauffé à au moins 850 °C et mis en suspension. Sous la pression de l’air à haute pression, le sable chaud bouillonne comme un liquide.

Les deux vis d’introduction du bois dans la chaudière de la chaufferie du Fort de l’Est, photo Frédéric Douard

La flamme au dessus du lit fluidisé bouillonnant de la chaudière bois du Fort de l’Est, photo Frédéric Douard

Cet environnement chaud et uniformément rayonnant permet notamment l’utilisation de combustibles dépassant les 50 % d’humidité. Le brassage du lit garantit en effet un excellent échange de chaleur offert par le sable en suspension, ce qui permet un séchage et une gazéification rapide et efficace du bois. Il permet aussi un excellent échange entre les gaz du bois et l’air comburant, le tout engendrant très logiquement un rendement supérieur à celui des chaudières à grille, pouvant aller assez facilement jusque 94 % sur PCI.
Par ailleurs, ce type de foyer permet de maintenir facilement des températures maîtrisées, ne crée pas de points chauds ou suroxygénés, et la production d’oxyde d’azote est naturellement inférieure à celle des chaudières à grille.

Grâce à la combustion sur lit, et donc sans grille, on peut également consommer des combustibles plus riches en minéraux que les plaquettes forestières ou le broyat de palettes tels que les souches broyées ou la fraction ligneuse des déchets verts, l’excédent de minéraux dans le lit étant purgé en permanence à la base du lit.

Les deux points de chute du bois dans la chaudière à lit fluidisé de la chaufferie du Fort de l’Est, photo Frédéric Douard

Cette technologie permet ainsi de pouvoir utiliser une biomasse assez variée avec comme contrainte de ne pas dépasser une granulométrie de 10 cm afin que le combustible puisse « voler » dans le lit ! De ce fait, le mix combustible peut aisément évoluer en fonction des disponibilités et/ou de la conjoncture économique.

Le silo à sable de la chaudière à lit fluidisé de la chaufferie du Fort de l’Est, photo Frédéric Douard

Mais la qualité la plus remarquable des foyers à lit fluidisé est leur grande flexibilité. Là où une chaudière à grille a forcement une inertie importante en puissance et en temps de réaction, de par la masse de combustible présente sur sa grille, le lit fluidisé n’a que très peu d’inertie. Il peut donc démarrer rapidement, s’arrêter aussi vite et moduler en puissance avec souplesse et précision. Et même après douze heures d’arrêt, un redémarrage rapide est possible sans assistance thermique, avec une remontée en puissance de 7 % par minute, soit moins d’un quart d’heure pour retrouver la puissance nominale ! La puissance minimale de la chaudière est de moins de 20 %, ceci dépendant de l’humidité du combustible injecté.

Autre avantage de la très faible inertie, c’est qu’en cas de panne de courant, il n’y a pas besoin d’alimentation électrique de secours, tout s’interrompant sans dommage.

Du côté des coûts de maintenance, l’absence de pièces mobiles à l’intérieur de la chaudière est bien entendu un atout.

En résumé, la technologie du lit fluidisé, si elle peut impressionner au premier abord, est simple à piloter, voire plaisante, et avec désormais presque 100 ans d’histoire, elle est parfaitement sûre et fiable.

L’approvisionnement en bois

La chaufferie de Fort de l’Est est alimentée actuellement par 40 000 tonnes de bois par an (33 000 à Stains), cette quantité étant en évolution permanente, le réseau évoluant sans cesse. Il s’agit pour 70 % de plaquettes forestières et pour 30 % de broyât de palettes, le tout originaire d’Île-de-France et des régions limitrophes. Cet approvisionnement est assuré par SOVEN, la filiale spécialisée d’ENGIE, à partir notamment de la plateforme Valobois située à Montereau-Fault-Yonne en Seine-et-Marne.

Déchiquetage en forêt, photo Soven

Le bois est livré en semi-remorques à fond mouvant dans deux trémies de dépotage, elles-mêmes à fond mouvant. Une seule d’entre elles permet d’évacuer 100 mètres cubes de combustibles vers le silo en vingt minutes, via un convoyeur à bande, ce qui oblige à programmer très précisément les arrivées de camions, une quarantaine par jour en hiver.

L’une des trémies de déchargement du bois à la chaufferie bois du Fort de l’Est, photo Frédéric Douard

L’autonomie du stockage de bois sur place est de 3 500 m³, ce qui représente trois jours de consommation à pleine puissance. Avant l’arrivée au bâtiment-silo, le bois passe dans un crible à disques qui permet d’évacuer à la fois les cailloux et les morceaux de bois de plus de 10 cm. Ensuite, le bois est extrait du silo par une vis tubée de la largeur du bâtiment et qui translate sur le fond du bâtiment, ramenant le produit sur un deuxième convoyeur à bande en direction de la chaufferie.

La cuve d’ammoniaque pour le traitement des NOx de la chaudière bois du Fort de l’Est, photo Frédéric Douard

Ce type de vis, enfermée dans un tube pour limiter la surface de frottement, avec des ouvertures pour collecter le produit, évite la plupart des problèmes de blocage et de casse. Avec une surface de brassage inférieure aux vis classiques, elles nécessitent moins de couple au démarrage et donc des moteurs moins puissants, et consomment moins d’électricité.

Contacts :

• Maître d’ouvrage : www.smirec.fr
• Concessionnaire : saint-denis.reseau-chaleur.fr
• La chaudière biomasse :
  • En anglais : Timo Huusko, KPA-Unicon France  – timo.huusko@kpaunicon.com /  +358 405 884 327 – www.kpaunicon.com
  • En français : Matti Tulkki – matti.tulkki@fennofrance.fr / +33 608 278 260 – www.fennofrance.com
• Convoyage bois : www.sera-bois.com

Frédéric Douard, en reportage à Saint-Denis