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Une cogénération biomasse optimale

Laurent miguet |  le 25/05/2012  |  EnergieHaut-RhinInternationalFrance entièreEnergies renouvelables

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La future chaufferie de Saint-Louis (Haut-Rhin), qui produira chaleur et électricité, verra son rendement thermique dopé grâce à une turbine à condensation.

Grâce aux nouvelles technologies de l’information, la future chaufferie biomasse de Saint-Louis (Haut-Rhin) mariera de façon optimale cogénération et condensation. La turbine de la nouvelle chaufferie, qui desservira le réseau de chaleur de la ville, comprendra, en effet, un condenseur de fumées visant à améliorer le rendement thermique global. Or, le phénomène de condensation ne sera pas opérant pour des températures de retour supérieures à 55 °C. « Par le simple ajustement de l’offre à la demande, nous avons déjà parcouru la moitié du chemin, avec des températures de retour limitées à 70 °C », se réjouit Hervé Lamorlette, directeur général d’EBM thermique France, concessionnaire du réseau municipal depuis juillet 2011. Après surisolation des conduites, et conformément aux prescriptions d’Eras, qui développe le concept de « Smart District Heating » (réseau de chaleur intelligent), l’effort se concentrera désormais sur la télésurveillance des 40 sous-stations : des alertes se déclencheront dès que les consommations réelles s’écarteront de 20 %, par rapport aux calculs paramétrés en fonction des données météorologiques.

Rendement maximal

La gestion intelligente du réseau commandera également le fonctionnement du condenseur. Avec deux turbines à condensation et à contre-pression, l’installation affichera 17,3 MW thermiques et 5,2 MW électriques, pour une production annuelle de 37 GWh thermiques et 27 GWh électriques. Le concessionnaire annonce un rendement moyen annuel (électricité et chaleur) de 58 % (88 % en période de chauffe). Selon le bureau d’études Carbone 4 fondé par Jean-Marc Jancovici, inventeur des calculs d’empreinte carbone, ces performances éviteront l’émission annuelle de 9 000 t de gaz carbonique.
Le rendement résultera également du recours à une chaudière biomasse à lit fluidisé. Son foyer à faible quantité de réfractaire réduit les temps de maintenance, ce qui améliore d’autant l’efficacité du système. Ce choix résulte aussi de l’hétérogénéité du mix énergétique retenu pour le démarrage : 19 % de rafles de maïs et 81 % de bois récoltés dans un rayon de 100 km. Pour vérifier que le chlore contenu dans les rafles ne corrode pas l’installation, le chaudiériste finlandais Renewa a procédé à des essais. Par le recours conjugué du lit fluidisé et d’un filtre à manche, ainsi que par la capacité du condenseur à retenir des particules en suspension, les fumées seront faiblement chargées en poussières : 20 mg/Nm 3 , alors que la valeur limite réglementaire se situe à 50.
L’hétérogénéité de la biomasse a conduit à comparer plusieurs solutions de manutention : coûteux en énergie, un grappin suppose un déferraillage en aval et ne répond pas à la recherche d’une continuité chronologique du traitement, selon le principe Fifo (first in, first out). Le raclage coûte également cher en énergie. Des outils métalliques ou des grosses souches peuvent endommager des vis sans fin classiques. Cette analyse a conduit EBM thermique à opter pour la première utilisation, en France, du brevet américain Segem de vis tubées. Les tubes excluent les grosses souches. Leur petit débit permet de récupérer la ferraille. Ils protègent les vis et réduisent le coût de maintenance. Avec 16 m² pour 18 m de haut, la chaudière de 210 t se révèle tout juste compatible avec les contraintes foncières : le plan local d’urbanisme limite les constructions à 20 m de haut, et le terrain de 50 ares réserve une large part au stockage de 3 100 m 3 , soit 30 semi-remorques correspondant à quatre jours d’autonomie.

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PHOTO - 641961.BR.jpg - © Braesch et Bottazzi
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DESSIN - 641963.BR.jpg - © EBM THERMIQUE
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DESSIN - 641962.BR.jpg - © SEGEM
FICHE TECHNIQUE

Maître d’ouvrage : EBM thermique. Mise en service industrielle : été 2013. Investissement : 22 millions d’euros. Architecte : Breasch & Botazzi. Ingénierie : Cerec (fluides) ; Lollier Ingénierie (VRD) ; Soten (cogénération biomasse) ; Eras (supervision des réseaux). Entreprises : Scherberich - Cinor (gros œuvre) ; GNT (canalisations) ; Rossel - Transroutes (VRD). Turbines : M M. Chaudière : Renewa.

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