La centrale de cogénération de Lens s’alimente en bois rond

Article paru dans le Bioénergie International n°32 de juillet-août 2014.

Déchiquetage des rondins par la déchiqueteuse Saalasti à Lens, phto Frédéric Douard

Déchiquetage des rondins par la déchiqueteuse Saalasti à Lens, phto Frédéric Douard

La ville de Lens est bien sûr largement connue des amateurs de ballon rond pour sa fougueuse équipe de football et car, depuis 2012, elle accueille également une antenne du musée du Louvre. Mais Lens c’est surtout une ville centre du bassin minier du Nord-Pas-de-Calais, un bassin qui est depuis 2012 également inscrit au patrimoine mondial de l’humanité ! Cette ville de 35 000 habitants a acquis ses lettres de noblesse en matière de production d’énergie en alimentant durant près de 140 ans une partie des besoins français en charbon, et donc aussi en chaleur et électricité. Aujourd’hui, la ville a tourné la page industrielle du charbon, a verdi ses terrils, créé plus de 110 ha d’espaces verts et s’est engagée depuis 25 ans dans un chantier de rénovation urbaine titanesque dans lequel la transition énergétique fait aujourd’hui son entrée.

C’est dans ce contexte que Dalkia, concessionnaire de la ville, et ici situé sur ses terres historiques à quelques kilomètres seulement de sa maison mère de Saint-André-Lez-Lille (anc. Compagnie Générale de Chauffe), a entrepris pour la ville de soumissionner à l’appel d’offre CRE 3 biomasse et de construire une centrale de cogénération à bois sur le site de sa chaufferie centrale. La nouvelle centrale, qui a été mise en service en mars 2013, fournit ainsi les besoins du quartier de la Grande Résidence et de quelques établissements publics dont un hôpital, soit trois mille équivalent-logements.

La chaufferie centrale de Lens date de 1967. Elle a été installée sur le carreau de mine de l’ancienne fosse n°14 de Lens, une fosse dont l’exploitation s’est arrêté l’année de construction de la chaufferie et dont le chevalet a été abattu en 1974. L’emplacement du puits est d’ailleurs aujourd’hui toujours matérialisé par un rond point  au centre du parc à bois !

La chaufferie, aujourd'hui au coeur de la ville, a été installée sur le site de l'ancienne Fosse 14 de Lens, fermée en 1967 et à l'époque encore entourée de cultures

La chaufferie, aujourd’hui au coeur de la ville, a été installée sur le site de l’ancienne Fosse 14 de Lens, fermée en 1967 et à l’époque encore entourée de cultures

Au départ, la chaufferie fonctionnait naturellement au charbon local et c’est 20 ans plus tard, avec la fermeture progressive des mines de la région, qu’elle est passée au fioul lourd, puis ensuite au gaz naturel dans les années 90. Elle était constituée à cette dernière époque de deux chaudières mixtes gaz et fioul domestique de 10 MW chacune, des chaudières qui sont toujours utilisées aujourd’hui en appoint & secours du bois. Une cogénération au gaz de 6 MWé a également fonctionné durant 12 ans jusqu’en 2012.

La centrale biomasse de Lens, photo Frédéric Douard

La centrale biomasse de Lens, photo Frédéric Douard

Le réseau de chaleur mesure quatre kilomètres et dessert trente sous-stations. La puissance moyenne appelée en saison de chauffe est actuellement de 12 MW. Avec cette unité, le taux de couverture d’énergie renouvelable du réseau de chaleur est supérieur à 70 %, ce qui permet de bénéficier du taux de TVA réduite à 5,5 %. Le rendement de la cogénération biomasse est de 74% sur la période de novembre à mars. Un économiseur placé après la chaudière permet également de récupérer 1 MW de chaleur sur les fumées.

Livraison du foyer Renewa de 33 m et 80 tonnes, photo Dalkia Nord

Livraison du foyer Renewa de 33 m et 80 tonnes, photo Dalkia Nord

À l’avenir des projets de raccordement complémentaires devraient venir améliorer encore le taux de couverture : c’est ainsi que 3 MW de chaleur devraient être distribués en plus en hiver à partir de 2015.

Les équipements

La centrale biomasse a représenté un investissement de 29,5 M€. Elle est composée de deux groupes de bâtiments :

  • au sein d’un parc à bois, les installations de réception et de broyage du bois, reliées au silo par un convoyeur aérien,
  • la chaufferie bois, accolée à la chaufferie gaz, et reliée au silo par un second convoyeur aérien.

Elle fonctionne avec 10 personnes qui se relaient en 3x8h, 7j/7. Elle produit 33 GWh de chaleur soit 58% des besoins du réseau de chaleur, et 40 GWh d’électricité par an.

Organisation de la centrale biomasse de Lens. Cliquer sur le schéma pour l'agrandir.

Organisation de la centrale biomasse de Lens. Cliquer sur le schéma pour l’agrandir.

L’entrée du bois se fait par un pont bascule où des échantillons sont pris à chaque camion et mesurés au moyen d’une étuve.

Le parc à bois de la centrale de Lens, photo Frédéric Douard

Le parc à bois de la centrale de Lens, photo Frédéric Douard

Le bois broyé est déchargé dans une fosse qui mène au silo, ou sur une place goudronnée. Le bois rond et les fagots de chutes sont empilés sur le parc.

Poste de déchiquetage Saalasti 1212HF à Lens, photo Saalasti

Poste de déchiquetage Saalasti 1212HF à Lens, photo Saalasti

Un broyeur à couteaux SAALASTI 1212HF, d’une capacité annuelle de 70 000 tonnes par an, permet de co-alimenter le silo avec la fosse à bois déchiqueté.

Le broyeur SAALASTI 1212HF dispose d'une capacité horaire de 100 tonnes, photo Frédéric Douard

Le broyeur SAALASTI 1212HF dispose d’une capacité horaire de 100 tonnes, photo Frédéric Douard

Un premier convoyeur aérien à bande de 50 m, fourni par l’entreprise Trasmec, relie ces deux équipements au silo. Avant déversement dans le silo, le bois déchiqueté est déferraillé, puis passé sur un crible à disques, également fourni par Trasmec.

Le crible à disque Trasmec calibre l'ensemble du combustible avant son entrée au silo, photo Frédéric Douard

Le crible à disque calibre l’ensemble du combustible avant son entrée au silo, photo Frédéric Douard

Le silo est un local aérien de 12 m de hauteur, équipé d’un grappin automatique Konecranes, et qui contient jusque 2000 m³ utiles de bois, à savoir 3 jours de fonctionnement à pleine charge pour assurer les weekends. Le débit de remplissage du silo permet d’alimenter la chaufferie et de reconstituer en 5 jours le stock vidé durant le weekend.

Le silo et son grappin, et en fond les bouches de remplissage, photo Frédéric Douard

Le silo et son grappin, et en fond les bouches de remplissage, photo Frédéric Douard

Le silo est dessillé par le fond vers un second convoyeur aérien Trasmec de 120 m qui va jusqu’à la chaufferie.

La base du foyer à lit fluidisé Renewa, photo Frédéric Douard

La base du foyer à lit fluidisé Renewa, photo Frédéric Douard

Injecteurs d'air dans le lit de la chaudière Renewa, photo Dalkia

Injecteurs d’air à la base du foyer du lit fluidisé de la chaudière Renewa, avant la mise en service, photo Dalkia

Une chaudière RENEWA de 22 MW à lit fluidisé dense et à tubes d’eau produit de la vapeur à 485°C et 63 bar.

Les échangeurs de la chaudière et de l’économiseur sont nettoyés cycliquement par des ramoneurs vapeur Clyde Bergmann.

La vapeur alimente une turbine à condensation MAN, qui entraine un alternateur Elin délivrant 6,7 MWé.

Après passage dans un économiseur de 1 MW, les fumées sont épurées dans trois filtres à manches fournis par une entreprise nordiste, TRACIP, tout comme les manches de filtres fournies par le nordiste MORTELECQUE.

Fourniture du bois : la souplesse du rondin

Dalkia a confié l’approvisionnement de la centrale de Lens à sa filiale BENO, Bois Energie Nord Ouest, qui assure la fourniture des 70- à 80 000 tonnes nécessaires chaque année.

Livraison de bois sur le parc de la centrale biomasse de Lens, photo Frédéric Douard

Livraison de bois sur le parc de la centrale biomasse de Lens, photo Frédéric Douard

Pour Lens, BENO achète des sous-produits de l’industrie du bois, des broyats de palettes, de la plaquette forestière, des déchets verts criblés ou encore des refus de compostage. Ces produits transitent par la plateforme BENO de Fleurbaix ou arrivent directement sur la plateforme de la chaufferie.

Ligne de broyage SAALASTI à Lens, photo Frédéric Douard

Ligne de broyage SAALASTI à Lens, photo Frédéric Douard

Mais la majorité du volume est garanti par une fourniture en rondins réceptionnés et stockés sur la plateforme de la chaufferie. Cette organisation, qui a nécessité de la place et l’achat du broyeur SAALASTI, est assez peu fréquente en chaufferie, mais à Lens, cela a de nombreux avantages.

Les convoyeurs à bandes Trasmec du poste de broyage au silo et du silo à la chaufferie, photo Frédéric Douard

Les convoyeurs à bandes Trasmec du poste de broyage au silo et du silo à la chaufferie, photo Frédéric Douard

C’est le contexte régional qui a motivé Dalkia dans ce choix : le Nord Pas-de-Calais est en effet, avec la Normandie, la région de France métropolitaine la moins boisée. Donc pour couvrir le volume à toutes époques de l’année, mais aussi pour éviter le flux tendu, qui immanquablement dans un tel contexte conduit à tendre les prix en hiver, Dalkia a opté pour un stockage sur place et pour un achat majoritairement en bois rond. Car le bois rond présente deux avantages : il peut se stocker dehors sans inconvénient pour sa qualité et il peut ainsi se faire acheminer sur place tout au long de l’année, au fil de la disponibilité. La demande n’étant pas tendue grâce au stockage, cela évite à Dalkia de se présenter sur le marché comme un acheteur de court terme, ce qui lui permet de négocier des prix réguliers à l’année, hors contexte saisonnier. La capacité de stockage permet également de réaliser des achats d’opportunité. Et visiblement tout ceci fonctionne fort bien puisque la centrale ne manque absolument pas de bois !

Intérieur du convoyeur à bande menant de la déchiqueteuse au silo, photo Frédéric Douard

Intérieur du convoyeur à bande menant de la déchiqueteuse au silo, photo Frédéric Douard

Notons enfin qu’en terme d’emplois, cet approvisionnement a permis de générer trois temps pleins chez BENO et 25 équivalents temps pleins dans la filière régionale.

Vis de dépotage Trasmec dans la fosse de réception des plaquettes, photo Dalkia Nord

Vis de dépotage Trasmec dans la fosse de réception des plaquettes, photo Dalkia Nord

Contacts :

Frédéric Douard, en reportage à Lens.

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