Schnell Motoren équipe l’unité de méthanisation Agri Flandres Energie

Article paru dans le Bioénergie International n°37 de mai-juin 2015

Vue des installations Agri Flandres Energie à Renescure, photo Frédéric Douard

Vue des installations Agri Flandres Energie à Renescure, photo Frédéric Douard

Julien Wyckaert devant la cogénératrice Schnell, photo Frédéric Douard

Julien Wyckaert devant la cogénératrice Schnell, photo Frédéric Douard

Julien Wyckaert et Jean-Damien Devynck sont cousins et tous deux agriculteurs à Renescure, une commune de 2000 habitants en Flandre française près de Saint-Omer. Renescure, pour les gens du Nord, fait partie des lieux mythiques de l’industrie et des grandes familles de la région. La commune héberge en effet le siège social du groupe Bonduelle, entreprise familiale créée en 1853 et aujourd’hui n°1 mondial du légume prêt à l’emploi. Et cette terre doit avoir quelque chose de spécial, car à moins de 30 km de là, on trouve un autre groupe familial, Roquette Frères, également leader mondial, de l’amidon quant à lui, et qui a beaucoup investi dans les bioénergies ; mais de cela nous en parlerons une autre fois.

Les critères de la décision

Sur deux sites différents, les GAEC des cousins traient globalement 200 vaches laitières installées en logettes paillées. Et globalement, les deux GAEC totalisent l’équivalent de 400 gros bovins. En 2009, alors en quête de diversification, et après avoir visité un certain nombre d’installations de méthanisation en Flandre belge, les cousins décident de monter une telle unité ensemble afin de mutualiser leurs forces. Côté substrats, il leur faut trouver des compléments à leur fumier et la présence d’une grosse industrie légumière sur la commune va les conduire à une évidence : intégrer des déchets de légumes dans leur mix. Restait la question de la chaleur pour garantir la meilleure efficacité énergétique et donc la meilleure rentabilité possible du projet. C’est là que les esprits de nos deux jeunes agriculteurs croisent à nouveau la famille Bonduelle, puisque sur la commune, François Bonduelle, fils de l’actuel président du groupe industriel, dirige Wostin, une entreprise de germination de soja, qui alimente elle-même le groupe familial.

L'intégration paysagère de l'instalation a été réalisée avec des plantations sur tallus autour des cuves, photo Frédéric Douard

L’intégration paysagère de l’installation a été réalisée avec des plantations sur talus, photo F. Douard

Après vérification des volumes de matières, des besoins en chaleur et surtout des intérêts mutuels des parties, nos deux agriculteurs se mettent en quête d’un terrain. Celui-ci doit se situer le plus près possible de l’usine de germination afin de pouvoir lui livrer la chaleur au moindre coût, et ne doit pas être loin d’un point de livraison d’électricité à haute tension. Ce site sera trouvé dans la rue du Petit Pavé sur une zone de cultures : un site stratégique puisque 80% des intrants prévus sont situés à son immédiate proximité. La décision est donc prise de lancer le projet en 2010.

Pour porter le projet, la SAS Agri Flandres Energie est crée, chacun des deux GAEC étant actionnaire à 50%. Deux ans de démarches administratives seront nécessaires puis un an de construction pour une mise en service en septembre 2014.

Notons que Julien et Jean-Damien ont souhaité réaliser l’ingénierie de leur projet eux-mêmes, après avoir suivi des formations, et bien épaulés par le service méthanisation de la chambre régionale d’agriculture Nord-Pas-de-Calais, ce sur quoi ils ne regrettent rien.

La tremie d'alimentation des substrats, photo Frédéric Douard

La trémie d’alimentation des substrats, photo F. Douard

L’installation de méthanisation

Le mix d’intrants totalise 7500 tonnes par an :

  • 50% de fumier pailleux,
  • 10% de lisier,
  • 30% d’épluchures de légumes,
  • 10% de déchets vers, du gazon principalement.

La ration journalière est de 60 m³. Les matières sont préparées dans la première partie du hangar de l’exploitation qui est divisée en deux. L’ensemble du bâtiment est dépressurisé et dispose d’un biofiltre pour capter les odeurs. Cette première partie sert également de stockage pour les substrats solides qui sont incorporés au circuit via une mélangeuse et son broyeur. L’opération d’alimentation demande 1h30 de travail par jour avec un chargeur télescopique.

Le broyeur Vogelsang en sortie de mélangeur, photo Frédéric Douard

Le broyeur Vogelsang en sortie de mélangeur, photo FD

Les matières sont ainsi diluées en infiniment mélangé et vont séjourner 40 jours à 40°C dans le digesteur, puis de 1 à 3 mois dans la seconde cuve selon la saison et les produits, avant de rejoindre la cuve de stockage du digestat brut. Chaque cuve fait 2000 m³ et le biogaz est récupéré au sommet des deux premières.

Pour le pilotage de la digestion, une baie d’analyse mesure trois fois par jour le pourcentage de méthane, et les taux de H2S et d’O2. Ceci permet de réorienter la ration ou d’engager des actions correctives. Un autre équipement mesure le pH en continu. Par ailleurs, nos exploitants font régulièrement réaliser des analyses biologiques par le laboratoire Innolab qui les accompagne et les conseille utilement en fonction des résultats. Julien se déclare très satisfait de ce service.

Local technique entre les trois cuves, photo Frédéric Douard

Local technique entre les trois cuves, photo Frédéric Douard

La valorisation du digestat

La cuve de stockage du digestat liquide, photo Frédéric Douard

La cuve de stockage du digestat liquide, photo F. Douard

Le digestat est pompé de sa cuve lors des périodes d’épandages. Il passe tout d’abord par une presse à vis pour en séparer les phases. La partie solide (10% du tonnage total de digestat qui est de 10 000 tonnes par an) va rejoindre la seconde partie du bâtiment de stockage en attendant sa période d’épandage. Riche en phosphore et en potasse, le digestat solide est un amendement de long terme à épandre après la moisson ou avant l’implantation des cultures.

Le digestat liquide concentre quand à lui un azote minéralisé et immédiatement disponible pour la plante. Il est donc épandu en septembre ou au printemps au démarrage des cultures avec un pendillard à sabots, tracté par un gros tracteur à trois roues basses pressions. Quand la cuve à digestat est pleine hors saison d’épandage, le digestat liquide est stocké en fosses.

Les deux GAEC disposent de 300 ha de cultures de blé, betteraves, maïs, colza, lin et légumes divers. L’apport de digestat devrait réduire par trois leurs besoins en fertilisants provenant de la chimie.

La cogénération

Le biogaz qui arrive dans le module de cogénération passe d’abord par un filtre à charbon actif afin de se débarrasser de son soufre. Le module de cogénération, un 6R20.1BO de la société Schnell, est équipé d’un moteur à gaz Scania. Il développe 250 kW d’électricité grâce à un alternateur synchrone Stamford. Le courant produit est transformé en 20 kV avant d’être injecté à 300 m de l’usine sur le réseau ErDF. Les associés sont satisfaits des performances et viennent justement de commander à Schnell un second module 6R20.1BO avec une livraison prévue en septembre 2015.

Le module de cogénération Schnell chez Agri Flandres Energie, photo Frédéric Douard

Le module de cogénération Schnell chez Agri Flandres Energie, photo Frédéric Douard

Le rendement de ces moteurs optimisés pour le biogaz peut atteindre 45,5% grâce à une technique d’injection développée par Schnell. La récupération de chaleur sur le refroidissement du moteur et sur l’échappement permet de générer 220 kW thermiques. Cette chaleur est consommée à 20% pour le maintien en température du digesteur et le reste est envoyé par un réseau de chaleur isolé et enterré de 250 mètres jusqu’à l’entreprise voisine Vostin.

Le moteur de cogénération  de Agri Flandres Energie, photo Frédéric Douard

Le moteur de cogénération d’Agri Flandres Energie, photo Frédéric Douard

Les départs de circuits d'eau chaude depuis le moteur, photo Frédéric Douard

Les départs de circuits d’eau chaude depuis le moteur, photo Frédéric Douard

Pour son pilotage, les exploitants disposent d’une interface tactile sur place avec report des informations et commandes sur l’ordinateur au domicile et sur le téléphone portable. Ce terminal est également relié par internet avec le fournisseur qui peut diagnostiquer à distance certaines anomalies et intervenir sur les paramètres.

En terme de maintenance, les exploitants ont souscrit un contrat d’entretien auprès du fournisseur. Toutes les 3600 heures, celui-ci réalise un entretien complet et se tient à disposition en cas de dysfonctionnement. Sinon, l’installation est vidangée toutes les 600 heures par les exploitants eux-mêmes, l’opération prenant 30 minutes.

C’est l’entreprise AES Dana qui a réalisé l’intégration électrique et informatique de la partie cogénération et qui a fait la liaison avec ErDF.

Interface de commande de l'automate développé par AES Dana, photo Frédéric Douard - Cliquer sur l'image pour l'agrandir.

Interface de commande de l’automate développé par AES Dana, photo Frédéric Douard – Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

Emploi et économie

Cette nouvelle activité a permis de conforter l’équivalent d’un emploi à temps complet, aujourd’hui partagé une semaine sur deux entre les associés le temps de l’apprentissage, mais qui à terme sera transféré à un salarié.

Avec la vente de 2000 MWh d’électricité par an à 200 € le MWh, la vente de chaleur et l’économie d’engrais, le temps de retour brut de tout l’investissement (2,2 M €) est compris entre 8 et 9 ans. Ceci est sécurisé dans le temps par trois contrats établis chacun sur 15 ans : la vente d’électricité à EDF, la vente de chaleur à Vostin et l’achat de déchets de légumes à Bonduelle.

L'échappement du moteur Schnell à Renescure, photo Frédéric Douard

La récupération de chaleur sur l’échappement du moteur Schnell à Renescure, photo Frédéric Douard

Contacts  :

Frédéric Douard, en reportage à Renescure

Voir aussi : Agri Flandres Energie sur France 3

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