À Gardanne, RBL-REI a réalisé la plus importante plateforme biomasse de France

Article paru dans le Bioénergie International n°50 de juillet-août 2017

Vue du Curvoduc™ reliant la Mounine à la centrale, photo RBL-REI

Le Curvoduc™ amène les plaquettes produites sur le site de broyage de la Mounine à 800m de la chaufferie, photo RBL-REI

Le 2 mai 2013, E.On France, devenu aujourd’hui Uniper France, confiait à l’entreprise RBL-REI la conception et la construction des installations de réception, préparation, stockage et convoyage de la plus importance centrale biomasse de France, l’unité 4 de la centrale de Provence, nommée ci-après PR4. RBL-REI est un groupe français spécialisé dans la conception et la réalisation d’installations de manutention et de stockage. L’entreprise, qui a livré à ce jour plus de 400 installations dans une soixantaine de pays, représentant 600 km de transporteurs, intervient dans les secteurs des mines, du transport maritime, des tunneliers, de l’industrie papetière et des centrales électriques à combustibles solides. Son convoyeur le plus puissant transporte jusque 20 000 tonnes à l’heure et son plus long fait 17 km ! Parmi les références récentes de RBL-REI en biomasse, citons la chaufferie de Cergy, deux unités pilotes pour la création de carburant de seconde génération, la centrale Galion 2 à la Martinique, le terminal de réception de granulés à Fort-de-France les papeteries Smurfit Kappa à Biganos et Cellulose du Rhône à Tarascon.

Un chantier typiquement industriel

La chaufferie Provence 4 à la biomasse, photo Frédéric Douard

L’alimentation de la chaudière biomasse de PR4, d’une puissance de 400 MWth, nécessite de réceptionner, préparer, stocker et convoyer 850 000 tonnes de bois par an. Ce volume est équivalent à celui d’une petite papeterie, ce qui n’a donc rien d’extraordinaire en termes de dimensions pour un projet industriel. Ce volume se répartit en quatre catégories de produits, ci-après listés avec les quantités qui transiteront à terme chaque année par l’installation :

  • 505 000 tonnes de plaquettes forestières,
  • 130 000 tonnes de bois rond à déchiqueter sur place,
  • 130 000 tonnes de broyat de déchets verts,
  • 85 000 de broyat de bois de recyclage de classes A et B.

La centrale devant travailler 7500 heures par an, le débit moyen théorique des équipements est de 113 tonnes de bois par heure, soit 2720 tonnes ou 110 camions par jour. Bien entendu pour toute une série de raisons, les équipements ne travaillent pas tous 24 h/24 et sur de nombreux postes des dimensionnements plus conséquents ont été réalisés par RBL-REI pour regrouper ces flux sur un nombre plus restreint d’heures de travail. Ainsi, les postes de réception de bois ont été dimensionnés pour pouvoir accueillir jusque 240 camions par jour (dans la pratique c’est au maximum 140) et les chaînes de convoyage pour pouvoir transporter jusque 3200 m³ par heure, pour certaines, alors que la chaudière n’en consomme qu’entre 350 à 450 m³/h par heure. Ces sur-dimensionnements servent bien entendu aussi à gérer toute une série de situations de crise, des situations anticipées comme des pannes localisées, avec pour chaque cas de figure envisagé une solution de repli prévue et dimensionnée.

Chronologie du projet – Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

Pour la réalisation de cette mission globale, RBL-REI s’est entouré de 27 entreprises partenaires et ont produit ensemble entre mai 2013 et octobre 2015 près de 200 000 heures de travail, hors fabrication des équipements, juste en études et montage. C’est RBL-REI elle-même qui, entre bien d’autres choses dont plus de 2000 m de convoyeurs à bande, a réalisé l’ensemble des travaux de génie civil, les travaux d’automatisme et les outils de contrôle-commande et de supervision.

Schéma d’implantation RBL-REI de la plateforme bois de Gardanne. Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

La zone bois rond de la Mounine

Pour la réception, la mesure, l’entreposage, et le déchiquetage du bois rond, RBL-REI a équipé l’ensemble du parc à bois de la Mounine, un parc de 7 ha situé à côté de la centrale. Les grumiers y sont réceptionnés avec pesage et prise d’échantillons sur les rondins par prélèvements avec une tronçonneuse fixe. Ce stock de bois tampon, qui se monte à 30 000 tonnes, ne séjourne pas longtemps à la Mounine et s’écoule selon un roulement permanent afin de garder la fraîcheur et le pouvoir calorifique du bois.

Le poste de déchiquetage de la Mounine avec en fond la montagne de la Sainte-Victoire chère à Paul Cézanne, photo RBL-REI

Les rondins sont ensuite repris à la pelle mécanique pour passage au broyeur. Le broyage est réalisé dans un bâtiment fermé de manière à protéger les équipements, mais aussi à confiner le bruit et à traiter l’air de travail par aspiration et dépoussiérage.

La plateforme de broyage des bois ronds est équipée d’un broyeur SAALASTI, photo RBL-REI

En sortie de broyeur le bois est acheminé directement vers la chaufferie ou empilé sur une aire goudronnée par un stockeur polaire et formant un stock en haricot de capacité 5000 m³. De là, au fil des besoins, les plaquettes réalisées en dimension P63 sont reprises au chargeur et déversées dans une trémie qui alimente un convoyeur courbe Curvoduc™, en élévation pour le transfert vers la centrale.

Les postes de réception du bois déchiqueté

Pour la réception des plaquettes forestières ou des broyats de déchets verts, RBL-REI a mis en place quatre postes de réception avec système d’échantillonnage automatique. Chaque poste, qui est capable de réceptionner 540 m³ de plaquette à l’heure, est situé dans un bâtiment fermé.

Les ponts bascules Précia Molen  pour la pesée des livraisons de plaquettes forestières avec bornes de détection de radioactivité, photo Frédéric Douard

La livraison se fait par camion traversant, un système rapide et qui limite les emprises au sol. Le camion de livraison, obéissant à une signalisation lumineuse, s’introduit ainsi dans un bâtiment après avoir réalisé sa réception administrative et un badgage d’identification. Il ressortira du site par un autre chemin dans le cadre d’une circulation à sens unique.

L’entrée de l’une des cinq baies de livraison des plaquettes avec son couvercle escamotable et ses aspirations latérales, photo Frédéric Douard

Une fois le camion à l’intérieur de l’une des baies de livraison, la porte se referme automatiquement, le chauffeur ouvre sa remorque en toute sécurité et se retire vers l’avant du véhicule. Ne détectant plus de présence, le sol s’ouvre alors à l’arrière du camion pour réceptionner le combustible et le chauffeur peut enclencher le déchargement. L’opération de déversement est confinée sur la partie arrière du camion par une barrière et un rideau souple en plastique de manière à sécuriser la manœuvre et à faciliter l’aspiration des poussières. L’air est ensuite filtré.

L’un des nombreux postes de traitement des airs intérieurs fournis par Delta Neu, ici celui de la baie de livraison A3, photo Frédéric Douard

Alors que le convoyeur de chacune des quatre fosses de déchargement emmène le bois, des échantillonneurs traversiers placés en jetée de ceux-ci, prélèvent des échantillons de 100 litres par camion. Les échantillons sont véhiculés en haut de la tour d’échantillonnage grâce à un conteneur sur câbles. Une fois en haut le produit prélevé est broyé, puis un second échantillonneur vient prélever 5 litres parmi les 100 broyés, les 95 litres restant étant restitués au circuit.

Chariot d’échantillonnage automatique des plaquettes, photo RBL-REI

Puis les échantillons sont automatiquement mis en sacs étanches pour envoi au laboratoire d’analyses. Ceci permet une facturation précise au kWh livré, ainsi que d’autres analyses si besoin. Ce système d’échantillonnage, a été entièrement conçu en interne chez RBL-REI.

Ensacheuse automatique des échantillons, photo Frédéric Douard

Un dispositif très strict pour le bois de recyclage

Pour des raisons de traçabilité mais aussi de régulation voire de possibilité d’interruption du flux, le bois de recyclage, de classe A et B, ne se mélange au bois naturel qu’une fois dans la chaudière. Il suit toute une procédure liée à son statut de déchet et 100 % de son trajet jusqu’à la chaudière est réalisé séparément des plaquettes forestières.

L’unité de réception et de traitement des bois de recyclage, photo Frédéric Douard

À l’arrivée sur le site, et avant déchargement, chaque camion de bois de recyclage fait l’objet d’une vérification administrative de son origine et de sa qualité, d’un passage sous un portique contrôlant l’absence de radioactivité et d’une pesée. La vérification administrative consiste en la vérification de l’agrément du déchet où l’exploitant demande au producteur ou, à défaut au détenteur, une information préalable qui précise pour chaque type de déchet sa provenance, et notamment l’identité et l’adresse exacte du producteur, les opérations de traitement préalables éventuellement réalisées, la composition chimique principale ainsi que toutes les informations comme les teneurs en substances faisant l’objet d’une valeur limite d’admission, les modalités de collecte et de la livraison, le plan d’assurance qualité du processus de fabrication, le tout devant figurer sur une attestation fournie à la livraison et établie pour chaque lot de produit comme dans les procédures de SSD (Sortie du statut de déchet), même si ici le déchet garde son statut de déchet.

Alimentation en direct du silo à partir de l’unité de traitement de bois B, photo Frédéric Douard

En cas de non-conformité, le chargement est refusé et l’exploitant tient en permanence à jour, et à la disposition de l’inspection des installations classées, un registre d’admission où il consigne, pour chaque véhicule apportant du bois de recyclage : le tonnage et la nature du bois ; le lieu de provenance et l’identité du producteur ou, à défaut, du détenteur ; la date et l’heure de la réception ; l’identité du transporteur ; le numéro d’immatriculation du véhicule et le résultat des contrôles d’admission définis plus haut. L’exploitant reporte également sur le registre d’admission, les résultats de toutes les analyses effectuées sur les bois-déchets admis sur son site.

Pour garantir les conditions de cette procédure très stricte, RBL-REI a mis en place un poste spécifique de réception des bois de classes A et B, avec, outre un pont-bascule et un portique de radioactivité, une baie de déchargement dédiée, un poste de préparation dédié, un espace de stockage dédié dans le silo et un convoyeur dédié alimentant une trémie d’alimentation dédiée de la chaudière. Ainsi en cas de souci sur les émissions mesurées en continue, il est facile d’interrompre sans délai l’alimentation de cette qualité de bois. Par ailleurs, comme l’autorisation d’exploiter a fixé une quantité bien précise de bois de recyclage à l’année (10 % en PCI), ce dispositif permet d’en mesurer très distinctement la quantité par pesage dynamique sur le convoyeur final.

Supervision des chaines de traitement et d’alimentation réalisée par RBL-REI, photo Frédéric Douard

Le dispositif de préparation des bois-déchets, qui sont réceptionnés broyés, consiste en une vérification mécanique de la granulométrie et de la teneur en métaux et autres corps étrangers. Pour cela le broyat est dirigé après déchargement vers un local fermé, ATEX et avec refroidissement des moteurs, où il passe un crible à étoiles qui ôte les hors gabarit, au déferrailleur puis sous un courant de Foucault pour éjecter les métaux non ferreux. Ces opérations sont réalisées en atmosphère dépoussiérée et l’air de travail est filtré pour respecter un rejet à moins de 20 mg de poussières par Nm³.

Métaux récupérés avant mise en silo du bois, photo Frédéric Douard

Le bois de recyclage ainsi vérifié est acheminé vers son secteur dédié dans le silo, d’où il sera extrait par une vis dédiée, transporté par un convoyeur dédié vers une trémie de dosage elle aussi dédiée.

Le convoyage et la vérification des plaquettes de bois naturel

Le parc de la Mounine étant situé à plus de 500 m de la chaudière, sur un terrain coupé de l’emprise de la centrale par une route publique, RBL-REI a mis en place un CurvoducTM, convoyeur en galerie de 540 m, rayon horizontal de 700 m qui enjambe la route et les autres infrastructures basses du site. Son débit est de 800 m³/h.
Les plaquettes qui viennent de la Mounine par le Curvoduc, ainsi que celles provenant des quatre baies de livraison arrivent toutes dans une première tour de criblage et de déféraillage. Là, elles se répartissent sur deux lignes équipées chacune d’un crible à disques pour vérifier la granulométrie maximum (P100) et ôter les cailloux, et d’un aimant pour en retirer les métaux ferreux.

Les quatre baies de livraison des plaquettes forestières dont sortent deux lignes de convoyage vers la tour de criblage, et par dessus le convoyeur de charbon cendreux, photo Frédéric Douard

Une fois conformes, les plaquettes sont dirigées vers l’équipement névralgique de la plateforme : une tour de distribution. De là elles peuvent rejoindre directement les trémies de dosage de la chaudière par l’un des deux convoyeurs-chaufferie soit le silo. Des goulottes à tiroir et convoyeurs à tête avançable, conçues et fabriquées par RBL-REI, permettent ces manipulations de manière automatique.

La tour de criblage avec l’arrivée à droite du Curvoduc et à l’arrière des deux convoyeurs des baies de livraison de plaquettes, photo Frédéric Douard

Au niveau de la tour de distribution, on retrouve également l’arrivée des deux convoyeurs de sortie du silo. Ces deux convoyeurs alimentent deux convoyeurs-chaufferie, et qui eux-mêmes alimentent les trémies de dosage de la chaudière. Les trémies de dosage de plaquettes forestières sont au nombre de quatre, d’un volume unitaire de 420 m³, chacune alimentant l’un des quatre lits de la chaudière. Une cinquième trémie de dosage de 200 m³ est quant à elle alimentée par l’un des deux convoyeurs-chaudière en utilisation temporaire et dédiée pour le bois de recyclage venant du silo. Une pesée dynamique sous ces trois convoyeurs-chaudière permet de comptabiliser les flux.

L’un des deux cribles à disques Raumaster dans la tour de distribution, photo Frédéric Douard

Le débit de chaque convoyeur-chaudière est de 900 m³/heure, représentant chacun le double de la consommation de la chaudière, ceci pour prévenir les pannes, l’installation pouvant fonctionner ainsi avec un seul convoyeur. C’est cette même raison qui justifie les deux lignes de criblage en amont.

L’une des deux stations de déferraillage dans la tour de distribution, photo Frédéric Douard

Notons aussi qu’un troisième convoyeur, positionné au-dessus des autres, alimente à 600 t/h la chaudière en charbon par son propre circuit et avec ses propres trémies de dosage.

Toutes les opérations de criblage, broyage, ensilage et soutirage sont réalisées en lieux clos avec aspiration et filtration d’air. La concentration en poussières des rejets de ces dépoussiéreurs est fixée à 20 mg/Nm³.

Les convoyeurs sont quant à eux capotés et dépoussiérés par des aspirations centralisées. Par ailleurs, l’ensemble des convoyeurs est muni d’une bande autoextinguible et d’une détection incendie, détectant la chaleur et les étincelles, avec système d’arrosage par sprinkler. En fin de parcours des combustibles, sous les trémies de dosage, des écluses rotatives assurent l’étanchéité entre les vis d’alimentation en bois et les foyers de la chaudière.

Le silo d’alimentation de la chaudière

Pour l’alimentation de la chaudière, RBL-REI a construit un silo fermé de 30 000 m³, dont 25 000 m³ servent à stocker les plaquettes de bois vierge et 5000 m³ réservés au bois de recyclage, le tout assurant deux jours de consommation.

L’intérieur du silo en mars 2016 avant son remplissage avec vue sur le système de dessilage RAUMASTER, photo Frédéric Douard

Long de 140 m, large de 36 m et haut de 25 m, il est rempli par le haut avec un convoyeur à bande, équipé d’un chariot verseur, provenant de la tour de criblage pour les plaquettes de bois vierge et par un convoyeur à chaînes provenant de l’unité de préparation des bois de recyclage. Les deux stocks de plaquettes de bois sont isolés par un mur coupe-feu deux heures.

Le silo de la chaudière est partagé en deux zones coupe-feu, l’une pour le bois naturel et l’autre pour le bois B, photo Frédéric Douard

Son dessilage est réalisé en son centre au niveau du sol et du sous-sol où quatre vis de 12 m de longueur et 1 m de diamètre avec pas progressif à dents parcourent le fond du silo pour ramener les produits vers deux convoyeurs à bande souterrains, l’un pour bois vierge et l’autre pour bois de recyclage.

L’une des quatre vis d’extraction du silo fournies à RBL-REI par RAUMASTER, photo RBL-REI

Les bâtiments possèdent des ventilations à même d’évacuer la vapeur de fermentation et de séchage, ainsi que des portes permettant à des engins de manutention de sortir le combustible en cas d’incendie ou en cas de détection de point chaud. Le bâtiment est doté d’un dispositif d’extinction automatique d’incendie.

Le convoyeur de sortie des plaquettes forestières du silo mesure 150 m de long, photo Frédéric Douard

Contacts :

Sacs d’échantillons de 5 litres prélevés et ensachés automatiquement pour chaque camion dans les baies de réception, photo F. Douard

Frédéric Douard, en reportage à Gardanne-Meyreuil

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