LMK Energy, premier producteur français de bois torréfié et propriétaire Torspyd

Article paru dans le Bioénergie International n°51 de septembre-octobre 2017

L’usine de torrefaction et de briquetage LMK Energy à Mazimgarbe, photo Frédéric Douard

Franck Lavarde devant son bois torréfié, photo LMK

Implantée à Mazingarbe dans l’ancien bassin minier du Pas-de-Calais, sur un terrain voisin de l’ancien CERCHAR, le CEntre de Recherche national des CHARbonnages de France, la société LMK Energy est spécialisée dans la fabrication de briquettes de bois et de bois torréfié. Dirigée par l’entrepreneur Franck Lavarde, l’entreprise a investi plus de 10 millions € (dont 6 millions en fonds personnels) dans la mise au point et le développement de la torréfaction du bois depuis 2011. Aujourd’hui, la société vient de valider le procédé Torspyd permettant de produire du bois torréfié sous forme de plaquettes à partir de bois 100 % naturel et ceci dans des conditions respectueuses de l’environnement. Avec la mise en service de sa première unité de production à échelle industrielle en 2017, cette technologie est désormais disponible pour une diffusion internationale.

Depuis le 15 janvier 2017, après beaucoup d’efforts et de nombreuses années de recherche, de développement et d’essais, la technologie de torréfaction Torspyd est enfin opérationnelle. Plusieurs centaines de tonnes ont déjà été produites et la commercialisation a commencé.

Historique du procédé Torspyd
2004 Création de la société Thermya
2002 à 2012 Développement du procédé par Thermya sur un pilote de laboratoire
2011 Installation de LMK Energy sur le site de Mazingarbe et achat d’une colonne de torréfaction Thermya d’une capacité de 20 000 tonnes par an.
2012 LMK Energy réalise son premier essai qui est un échec. Areva prend le relai de Thermya en juin.
2013 à 2015 Développement du procédé par Areva Renouvelables
2013 LMK Energy commence à travailler au développement du procédé avec Areva
2016 LMK Energy rachète l’ensemble des brevets et du savoir-faire à Areva, et réalise la première installation à l’échelle industrielle.
2017 La production de plaquettes de bois torréfiés commence à Mazingarbe.

Le procédé Torspyd

La torréfaction de la biomasse est un traitement thermochimique visant à modifier une partie de la matière organique de la biomasse pour en casser ses fibres et la rendre irréversiblement hydrophobe. Le procédé repose sur une technologie à lit mobile à chauffage direct. Le traitement thermique s’effectue en continu au sein d’une colonne de torréfaction, où les flux de biomasse et de gaz chaud circulent verticalement à contre-courant. La biomasse descend par simple gravité.

La biomasse est préalablement broyée en plaquettes de moins de 50 mm puis séchée à moins de 15 % d’humidité dans un séchoir rotatif alimenté par un générateur d’air chaud fonctionnant aux déchets verts. Dans la colonne, les plaquettes traversent un flux de gaz neutre dont la température augmente progressivement jusqu’à 240 °C et ce durant une heure. Après évaporation de l’humidité résiduelle, la température provoque la libération des composés organiques volatiles légers. Les polymères (hémicellulose, cellulose et lignine) se décomposent, éliminant les propriétés hydrophiles du bois, fragilisant la structure fibreuse de la biomasse et lui conférant une meilleure broyabilité. Le bois torréfié est extrait à la base de la colonne de torréfaction avec un débit de 2,5 tonnes/heure puis refroidie.

Le gaz neutre, qui fonctionne en boucle fermée, est quant à lui séché, lavé et traité thermiquement avant de repartir vers la colonne. C’est le traitement thermique de ce gaz, pour en brûler les résidus organiques, qui en même temps remonte la température de ce flux qui doit entrer dans le bas de la colonne à 240 °C. Le traitement est réalisé dans une chaudière à gaz naturel. Une vidéo expliquant le procédé est disponible sur le site www.lmk-energy.fr

L’installation de torréfaction de LMK Energy à Mazingarbe, photo Frédéric Douard

Une chaudière à déchets verts UNICONFORT pour sécher les plaquettes

Pour ramener les plaquettes à torréfier à la bonne humidité avant leur passage dans la colonne de torréfaction, LMK dispose d’un séchoir rotatif MAGUIN-PROMILL à haute température. Celui-ci est alimenté en gaz chauds par un générateur UNICONFORT de 3 MW alimenté en déchets verts broyés. En sortie de la chambre de combustion, les gaz sont dépoussiérés dans un cyclone isolé thermiquement avant de rejoindre le séchoir.

Le sécheur PROMILL de LMK Energy, photo Frédéric Douard

Le foyer du générateur fait partie de la gamme Global G 150 du constructeur italien et permet de brûler des bois jusqu’à 50 % d’humidité dans de bonnes conditions. Mais il est surtout doté d’une grille mobile refroidie par eau qui lui permet d’utiliser des biocombustibles à fort taux de minéraux.

Le générateur d’air chaud à biomasse UNICONFORT de 3MW et son cyclone de dépoussiérage des gaz chauds, photo Frédéric Douard

En sortie de la chambre de combustion, l’installateur BIOSYNERGY et le constructeur UNICONFORT ont aménagé un générateur de gaz chauds spécialement adapté aux besoins du processus de séchage de LMK. Les gaz de combustion sont dilués avec de l’air frais dans une chambre de mélange jusqu’à la température appropriée. Ces gaz chauds sont ensuite dépoussiérés dans un cyclone isolé thermiquement avant de rejoindre le séchoir.

La chaufferie de LMK Energy, avec ses convoyeurs SEGEM vers le foyer UNICONFORT et vers le séchoir PROMILL en extérieur, photo Frédéric Douard

Le dépoussiérage des gaz se complète enfin dans le séchoir lui-même au contact de la matière à sécher sur laquelle condense la majorité des particules fines, lesquelles seront traitées par le processus qui suit.

Les déchets verts sont utilisés comme combustible dans le foyer UNICONFORT qui alimente le séchoir, photo Frédéric Douard

Ce combustible raffiné présente des caractéristiques qui en font un excellent substitut au charbon fossile.

Les caractéristiques du bois torréfié Torspyd
Son pouvoir calorifique supérieur (PCS) est  de 21 MJ/kg ou 5,83 MWh/t (5 pour le bois naturel). Son pouvoir calorifique inférieur (PCI) est supérieur à 5,55 MWh/t.
Sa densité énergétique est accrue avec par exemple en granulés un PCI de 5 MWh/m³.
Son taux d’humidité est inférieur à 1 %. De fait, son PCI est quasiment équivalent à son PCS.
Une forte hydrophobie qui le confère la grande qualité de pouvoir être stocké dehors comme du charbon de terre.
Enfin, sa broyabilité améliorée diminue les coûts électriques de transformation ultérieure.

Gros plan sur des plaquettes de bois torréfié LMK Energy, photo Frédéric Douard

Toutes ces propriétés facilitent donc son transport, son stockage, sa conservation, sa manutention et sa combustion, en comparaison avec la biomasse brute. De plus, afin de garantir l’origine 100 % naturelle de son bois torréfié, LMK Energy contrôle directement la production des plaquettes pour s’assurer qu’il ne s’y trouve aucun additif polluant. Les processus de transformation ultérieurs (briquetage, granulation) intègrent eux aussi cette démarche de 100 % naturel : aucun liant, uniquement des méthodes de compactage résultant de plusieurs années de R&D.

Le bois torréfié peut être stocké en extérieur sans inconvénient, photo LMK Energy

Et du point de vue du bilan énergétique, LMK Energy annonce que la production d’une tonne de plaquettes torréfiées réalisée à partir de bois à 15 % d’humidité consomme 280 kWh de chaleur pour le chauffage de la boucle gazeuse (hors séchage du bois donc) et 50 kWh d’électricité, ce qui veut dire un besoin énergétique de moins de 6 % du combustible produit.

L’usine de torréfaction et de briquetage de Mazimgarbe, avec à droite les tas de déchets verts qui servent de combustible au procédé, photo LMK Energy

Quant à la perte de matière sèche durant cette torréfaction douce, LMK Energy annonce qu’elle est de l’ordre de 5 à 9 % au maximum. Tout ceci amène à un rendement énergétique de production du combustible, à partir de bois sec, supérieur à 85 % en format plaquettes.

L’une des deux ligne de refroidissement des briquettes de 40 m de long, photo Frédéric Douard

Le marché

De nombreux acteurs des domaines de l’énergie, de la chimie, de l’industrie et de la distribution montrent un grand intérêt pour ce nouveau produit et pour sa technologie de production. Par exemple, les avantages que constituent une haute densité énergétique, une bonne hydrophobie et une broyabilité accrue, placent la biomasse torréfiée comme un bon substitut technique au charbon fossile dans les installations existantes de combustion.

Le produit s’utilise également sous forme de briquette pour le chauffage domestique. Et sous forme de plaquette torréfié, le produit est également un excellent couvre sol. En effet, il a une longue durée de vie, n’acidifie pas les sols et est 100 % naturel.

En attendant le décollage de ces nouveaux marchés qui ne pouvaient se concrétiser qu’une fois la production industrielle véritablement lancée, et pour assurer un chiffre d’affaires durant toutes ces années de R&D, LMK a développé une activité de vente de produits dérivés de sa production : briquettes de bois classique pour le chauffage domestique et le négoce de combustible pour le chauffage domestique (Charbon, pellet, bois d’allumage, etc…). Cette activité est mise en valeur sur le site : www.ecolochauff.com

Stock de briquettes LMK, photo Frédéric Douard

Depuis octobre 2017, LMK Energy exporte sa production de bûches de bois torréfié au Royaume-Uni. La plaquette de bois torréfié pour le paillage se retrouvera quant à elle dans les magasins Truffaut, Leroy Merlin et Gamm Vert à partir de janvier 2018. Et un premier contrat de vente de la technologie Torspyd a été signé pour une mise en route d’une nouvelle usine fin 2018.

Briquettes de bois torréfié pour le marché britannique, photo LMK Energy

Enfin, LMK Energy va prochainement installer des presses à granuler, afin de pouvoir produire à grande échelle du granulé torréfié dans le but de valider l’utilisation pour des chaufferies existantes à charbon. Ces essais validés devraient enclencher les premiers contrats de plusieurs dizaines de milliers de tonnes et il faudra alors augmenter la capacité de production en France.

La production de briquettes

Elle est assurée en 3 × 8 h sur le site même de Mazingarbe. Deux presses mécaniques à piston DI PIU de 2,5 tonnes/heure y permettent une production de 12 000 tonnes par an. Elles sont alimentées à partir d’un broyeur affineur DI PIU. La production de briquettes de bois naturel est majoritaire, mais l’offre comprend également des briquettes de nuit fabriquées avec des écorces et bien sûr les briquettes de bois torréfié à haut pouvoir calorifique.

Scie à briquettes Di Piu chez LMK, photo Frédéric Douard

Les deux presses à briquettes DI PIU chez LMK Energie, photo Frédéric Douard

Aujourd’hui, LMK Energy emploie douze personnes, cinq pour la production de bois torréfié, et sept pour la production de briquettes, la commercialisation de la production et le négoce de granulés de bois.

Contacts :

  • LMK Energy – Franck Lavarde – +33 321 72 64 20 – sas.lmkenergy@orange.fr – www.lmk-energy.fr
  • Briquettes LMK : www.ecolochauff.com
  • Séchoir rotatif Maguin-Promill : www.promill.fr
  • Uniconfort : +39 0495952052 – info@uniconfort.com – www.uniconfort.com
  • Uniconfort au Benelux et en France : Biosynergy – +32 477 87 14 71 – www.biosynergy.be – info@biosynergy.be – www.uniconfort.com
  • Uniconfort en France : Grégory RAT – + 33 678 71 84 58 / + 33 479 38 17 06 – gregory.rat@gr2e.fr
  • Presses à briquettes Di Piu : Olivier Martre – olivier.martre@wanadoo.fr – +33 688 79 55 61 – www.di-piu.com

Frédéric Douard, en reportage à Mazingarbe

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