Chaudière Vyncke, bois B, ORC, hydro-accumulation et trigénération à Crissier

Article paru dans le Bioénergie International n°55 de mai-juin 2018

La centrale de Crissier avec ses cendriers en voie sèche, photo Frédéric Douard

Silo à chaux pour la neutralisation des acides dans le filtre à manches, photo Frédéric Douard

Le projet de centrale biomasse de Crissier, petite ville située dans la périphérie ouest de Lausanne, est né à la fin du vingtième siècle pour valoriser les bois de recyclage collectés par entreprise Retripa installée sur la commune. Cette initiative déboucha sur la création de la société Cricad Énergies qui mit en service la centrale durant l’hiver 2001-2002. Ce projet de cogénération s’est accompagné de la création d’un réseau de chaleur privé dans la zone industrielle attenante et au printemps 2002, 19 entreprises étaient déjà raccordées à la chaufferie. Après des difficultés financières, Cricad Énergies a été recapitalisée en 2006 et compte aujourd’hui parmi ses actionnaires : Retripa, le Service intercommunal de l’Électricité, la commune de Crissier et la CGC Énergie. Et c’est la CGC Énergie qui assure aujourd’hui l’exploitation et le développement commercial.

Un concentré de technologies et de bonnes pratiques

Le projet fut dès sa conception assez ambitieux, car il avait comme objectif de brûler proprement du bois de recyclage de type B dans une installation de taille modeste en pleine ville tout en produisant de l’électricité. Son coût initial fut de 15 millions de CHF (12,8 M€).

Vue sur le foyer VYNCKE de la centrale de Crissier, photo Frédéric Douard

Si c’est le constructeur Schmid qui avait à l’époque remporté le marché, la fourniture de la chaudière fut quant à elle réalisée par le constructeur belge Vyncke qui en assure toujours aujourd’hui le suivi. Cette chaudière à huile thermique de 4 940 kW est équipée d’un foyer à grille mobile refroidie par l’eau du réseau de chaleur contre la formation de mâchefer, ce qui était encore fort rare il y a quinze ans. Ce premier circuit de refroidissement apporte jusque 800 kW à l’installation.

Foyer VYNCKE de la centrale de Crissier, photo Frédéric Douard

Le foyer dispose d’un recyclage des fumées pour la maîtrise des températures et donc des oxydes d’azote. Concernant ces derniers, le recyclage est complété par un traitement SNCR (Selective Non Catalytic Reduction) avec injection d’urée dans la zone de combustion étant donné la nature du bois. En Suisse à cette époque les VLE pour les NOX étaient déjà inférieures à celles en vigueur en France, à savoir 250 mg/Nm³ à 11 % d’O2 au lieu des 400 en France pour ce niveau de puissance, ce qui a nécessité la SNCR.

Synoptique de la partie production thermique de la centrale de Crissier, photo Frédéric Douard. Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

Les gaz parcourent ensuite l’échangeur de la chaudière qui porte l’huile thermique à 290°C pour les besoins de l’ORC. Cette opération capte jusque 3,3 MW de chaleur. En sortie de l’échangeur à huile, les gaz encore chauds passent dans un économiseur qui cède jusque 840 kW au réseau de chaleur ce qui conduit à un rendement global de la production thermique de 89 %. Ensuite, les gaz de combustion sont débarrassés des particules fines par un filtre à manches. Un traitement à la chaux est également réalisé en amont de ce filtre pour traiter les acides.

La chaudière à huile thermique de 6 MW VYNCKE au centre de la chaufferie biomasse de Crissier, photo Frédéric Douard

Le module de cogénération ORC (Organic Rankine Circle) de Crissier génère quant à lui 600 kWé. Ce système permet de faire tourner une petite turbine grâce à un fluide organique qui est vaporisé par la chaleur de l’huile thermique portée à 290°C dans la chaudière. Ce système permet de conserver l’installation de production thermique en basse pression et d’échapper aux contraintes techniques, économiques et réglementaires de la vapeur, l’huile restant liquide jusqu’à ces températures. Le fluide organique est ensuite condensé par échange avec l’eau du réseau de chaleur avant de refaire une boucle. Concernant la vente d’électricité, CGC Énergie utilise elle-même une partie de l’électricité produite et vend le reste au Service électrique régional.

Le module ORC de 600 kWé de la chaufferie biomasse de Crissier, photo Frédéric Douard

Notons aussi une très bonne pratique mise en œuvre dans le réseau de chaleur de Crissier, c’est l’utilisation d’un stockage d’eau tampon entre la demande et la production : deux ballons de 65 m³ chacun permettent ainsi de passer avec souplesse les pics de demande sans forcément avoir de chaudière à bois plus grosse et sans forcément déclencher l’appoint fioul. Nous recommandons vivement cette pratique qui permet de limiter les investissements, d’augmenter la rapidité de réponse à la demande, d’augmenter la couverture bois et de donner plus de souplesse d’exploitation !

Toiture de la chaufferie de Crissier avec vue sur les ballons d’accumulation, ;es cheminées et les aérorefroidisseurs, photo Frédéric Douard

Pour augmenter la rentabilité du projet, CGC Énergie propose régulièrement des extensions de réseau, mais ceci a souvent pour conséquence d’accroître la demande hivernale. Pour trouver des points de rentabilité l’été, alors que l’installation tourne pour l’ORC et l’ECS de quelques clients, CGC Énergie a proposé des groupes de production de froid par absorption à ses clients pour consommer une partie de la chaleur résiduelle d’été.

L’un des trois groupes à absorption du réseau de chaleur de Crissier, photo Frédéric Douard

Elle a ainsi mis en place deux groupes de 800 kW chacun (demandant chacun 1 150 kW de chaleur) chez Migros, la grande surface voisine. Ces groupes fonctionnement avec une eau à 85 °C. Et en 2018, un troisième groupe de 1 MW (demandant 1,4 MW de chaleur) sera installé chez un autre client, ceci contribuant à consommer la totalité de la chaleur d’été, une belle performance !

Le réseau de chaleur de Crissier, résolument dans l’air du temps

Alors que la demande en énergie renouvelable n’a jamais été aussi importante, les actionnaires de Cricad Énergies continuent de miser sur cette installation qui a désormais plus de 15 ans mais qui de par sa bonne conception d’origine reste très pertinente. Le bois provient toujours par tapis roulant de la plateforme attenante de Retripa, les installations thermiques sont en bon état grâce à une maintenance régulière et le réseau de chaleur continue à s’allonger.

Silo carrossable de la chaufferie biomasse de Crissier avec double système de remplissage, photo Frédéric Douard

Actuellement de 12 km, alors qu’il n’était que de 3,5 km en 2002, le réseau de chaleur va encore s’étendre en 2018 et 2019. Alors que sa production variait de 11,5 à 13 GWh par an ces dernières années, deux gros projets devraient en 2018 et 2019 lui apporter deux fois 8 GWh de consommation en plus. Ceci permettra de passer d’une valorisation de 4 000 tonnes de bois de rebut par an à 4 150 kWh/t à près de 8 500 tonnes.

Les deux ballons d’accumulation du réseau de chaleur de Crissier, photo Frédéric Douard

Avec ces nouveaux raccordements, la chaudière actuelle ne suffira plus et des investissements sont à l’étude pour d’une part augmenter la capacité de stockage du réseau par l’addition de deux ballons de 50 m³ (apportant 3 MW durant cinq heures) et bien sûr par l’installation d’une deuxième chaudière à bois… nous souhaitons longue vie au réseau de chaleur de Crissier et à l’intelligence énergétique !

Contacts :

  • CGC Énergie : Jean-Philippe Louet, président de CRICAD Énergies SA et Bruno Gervet, responsable du site – +41 22 869 06 22 – cgcenergie@cgcenergie.ch – www.cgcenergie.ch
  • Chaudière : Jérôme Béarelle – jbe@vyncke.com / +33  970 444 630 / +33 619 88 33 53 – www.vyncke.com
  • Groupe ORC : www.turboden.com – Contact en France : Grégory Rat – gregory.rat@gr2e.fr – +33 678 71 84 58 – + 33 479 38 17 06
  • Groupes froid à absorption York : www.johnsoncontrols.com

Frédéric Douard, en reportage à Crissier

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