Gennevilliers investit dans une chaufferie biomasse pleine de bonnes idées
Article paru dans le Bioénergie International n°60 d’avril 2019
La chaufferie biomasse de Gennevilliers, photo ENGIE Solutions
Les pompes du réseau de chaleur de Gennevilliers, photo ENGIE Solutions
Le réseau de chaleur de Gennevilliers, ville de 45 000 habitants en pleine évolution située en bordure nord de Paris, a été créé en 1965. Aujourd’hui long de 16 km, il alimente un écoquartier de 1 600 logements, des copropriétés, des bâtiments communaux et des HLM, le tout pour près de 12 000 équivalent-logements. En 2013, lors du renouvellement de la délégation de service public attribuée pour 25 ans à Gennevilliers Énergie, filiale d’ENGIE Solutions, la Ville a engagé la construction d’une chaufferie biomasse de manière à bénéficier d’une fourniture majoritairement renouvelable.
Avec son architecture audacieuse, la chaufferie bois de Gennevillliers structure la ville, photo ENGIE Solutions
Précédemment alimenté au fioul puis au gaz naturel, le réseau a ainsi vu la mise en service de sa chaufferie bois durant la saison de chauffe 2016/2017. Inaugurée le 25 mars 2017, cette chaufferie doit permettre d’atteindre un taux de 60 % d’énergie renouvelable pour l’ensemble du réseau. Ceci garantit une chaleur en partie décarbonée et fait bénéficier les abonnés d’un taux réduit de TVA à 5,5 %.
Un réseau alimenté par deux chaufferies
La chaufferie historique du Luth, construite en 1971, est composée de quatre chaudières gaz, une chaudière gaz/fioul et d’une turbine de cogénération à gaz (5,5 MWé + 9,5 MWth jusqu’en 2021) pour une capacité totale de 59,5 MWth. La cogénération fonctionne en base sur le réseau du 1 novembre au 31 mars et assure 32 % de la production totale de chaleur. Les chaudières à gaz, qui travaillent quant à elles en appoint de la chaufferie bois, voire en secours total, ont assuré 15,5 % des besoins en 2017.
Située rue des Caboeufs, la chaufferie biomasse possède deux chaudières de 8,5 MW de marque Compte.R.. D’un point de vue dimensionnement des générateurs bois, le fractionnement en deux fois 8,5 MW permet d’assurer les 17 MW en hiver tout comme la couverture en mi-saison et même en été puisque le besoin minimum en eau chaude sanitaire est de 3,5 MW, ce qui est plus important que le minimum technique des chaudières. En 2017, pour sa première année de fonctionnement, le bois a assuré 52,5 % du mix énergétique du réseau.
Les deux chaudières bois COMPTE.R de 8,5 MW à Gennevilliers, photo Frédéric Douard
Les deux chaudières à bois consomment un peu moins de 40 000 tonnes de bois par an. Un silo de 2 400 m³ assure une autonomie de 3,5 jours de fonctionnement à pleine puissance. En 2017, la chaufferie a généré 360 tonnes de cendre humides (foyères) et 46 tonnes de cendres volantes récupérées dans deux filtres à manches Tecfidis. Les cendres de grilles sont valorisées comme amendement agricole en mélange avec du compost par l’entreprise Suez Organique à Ermenonville. Les cendres volantes sont enfouies en centre de stockage.
Les deux filtres à manches TECFIDIS à Gennevilliers, photo Frédéric Douard
Concernant la valeur limite d’émission de poussières (cendres volantes), la chaufferie doit respecter le seul de 50 mg/Nm³ à 6 % d’oxygène, ce qui est largement le cas puisque les filtres à manches assurent 11 mg en moyenne. Pour les oxydes d’azote, la chaufferie est contrainte à 550 mg/Nm³ et en réalise 320 en moyenne sans traitement particulier, outre la maîtrise des températures sur grille dans les chaudières.
La chaufferie bois de Gennevilliers est pilotée par une équipe de cinq personnes, photo ENGIE Solutions
Baie d’analyse en continu des gaz de combustion à Gennevilliers, photo Frédéric Douard
La chaufferie bois fonctionne avec une équipe de cinq personnes, dont quatre techniciens et un responsable. Le réseau fonctionne sur un régime de température de 90-70 °C.
| Les chiffres du réseau de chaleur de Gennevilliers |
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| 16 km de longueur 110 points de livraison 17 MW de puissance bois 86 GWh/an de production totale 60 %, l’objectif de bois dans le mix énergétique 39 000 tonnes de bois consommées par an 400 tonnes de cendres par an dont 360 valorisées 12 000 tonnes de CO2 évitées par an 12 000 équivalents logements alimentés 28 M€ d’investissement dont 16 pour la chaufferie |
Le bois source de stabilité du prix de l’énergie
Vue sur le foyer de l’une des deux chaudières COMPTE.R à Gennevilliers, photo Frédéric Douard
Le recours au bois assure aux clients du réseau une meilleure stabilité du prix de l’énergie que lorsque le réseau fonctionnait uniquement au gaz. Le bois-énergie est en effet une ressource locale et déconnectée du prix mondial des énergies fossiles. Pour assurer sa fourniture en bois sur la durée, ENGIE Solutions a contractualisé avec les plus importants fournisseurs de bois-énergie en France pour 70 % de sa fourniture, ONF Energie et le groupement des coopératives forestières, et avec des fournisseurs indépendants pour les 30 % restants. Le combustible livré à Gennevilliers est composé à 70 % de plaquettes forestières et à 30 % de plaquettes forestières et d’élagage, le tout en provenance des départements voisins (27, 60, 77 et 78).
Un convoyage de bois de qualité industrielle
Dans les chaufferies collectives à biomasse, on a l’habitude de voir des systèmes de manutention du bois par échelles-racleuses ou grappins automatiques. Ces technologies sont utilisées respectivement dans des puissances de 700 kW à 7 à 10 MW pour les échelles, et de 4 à 20 MW pour les grappins. Généralement, au-delà de ces puissances, les débits de bois devenant plus importants, ce sont des systèmes plus industriels, donc plus robustes mais aussi plus coûteux qui sont utilisés. C’est le parti qu’a pris ENGIE Solutions à Gennevilliers en choisissant un silo à vis tubée, une technologie que l’on rencontre généralement dans les grandes chaufferies industrielles comme dans les papeteries.
La trémie SERA de déchargement du bois à Gennevilliers, photo Frédéric Douard
À Gennevilliers, le bois est livré dans une trémie de dépotage rapide à tapis car le site peut accueillir plus de six camions de 100 m³ par jour. Le bois est ensuite convoyé au-dessus du silo pour un déversement longitudinal par convoyeur suspendu. De là, il est repris par une vis tubée qui roule sur le fond du silo et en extrait le produit sans forcer sous le poids du stock. Les vis tubées sont en effet protégées par un cylindre percé de lumières à couteaux, ce qui réduit sensiblement leur effort de rotation dans le tas, réduit les risques de casse, ainsi que les consommations électriques.
L’extracteur de bois à vis tubée à Gennevilliers, photo Frédéric Douard
La vis ramène ainsi le bois vers un convoyeur pneumatique qui emmène le produit à grande vitesse et sur une grande distance vers les trémies de chargement des chaudières. Un autre avantage par rapport au grappin est que le produit entré le premier sort également le premier du silo, ce qui évite tout risque de stagnation et dégradation du combustible. Tous les équipements de convoyage de la chaufferie de Gennevilliers ont été fournis par Sera Energie.
Détail de la vis tubée à Gennevilliers, photo ENGIE Solutions
La mesure en continu de l’humidité du bois
Boitier de lecture GreCon de la mesure en continu de l’humidité du bois à Gennevilliers, photo Frédéric Douard
L’humidité du bois livré à Gennevilliers varie de 20 à 50 %. Pour répondre à ces écarts devenus permanents et habituels, depuis plusieurs années de nombreux constructeurs de chaudières à biomasse calibrent leur régulation de combustion sur une mesure d’humidité en continu de l’alimentation en bois de leurs chaudières. Ici à Gennevilliers, à la place d’une mesure classique par conductivité réalisée par contact du bois, Compte.R. a proposé une mesure par infrarouge, une mesure sans contact qui montre une précision intéressante avec une marge d’erreur inférieure à 3 %.
Le capteur GreCon IR 5000 pour la mesure en continu de l’humidité du bois à Gennevilliers, photo Frédéric Douard
Technologie plus coûteuse que par conductivité, la mesure par infrarouge a déjà été installée par Compte.R. dans plusieurs chaufferies importantes comme Mâcon, Nantes Californie, et Toulouse Rangueil.
À Gennevilliers, c’est un capteur IR 5000 de chez GreCon qui a été installé sur la trémie de répartition du bois en amont des sas de chargement des chaudières. Ce capteur fonctionne à l’aide d’un transducteur optique qui génère une lumière infrarouge qui est projetée vers le produit. Cette lumière est absorbée par l’humidité du matériau, ainsi, plus le matériau est humide, moins il réfléchit la lumière reçue, ce que mesure le capteur.
Les dépoussiéreurs multicyclones supprimés
L’une des deux chaudières à bois COMPTE.R de Gennevilliers, photo Frédéric Douard
C’est une première pour Compte.R. qui souhaite aujourd’hui diffuser cette pratique. Le constructeur a en effet, sur cette installation de Gennevilliers, supprimé les traditionnels filtres cycloniques. La réglementation française impose en effet désormais une séparation des flux de cendres (foyères d’un côté et volantes de l’autre). Les habituelles installations en trois flux (Cendres foyères, cycloniques et de filtre à manches) deviennent ainsi coûteuses et surtout inutiles. Alors qu’avant on pouvait diriger les cendres cycloniques avec les foyères, aujourd’hui les cycloniques doivent rejoindre les cendres à enfouir, et donc les filtres à manches (ou électrofiltres ou laveurs) peuvent désormais gérer l’entièreté des volantes.
Cette simplification en deux flux réduit donc l’investissement mais aussi les tâches de maintenance et la consommation électrique, une bonne initiative dans un monde où tout a tendance à se complexifier et donc à être plus cher !
Toute la chaufferie de Gennevilliers est équipée d’un réseau d’aspiration centralisé des poussières afin de réaliser les entretiens dans les meilleures conditions possibles, photo Frédéric Douard
Contacts :
- Ville de Gennevilliers : www.ville-gennevilliers.fr
- Gennevilliers Energie : www.gennevilliers.reseau-chaleur.fr
- Le chaudiériste : www.compte-r.com
- Mesure en continu de l’humidité du bois : www.fagus-grecon.com
- Extraction et convoyage du bois : www.sera-bois.com
- Filtres à manches : tecfidis.fr
- Mesure des émissions : combustion.fivesgroup.com
- Contrôle humidité des livraisons : www.umikron.com
- Pesage du bois : www.ademi-pesage.fr
- Valorisation des cendres de grille : Suez Organique / +33 130 981 111 – www.suez.com
Frédéric Douard, en reportage à Gennevilliers
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GIRUS GE est très fier d avoir accompagné Engie Réseaux en réalisant la maîtrise d’oeuvre de ce projet.