Les deux chaudières bois de 8 MW qui chauffent le Val Fourré à Mantes-la-Jolie

Article paru dans le Bioénergie International n°62 de l’été 2019

La chaufferie bois du Val Fourré à Mantes-la-Jolie, photo Frédéric Douard

La ville de Mantes-la-Jolie dans le département des Yvelines a mené de nombreuses opérations de réaménagement urbain en cherchant à intégrer des solutions environnementales. Dans le vaste quartier du Val Fourré, le 1er novembre 2013, elle a mis en service une chaufferie à biomasse qui assure actuellement 54 % de la fourniture du réseau de chaleur existant. Avec ses 14 km et ses 80 points de livraison, ce réseau dessert 5 500 logements collectifs, un lycée, un collège, un centre sportif, des centres administratifs et le centre hospitalier. Cette opération à but environnemental, qui a permis de réduire les émissions de CO2, a aussi permis de baisser et de stabiliser le coût de la chaleur à 36 €/MWh en 2019.

C’est la Somec, filiale de Dalkia, qui a construit la chaufferie dans le cadre d’une délégation de service public et qui exploite le réseau. Elle livre chaque année environ 100 GWh/an de chaleur et eau chaude sanitaire pour près de 8 500 équivalent-logements.

L’une des deux chaudières bois VYNCKE de 8 MW de Mantes-la-Jolie, photo Frédéric Douard

Pour la fourniture des équipements techniques de la chaufferie bois, la Somec a choisi l’entreprise belge Vyncke, spécialiste de la construction de chaudières industrielles à biomasse depuis 1912. Vyncke a ainsi fourni deux chaudières eau surchauffée de 8 MW chacune et tous leurs équipements périphériques : manutention automatique du bois, évacuation des cendres, filtration des gaz de combustion, mesure des émissions et deux cheminées de 21 m. Le total des investissements pour la chaufferie bois se monte à 12,3 M€ dont 4,5 M€ pour les chaudières et périphériques.

L’approvisionnement en bois

La chaufferie est alimentée avec un tiers de plaquettes forestières, un tiers de plaquettes d’élagage et un tiers de bois d’emballage SSD. Ces bois, qui proviennent de chantiers forestiers et de plateformes situées à moins de 100 kilomètres de la chaufferie, sont mobilisés actuellement à hauteur de 22 000 tonnes par an et sont fournis par Bois Energie France. Leur humidité varie contractuellement entre 30 et 50 %. Environ 22 emplois directs ou indirects sont maintenus dans la filière d’approvisionnement pour cette fourniture.

Les deux fosses de livraison actives, photo Frédéric Douard

La livraison s’effectue par semi-remorques à fond mouvant de 100 m³ dans trois fosses de dépotage, deux actives et une passive d’où un grappin automatique de 5 m³ sur pont roulant vient puiser pour alimenter soit les deux fosses actives équipées d’échelles extractrices et qui alimentent les chaudières, soit une zone tampon qui permet d’assurer l’autonomie durant les nuits et les fins de semaines. La somme des volumes utiles de bois dans le bâtiment permet de fonctionner sans livraison un week-end de trois jours.

Le bois est manipulé automatiquement au grappin à Mantes-la-Jolie, photo Frédéric Douard

Le pont roulant du silo à bois de la chaufferie biomasse de Mantes-la-Jolie, photo Verlinde

Le stockage tampon et les autres volumes de bois sont tous virtuellement quadrillés de carrés de dimensions identiques et où le grappin va venir automatiquement remplir ou vider. Grâce à un système de détection laser sur le grappin, combiné à la mesure de la chute d’effort mécanique lors de la descente du grappin combiné à un codeur absolu sur le tambour du treuil, pour chaque carré virtuel, le système va savoir quelle hauteur de matière est présente, et va savoir, grâce à son automate, ce qu’il doit ajouter ou retirer en fonction des livraisons survenues dans les fosses passives ou en fonction du niveau des fosses actives à compléter ou pas.

Le déplacement du pont roulant se fait sur une longueur de 30 m, une largeur de 16 m et une hauteur de 13 m, grâce à de nombreux capteurs, codeurs absolus et fins de courses à galet. La cadence maximale du pont roulant est de 140 m³/h, toutes opérations confondues, alors que les chaudières elles-mêmes en consomment moins de 30 m³/h.

Les chaudières

Les deux chaudières bois VYNCKE de Mantes-le-Jolie, photo Frédéric Douard

Préchauffage de l’air de combustion en fin de parcours des gaz, photo F. Douard

Les deux chaudières de 8 MW produisent toute l’année, hors quelques semaines de maintenance, une eau surchauffée à 190 °C et 16 bar. Le dimensionnement de 16 MW garantit un taux d’énergie renouvelable minimal de 50 % sur la totalité des besoins annuels de chaleur et d’ECS. Les abonnés du réseau bénéficient d’une facture énergétique basée sur une mixité ENr de 70 %. L’été, une seule chaudière bois suffit, car le minimum de besoins du réseau est un talon d’eau chaude sanitaire de 5 MW.

Les foyers sont équipés de grilles mobiles refroidies à l’air et à l’eau pour éviter la formation de mâchefer lors de l’utilisation de combustibles riches en minéraux.

L’air de combustion est préchauffé ce qui facilite la consommation sans encombre de combustibles très humides.

Et sur ce sujet de l’humidité variable du bois, les deux chaudières sont équipées d’une sonde Process Sensors qui analyse en continue l’humidité et donc le pouvoir calorifique du bois, ce qui permet en permanence d’affiner les réglages de combustion. Les rendements atteints par les chaudières sont ainsi de l’ordre de 90 %.

Capteur d’humidité du bois en continu, photo Frédéric Douard

En termes d’émissions atmosphériques, une recirculation des gaz de fumée supérieure à 35 % vers les grilles permet de maîtriser les émissions d’oxyde d’azote en deçà des 525 mg/Nm³.

En aval des chaudières, les gaz de combustion sont dépoussiérés successivement par des filtres multi-cyclones et par des filtres à manches pour ne pas dépasser les 15 mg/Nm³.

Les cendres de foyers, évacuées des chaudières par voie humide, sont quant à elles valorisées en cocompostage puis en épandage agricole.

La chaufferie est supervisée 24 heures sur 24 par deux opérateurs, et au total, ce sont 13 personnes qui sont affectées à temps plein à la chaufferie pour assurer le fonctionnement des chaudières à bois et à gaz.

Contacts :

Appareillage de mesure en continu des émissions atmosphériques sur les cheminées de la chaufferie bois de Mantes-la-Jolie, photo Frédéric Douard

Frédéric Douard, en reportage à Mantes-la-Jolie

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