La chaufferie biomasse de Canteleu dotée de chaudières polycombustibles

Article paru dans le Bioénergie International n°65 – janvier 2020

La chaufferie à bois de Canteleu, photo Grégoire AUGER

En novembre 2013, dans le cadre de ses actions en faveur de l’environnement et du développement durable, la Ville de Canteleu, située dans la partie Ouest de la métropole rouennaise, a mis en service une chaufferie à bois de 14 MW pour alimenter son réseau de chaleur. Bien qu’en bordure d’agglomération, Canteleu bénéficie d’un cadre naturel exceptionnel avec plus de 1 000 ha de forêts qui entourent la ville et s’étendent jusqu’aux falaises qui surplombent la Seine. Le premier juillet 2011, au terme d’une procédure d’appel d’offres, la municipalité avait confié la délégation de service public de son réseau à la société Canteleu Énergie, filiale de Dalkia, pour une durée de 24 ans. Ce contrat prévoyait la construction d’une chaufferie à bois, l’abandon du fioul lourd comme combustible, mais aussi le développement du réseau vers le sud et l’ouest de la Ville, avec extension de 5,7 km et création de 47 nouveaux points de livraison. Entre temps, la compétence publique des réseaux de chaleur a été transférée à la Métropole Rouen Normandie.

Les besoins

Le réseau, actuellement long de 12,7 km en trois branches (Nord, Centre et Sud), dessert 4 500 logements, représentant près de 9 350 habitants de la Cité rose, de la Cité verte et du centre-ville, soit 63 % de la population cantilienne, plus deux collèges, un lycée et 22 bâtiments municipaux.

Panorama cantilien, photo Ville de Canteleu

En 2019, la production du réseau a été assurée à 65 % par le bois, un taux qui devrait augmenter à l’avenir au terme du contrat de cogénération gaz en 2022. Car, la production de chaleur s’appuie aussi aujourd’hui sur une installation de cogénération à gaz (deux moteurs générant ensemble de 3 à 3,6 MWth du 1er novembre au 31 mars), et sur les 35 MW cumulés de quatre chaudières à gaz, utilisées en périodes de pointe et durant les maintenances des chaudières à bois.

L’économie

Le recours au bois a permis de bénéficier du dispositif de TVA à taux réduit appliqué en France pour les réseaux de chaleur majoritairement alimentés en énergie renouvelable ou de récupération. Cela, cumulé au prix stable du bois, a permis de garantir une diminution de la facture de chauffage et d’eau chaude sanitaire dans le temps. Et la compétitivité du réseau de Canteleu est aujourd’hui avérée, puisque le prix de la chaleur était en 2018 de 66,4 € TTC/MWh, ce qui est 10 % moins cher que la moyenne des réseaux de chaleur en France.

La chaufferie bois de Canteleu avec ses deux chaudières VYNCKE et son filtre à manches, photo Frédéric Douard

Des chaudières à bois d’une très grande souplesse

Les deux chaudières, de 8 et 6 MW, ont été fournies par le constructeur Vyncke, spécialiste de la combustion de la biomasse en fortes puissances depuis 1912. Elles fonctionnent sur un régime d’eau chaude maximal à 105 °C au départ et 70 °C au retour.

Le synoptique de contrôle et commande de l’une des chaudières Vyncke de Canteleu avec grille DWS-Hybrid, photo Frédéric Douard

Une cinétique des gaz qui s’adapte aux contraintes de températures

L’une des deux chaudières VYNCKE de Canteleu, photo Frédéric Douard

Ces chaudières ont été conçues avec une partie radiative horizontale suivie d’une partie convective verticale. Elles disposent pour cela de trois parcours de gaz, deux en eau au plus proche du foyer, et qui peuvent être contournés, et un en air qui sert au préchauffage de l’air de combustion, quelle que soit la charge. En cas de charge faible, lors des phases de démarrage et d’arrêt notamment, lorsque les températures de combustion ou de fumées sont trop faibles, les parties 1 et 2 sont momentanément et automatiquement court-circuitées par un clapet refroidi à l’eau pour sa durabilité. Dans ce cas toute la chaleur disponible est mobilisée au préchauffage de l’air de combustion, ce qui conduit à revenir rapidement dans des conditions optimales de fonctionnement, sans risque de condensation interne, et le clapet se réouvre.

La base de la grille de l’une des deux chaudières VYNCKE de Canteleu, photo Frédéric Douard

Les chaudières bénéficient enfin d’une quatrième zone d’échange des gaz, sous la forme d’un économiseur qui réchauffe l’eau de retour du réseau avant la vanne trois voies de recyclage qui garantit une température de minimum 70 °C en entrée de chaudière. L’économiseur a été intégré dans le by-pass du filtre à manches, ce qui permet de ne pas l’encrasser lorsque le filtre est by-passé, lors des phases de démarrage ou d’arrêt.

Le ramonage courant de la partie radiative et des plaques tubulaires de la partie convective se fait par injection cyclique d’air comprimé, alors que celui de la partie convective verticale se fait naturellement par gravité.

Une grille capable de gérer des biocombustibles à large spectre d’humidité

L’armoire d’analyse des gaz en continu, photo Frédéric Douard

Une autre particularité des chaudières Vyncke de Canteleu, est qu’elles sont équipées de la nouvelle grille hybride du constructeur, la DWS-Hybride Multicombustible. Cette grille est composée de plusieurs zones de séchage-gazéification-combustion. Les deux premières, inclinées et refroidies à 100 % à l’eau, sont particulièrement utiles pour la gestion des combustibles secs qui favorisent habituellement la vitrification des cendres. Les zones suivantes, à plat et refroidies à l’air et à l’eau (pour ce qui concerne les supports de barreaux fixes et les collecteurs), sont utiles pour les combustibles humides qui demandent plus de temps et plus de chaleur.

Grâce à cette double caractéristique de grille, on peut faire transiter plus ou moins vite le combustible au travers de l’une ou l’autre zone, et éviter les écueils classiques de combustion de la biomasse (imbrûlés ou mâchefers) lorsque le couple combustible et foyer n’est pas adapté. Ces qualités permettent ainsi de pouvoir consommer du bois-énergie de qualités variées, tant en humidité qu’en teneur en minéraux, et font de la grille DWS-Hybride, l’un des systèmes de combustion sur grille le plus souple au monde.

Environnement

Pour la filtration des particules dans les fumées, un filtre à manches permet un abattement des émissions en deçà des 20 mg/Nm³ prévus par la réglementation. La mesure des émissions est réalisée en continue pour les poussières, mais aussi les NOx (limités à 400 mg/Nm³), les SOx et le CO (limité à 200 mg/Nm³).

L’analyseur de gaz en continu, photo Frédéric Douard

Par ailleurs, les 1 000 tonnes de cendres produites chaque année sous les foyers sont récupérées par la société d’approvisionnement qui a en charge leur valorisation agronomique. Les 200 tonnes de cendres volantes produites annuellement sont quant à elles conduites en centre d’enfouissement.

La chaufferie bois de Canteleu en quelques chiffres
Investissements : 8,2 M€ TTC
Livraison de chaleur en 2019 (année peu froide) : 44,5 GWh
Nombre d’équivalent-logements desservis en 2019 : 5500
Consommation moyenne de bois : 18 000 tonnes/an
Prix de l’énergie en 2018 : 66,4 €TTC/MWh

Contacts :

Le grappin à bois en train de vider la fosse de déchargement à Canteleu, photo Frédéric Douard

Frédéric Douard, en reportage à Canteleu

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