La grande métamorphose de l’unité de valorisation énergétique de Saint-Ouen-sur-Seine

Article publié dans le Bioénergie International n°68 d’octobre 2020

L’arrière de l’UVE avec le futur quai de chargement des mâchefers, image Reichen et Robert & Associés

L’unité de valorisation énergétique de Saint-Ouen-sur-Seine est l’un des trois sites d’incinération des ordures ménagères géré par le Syctom. Il a été mis en service en 1990 sur les docks de Saint-Ouen en bord de Seine sur 4,87 hectares, au bout de la rue Ardoin qui compte également la plus grande chaufferie de CPCU, fonctionnant désormais en partie aux granulés de bois. En 1990, l’usine était entourée uniquement d’installations industrielles, mais progressivement la ville a envahi le secteur et des milliers de logements ont été construits en lieu et place des zones d’activités. En signant dès 2004 une Charte de qualité environnementale, le Syctom s’était déjà engagé à limiter les nuisances et à protéger l’environnement autour de son centre, mais en 2015 avec la mutation du quartier il a été décidé une modernisation importante dotée d’un investissement conséquent de 210 M €. Cette modernisation vise trois objectifs : optimiser la production énergétique, améliorer le traitement des fumées et des effluents industriels, et intégrer harmonieusement le site dans la continuité de l’écoquartier de la ZAC des Docks qui s’est construite juste en face de l’usine. Les travaux qui ont été lancés en 2016 et devraient se terminer à l’horizon 2024.

Les logements de l’écoquatier de la ZAC des Docks, en face de l’UVE, photo Frédéric Douard

Comment fonctionne le centre à Saint-Ouen-sur-Seine ?

Le site traite les déchets ménagers résiduels collectés après tri sélectif auprès de 1,45 million d’habitants sur 17 communes d’Île-de-France, avec une capacité maximale de 600 000 tonnes par an.

Les quais de déchargement des déchets à l’UVE de Saint-Ouen-sur-Seine, photo Frédéric Douard

Les camions de collecte qui entrent sur le site sont pesés puis déversent les déchets dans une fosse de réception de 15 800 m³ représentant 7 000 tonnes de capacité. Les techniciens y manipulent deux ponts roulants équipés de grappins pour transférer les déchets vers trois chaudières Stein Industrie consommant chacune 28 tonnes de déchets à l’heure. Ils contrôlent également le fonctionnement du centre et la qualité des rejets atmosphériques. La chaufferie est opérée par 120 personnes, 24 h/24, 7 j/7.

Les trois chaudières incinèrent les déchets à une température de 1000 °C et produisent de la vapeur qui est turbinée pour produire 7 à 8 MW d’électricité, et la vapeur moyenne pression à l’échappement est vendue à la CPCU. L’électricité est utilisée à 80 % pour les besoins propres de l’usine, et le surplus est vendu à EDF.

Salle de commandes de l’UVE de Saint-Ouen-sur-Seine, photo Frédéric Douard

Jusqu’avant les travaux de modernisation, les fumées étaient épurées de leurs poussières dans six électrofiltres Tunzini (Vinci), puis passaient dans un processus de lavage à l’eau acide puis basique. Un dispositif DeNOx/DeDiOx catalytique (SCR) en sortie de chaudière, avait et a toujours pour mission de limiter les émissions d’oxydes d’azote.

Le gros inconvénient du système de lavage humide, c’est qu’en sortie de laveurs, la température des fumées n’est plus que de 60 °C. Or, pour assurer le bon fonctionnement du traitement catalytique des oxydes d’azotes, il est indispensable de remonter la température des gaz à 250 °C, une opération très énergivore.

Transport des mâchefers sous chaudières sur convoyeur vibrant, photo Frédéric Douard

Les mâchefers sont évacués par la Seine vers des valorisations de sous-couche routière.

Le projet Étoile Verte

Le chantier, conduit sous l’égide du nouveau nom du site, l’Étoile Verte, doit optimiser les performances de l’usine et faire cohabiter harmonieusement logements, bureaux et activité industrielle. Il concerne en particulier la mise en place d’un nouveau traitement des fumées, d’un nouveau traitement des effluents industriels et d’une intégration architecturale et paysagère.

Avec 50 entreprises et jusqu’à 500 personnes intervenant simultanément sur le chantier, et malgré la complexité de la coordination de ces trois projets, le centre reste en exploitation pendant toute la durée des travaux, assurant ainsi la continuité de la mission de service public de traitement des déchets ménagers.

Côté calendrier, les chantiers de changement des équipements de traitement des fumées s’échelonnent de 2018 à fin 2022. Les travaux d’intégration urbaine commencés en 2018 s’achèveront quant à eux fin 2024, sachant que le marché d’exploitation, actuellement opéré par Dalkia Wastenergy, sera remis en concurrence en 2023.

Les investissements portés par le Syctom se répartissent de la sorte :

  • Traitement des fumées et optimisation énergétique : 90 M€ HT
  • Intégration urbaine : 110 M€ HT
  • Traitement des eaux résiduaires : 8,5 M €HT
  • Recherche sur la captation et valorisation du CO2 : 2,7 M€ HT

La zone de grille de l’une des trois chaudières de l’UVE de Saint-Ouen-sur-Seine, photoFrédéric Douard

L’optimisation énergétique, liée notamment à la condensation des fumées, permettra :

  • Une économie de gaz naturel de 36 GWh/an,
  • La production supplémentaire d’électricité de 2 GWh/an par un ORC,
  • Le chauffage de la ZAC des Docks à hauteur de 35 GWh/an,
  • La vente supplémentaire de vapeur à CPCU de 4 GWh/an,
  • Le réchauffage de l’eau d’appoint de la CPCU : 66 GWh/an.

Une intégration visuelle, sonore et olfactive

Façade de l’UVE après travaux, image Reichen et Robert & Associés

L’architecture du bâtiment a été totalement repensée pour en faire le symbole visuel de ce nouveau quartier. Le centre sera recouvert de terrasses plantées pour adoucir l’effet monolithique du bâtiment, mais surtout pour atténuer les bruits et supprimer les émanations d’odeurs qui ont incommodé les riverains ces dernières années. L’ensemble des équipements techniques sera ainsi enfermé dans la nouvelle structure. Notons qu’un travail important avait déjà été réalisé sur les odeurs avec notamment la limitation du temps de stockage des déchets dans la fosse de réception, la suppression des ouvertures en toiture, la fermeture systématique des portes lors des livraisons, et le traitement de l’air intérieur en tant qu’air comburant pour les chaudières.

Une nouvelle entrée dédiée aux bennes, côté quai, apportera sécurité et tranquillité aux habitants. Les mâchefers continueront à être évacués par voie d’eau, mais via une passerelle qui les déversera directement dans les péniches en enjambant le boulevard sur berge.

La modernisation du site permettra également l’aménagement d’espaces dédiés à l’accueil des visiteurs pour leur permettre de mieux comprendre le traitement des déchets. Dans ces espaces, les visiteurs chemineront le long d’un parcours pédagogique situé au-dessus de la structure du convoyeur à mâchefers, culminant à plus de 17,5 mètres tel un véritable belvédère surplombant à la fois l’usine et la Seine.

Un passage exemplaire à la condensation des fumées

Les cheminées des trois chaudières de l’UVE de Saint-Ouen-sur-Seine, photo Frédéric Douard

De 2018 à fin 2022, les travaux sur l’épuration des fumées auront remplacés le processus de lavage humide sans récupération d’énergie, par un traitement à sec, suivi d’une condensation des fumées avec récupération d’énergie.

En sortie des chaudières, les gaz parcourent les six électrofiltres qui ont été conservés et qui captent les particules les plus grosses. Leur action est ici renforcée par trois filtres pour les particules plus fines, équipés chacun de 1400 manches de six mètres et, qui additionnées de bicarbonate et de coke, captent les gaz acides, les métaux lourds et les dioxines. Les processus de dénitrification des fumées sont également conservés.

Après les filtres à manches, et c’est la grande nouveauté mise en œuvre dans le cadre de ce chantier, et une première fois en France dans une installation d’incinération, la condensation, en récupérant une bonne partie de la chaleur latente des fumées, permettra un gain énergétique important. En l’occurrence, la chaleur récupérée permettra de préchauffer l’eau puisée dans la Seine et utilisée par CPCU pour fabriquer son eau déminée. La condensation réduit également le panache en sortie de cheminée. Et à terme, les concentrats issus du traitement des eaux de condensation des fumées seront pulvérisés dans les fours. C’est VINCI Environnement (en groupement avec le fabricant italien ATS) qui a réalisé tout le lot traitement de fumée et condensation de ce chantier.

La combustion des déchets dans l’une des trois chaudières de l’UVE de Saint-Ouen-sur-Seine, photo Frédéric Douard

Par ailleurs, la chaleur récupérée à 180 °C dans l’un des économiseurs est valorisée en vapeur basse pression dans une turbine ORC qui permet de produire 800 kW d’électricité supplémentaire. La chaleur résiduelle de l’ORC est utilisée pour le chauffage de la ZAC des Docs ou pour le préchauffage de l’eau de la Seine pour CPCU.

Grace à ces aménagements techniques, l’Étoile verte améliore sa récupération d’énergie de 11 % et conforte sa place d’UVE la plus performante de France selon l’association AMORCE.

Les rejets liquides dans le réseau d’assainissement

Les effluents liquides du site sont issus :

  • du lavage des fumées et disparaîtront une fois que le projet de traitement sec des fumées sera opérationnel,
  • de la production d’eau pour les chaudières et des égouttures liées aux mâchefers,
  • des eaux de lavage des chaudières ou d’autres opérations de maintenance.

Ces effluents contiennent notamment des particules solides et des éléments dissous dont des métaux (plomb, cuivre …) qui doivent être éliminés pour permettre leur rejet dans le réseau d’assainissement. Ce chantier a pour objet principal la mise en place d’une solution globale de collecte et de traitement des effluents industriels liquides du site, permettant d’atteindre les nouvelles normes de rejet.

Les travaux à réaliser au titre de ce projet visent la réaffectation et le réaménagement des fosses enterrées existantes utilisées par le traitement d’eau en place, la mise aux normes des stockages acide et soude, puis la construction d’une unité de traitement poussée des effluents industriels.

L’UVE de Saint-Ouen-sur-Seine sous sa forme avant travaux, photo Syctom

La valorisation du CO2 des fumées par des micro-algues

Le Syctom a lancé en 2016 un programme de recherche et développement sur cinq ans visant à utiliser le CO2 et la chaleur résiduelle des fumées pour faire croître des micro-algues et produire à terme des biomatériaux tels que des bioplastiques ou des biocarburants. Il mobilise une équipe internationale de six établissements de recherche. À cet effet, un pilote expérimental sera implanté sur le centre pour procéder à des tests en grandeur nature et valider le possible déploiement industriel à grande échelle de cette technologie.

Contacts :

Frédéric Douard, en reportage à Saint-Ouen-sur-Seine

Voir également :

1 réponse
  1. Pour information, tous les échangeurs de chaleur Fumées/Eau installés dans le traitement de fumées, de même que le système d’injection d’eau qui sera implanté prochainement dans les chaudières, ont été/seront fournis par AIT-STEIN


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