Deux électrofiltres APF à la chaufferie biomasse Gare d’Embrun

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Article paru dans le Bioénergie International n°69 de novembre 2020

La chaufferie Gare de la Ville d’Embrun dessert le deuxième réseau de chaleur au bois créé par la municipalité. Avec ses 2,2 km, ce réseau alimente une vingtaine de bâtiments dont la mairie, trois écoles, la cité scolaire Honoré Romane, la salle des fêtes, le boulodrome, des bureaux et des logements sociaux. À sa mise en service en 2010, c’était le plus important réseau de chaleur au bois de toute la région Provence-Alpes-Côte d’Azur.

Un réseau de chaleur en perpétuelle évolution

La réalisation fut un long périple. Les premières réflexions autour d’un premier projet de réseau au nord de la ville ont eu lieu dès 2002. L’étude de faisabilité fut réalisée en 2005. L’année 2006 fut occupée à la recherche de financements. Les études de réalisation ont été conduites de 2007 à 2009. La construction fut réalisée en deux tranches, en 2009-2010 puis en 2012. La première comprenait la construction de la chaufferie, le mise en place d’une première chaudière bois de 1 600 kW avec filtration cyclonique, de la chaudière d’appoint fioul et un premier tronçon de 1,1 km de réseau. La seconde comprenait l’installation d’une seconde chaudière bois de 1,1 MW et un deuxième tronçon de réseau de 1 km, le réseau totalisant alors 24 sous-stations. Avec l’attention croissante portée aux émissions polluantes, cette nouvelle chaudière a été installée avec un électrofiltre de marque APF. Les contrats de raccordement ont été souscrits pour 20 ans avec la Régie Bois Énergie d’Embrun qui gère l’ensemble du réseau et sa fourniture en combustible.

Développement des raccordements faisant, en 2014, la chaufferie a atteint sa limite de puissance et il n’est plus possible de raccorder de nouveaux consommateurs, sauf à réduire la puissance appelée par des travaux de sobriété énergétique sur les bâtiments déjà raccordés. Certains propriétaires engagent depuis 2019 des opérations d’isolation.

En 2017, pour conformer la chaufferie Gare à la réglementation sur les émissions atmosphériques, la Régie a complété l’épuration cyclonique de la première chaudière en date par un filtre électrostatique de la marque autrichienne APF, qui garantit l’émission de moins de 50 mg/Nm³ de poussières à 6 % d’O2.

La dernière intervention sur la chaufferie Gare date de 2019, avec l’interconnexion avec le nouveau réseau de chaleur de la ville basse. Ainsi plusieurs bâtiments, initialement alimentés par la chaufferie Gare ont aussi été raccordés à la nouvelle chaufferie des Remparts, libérant de la puissance à la Gare et permettant de poursuivre l’extension du réseau vers le Nord.

La prochaine intervention programmée sur le réseau sera l’interconnexion complète entre les trois réseaux de la ville, permettant de foisonner les besoins et de servir plus de chaleur avec les mêmes moyens de production, quitte à ajouter des ballons de stockage d’eau chaude si besoin.

La chaufferie Gare

Elle dispose de deux chaudières à bois de marque Müller à foyer fixe, appuyées par un secours et appoint fioul de 2,5 MW qui, avec beaucoup d’attention, est très peu sollicité.

Le bois est stocké dans trois silos de plain-pied actifs pouvant accueillir chacun 90 m³. Les 2 600 tonnes de plaquettes consommées chaque année proviennent de la plateforme publique de la Communauté de Communes de Serre-Ponçon, après un séchage naturel qui les a ramenées à 30-35 % d’humidité. La préparation du bois et son transport sont assurés par un prestataire de la collectivité, une entreprise qui reprend également les cendres foyères qui servent à enrichir du compost en minéraux.

Notons que la Ville a saisi l’opportunité de la construction de cette chaufferie bois pour en équiper le toit d’une centrale solaire photovoltaïque.

Des électrofiltres pour une chaufferie exemplaire

Le choix de la séparation électrostatique s’est imposé par rapport à d’autres technologies pouvant apporter des performances comparables, car ce sont des équipements relativement compacts, robustes, totalement insensibles aux escarbilles, qui ne colmatent pas, qui supportent sans souci des températures jusqu’à 250 °C, qui ont des pertes de charge minimes et un coût d’exploitation réduit.

La plus grande difficulté qu’a rencontrée la Régie, lorsqu’en 2016, elle a voulu équiper a posteriori la petite chaudière bois avec un électrofiltre, c’est qu’il restait bien peu de place dans la chaufferie pour positionner le nouvel équipement. Après consultation et mise en concurrence comme il se doit, la solution avec performances maximales et encombrement minimal, fut encore une fois apportée par APF par l’intermédiaire de son représentant français, Godefroy Bès de Berc. Le nouveau filtre a été mis en service en 2017 et le résultat est au rendez-vous puisque les mesures effectuées par le bureau de contrôle ont montré des émissions inférieures à 15 mg/Nm³.

Un important travail a été réalisé par le bureau d’études pour dégager un couloir et placer le nouveau filtre. Le cyclone d’origine, trop encombrant, a été remplacé par un cyclone intégré au filtre. Par ailleurs, pour préserver l’espace de circulation dans la chaufferie, un système développé par APF a permis de rassembler toutes les cendres volantes dans un conteneur métallique compact à fond basculant pour chaque chaudière. Ce n’est qu’après refroidissement complet que ces conteneurs sont vidangés en big-bag sur une station de transvasement à l’extérieur de la chaufferie.

La technologie eTowerFilter d’APF

Depuis 2008, APF développe, construit, installe et entretient des électrofiltres qui assurent un taux de séparation remarquable même sur des puissances réduites, et jusqu’à 6 MW. La concentration typique de particules en sortie d’un séparateur APF est de l’ordre de 10 mg/Nm³. APF affiche 500 références en Europe.

Les électrofiltres APF sont tubulaires. Les gaz de combustion parcourent ces tubes dont la face interne constitue l’électrode de précipitation. L’électrode de charge des particules parcourt longitudinalement chaque tube en son centre. Tous les électrofiltres APF comportent un circuit by-pass intégré avec ouverture et fermeture automatiques. Le cheminement initial des fumées vers le bas crée un effet de décantation qui concourt à la haute efficacité de séparation. Rigoureux, le concept permet une déclinaison tridimensionnelle pour adapter le filtre aux lieux, ce qui est généralement plus économique que la démarche inverse !

Les points forts :

• Isolateur autonettoyant plus fiable, qui augmente la disponibilité et réduit les coûts d’entretien.
• Traçage hydraulique de la trémie qui remplace la principale consommation électrique par de la chaleur bois.
• Vanne de by-pass coulissante auto-sécurisée avec 100 % d’ouverture dans toute situation et une sécurité assurée.
• Nettoyage précis par écouvillon, environ une minute toutes les quatre heures pour une exploitation sans encrassement ni pannes.
• Régulation autonome avec écran tactile convivial avec possibilité de contrôle à distance, télésurveillance, télédiagnostic et optimisation online.
• Calcul de la disponibilité du filtre, alternative intelligente à la mesure en continu des émissions, déjà adoptée en Suisse.
  

  Les cheminées Beirens de la chaufferie Gare d’Embrun, photo Frédéric Douard

Autres avantages :

• Meilleur rapport surface de précipitation active / encombrement au sol.
• Utilisation optimale de la hauteur disponible.
• Équidistance entre chaque électrode de charge et l’ensemble de la surface de précipitation.
• Nettoyage direct, précis et silencieux par écouvillons.
• Meilleur rapport efficacité de séparation / encombrement global.
• Conception et fabrication modulaires en fonction de la disposition des lieux de chaque projet.
• Économiseur intégré au filtre en option.

Contacts :

• Ville d’Embrun : www.ville-embrun.fr
• Régie Bois Énergie d’Embrun : 
Véronique Buisson-Bournat
 – regiebois@ville-embrun.fr / +33 492 44 15 01
• APF Francophonie : Godefroy Bès de Berc
 / +33 607 600 561 – godefroy.bes@delta-solutions.fr – www.apf.ag/fr
• BET Fluides : ADRET / +33 465 030 829 – www.adret.net
• Les cheminées : www.beirens.fr

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Frédéric Douard, en reportage à Embrun