Valpellets produit des granulés de bois avec la chaleur et l’électricité des déchets de l’UTO

Article paru dans le Bioénergie International n°72 de mai 2021

Livraison de bois rond à Uvrier pour la production de granulés, photo Valpellets

Photo Frédéric Douard

La société Valpellets est basée sur le site-même de l’Usine de Traitement des Ordures, UTO, à Uvrier en Suisse, sur la commune de Sion, ville de 35 000 habitants du Valais central. Cette unité de valorisation énergétique traite et valorise les déchets ménagers de 29 communes qui totalisent près de 170 000 habitants. L’UTO, construite sur la berge-même du Rhône, est une usine intégrée de trigénération. Elle permet de produire trois formes d’énergie à partir de la combustion des déchets : de la chaleur et de l’électricité ainsi que des granulés de bois via la société Valpellets.

Une démarche globale et historique d’énergie locale et renouvelable

La commune de Sion s’intéresse aux questions environnementales et énergétique depuis fort longtemps. L’implantation assez récente par l’École polytechnique fédérale de Lausanne d’un campus de l’énergie, baptisé Energypolis, au cœur de la ville de Sion, démontre la place de choix qu’occupe cette thématique pour les autorités locales.

Sion dans la canton du Valais, photo ville de Sion

Rappelons par ailleurs que la vallée du Rhône est depuis des siècles une terre d’énergie renouvelable, et notamment d’électricité hydraulique. Dans sa partie suisse, le canton du Valais y concentre même plus de 25 % de la production hydro-électrique helvétique. La région de Sion et du Valais centrall s’est aussi illustrée par ses initiatives pionnières en matières de déchets et d’autres énergies renouvelables.

L’UTO à droite et Valpellets à gauche, photo Frédéric Douard

L’initiative de la création de l’UTO, en 1971, est venue du secteur public, d’abord pour traiter une pollution, celle des déchets ménagers, puis rapidement pour en faire de l’énergie. La création de Valpellets est plus récente et réponds à deux objectifs : valoriser le potentiel énergétique des forêts valaisannes et valoriser le maximum de chaleur issue de la combustion des déchets de la région. La société Valpellets est ainsi détenue à parts égales par la société des Forces Motrices Valaisannes FMV SA et pour moitié par l’UTO. Ce partenariat ne se résume pas à un simple actionnariat et les deux sociétés fondatrices mettent à profit des synergies de fonctionnement : la gestion comptable et financière est assurée par FMV et la production par l’UTO. Et pour faciliter la symbiose des activités déchets et granulés sur le site d’Uvrier, une seule et même personne dirige les deux activités, M. Bertrand Yerly. Il y est à la tête d’une équipe de 45 personnes.

L’UTO le long du Rhône, photo UTO

Ces deux infrastructures de valorisation énergétique des ressources locales peuvent compter sur la complémentarité d’une autre plateforme située à seulement quelques kilomètres de là, sur la commune de Vétroz. La méthanisation de près de 20 000 tonnes de déchets verts et biodéchets par la société GazEl SA, dont l’UTO est actionnaire, et qui injecte près d’un million de mètres cube de biométhane par an dans le réseau depuis 2015.

L’UVE de la région de Sion dans le Valais, photo UTO

La cogénération de chaleur et de force

La collecte des déchets ultimes du Valais Central se monte à 70 000 tonnes par an. L’UTO les transforme en 35 GWh d’électricité et plus de 100 GWh de chaleur par an.

Depuis sa mise en service, l’UTO n’a eu de cesse d’améliorer la qualité de ses installations, d’abord pour respecter l’environnement et la sécurité de ses riverains, mais aussi pour valoriser au mieux les ressources dont elle a la charge. C’est ainsi, que sur la base de deux lignes d’incinération initiales de 3,5 et 4 tonnes par heure, la production d’électricité a débuté en 1994 avec l’installation d’une chaudière et d’une turbine à vapeur. Puis au fil du temps, des valorisations de la chaleur de combustion et de cogénération se sont ajoutées : apport à la combustion de boues d’épuration des eaux en 2008 (11 000 tonnes à 80 % d’humidité en 2020), séchage de bois pour la production de granulés dès 2009 et chauffage urbain à l’est de Sion à partir de 2020.

Schéma de l’UVE d’Uvrier- Crédit UTO – Cliquer sur le schéma pour l’agrandir.

Aujourd’hui, les installations se composent d’une seule ligne de combustion des déchets sur grille, et d’un four rotatif pour éliminer les boues de STEP qui en Suisse sont désormais interdites à l’épandage agricole. La production thermique de ces deux fours est récupérée dans une chaudière à vapeur Ruths de 28 MW qui permet de produire jusqu’à 29 t/h de vapeur à 375 °C et 36 bar. Cette vapeur est valorisée dans une turbine à deux étages à condensation TM 204 Alstom qui entraîne un alternateur qui génère un peu plus de 4,5 MWé. La production électrique est autoconsommée à hauteur de 10 GWh/an par l’usine (UTO + Valpellets) et 25 GWh/an sont vendus sur le réseau.

La chaudière de 28 MW à l’UTO, photo Frédéric Douard

A l’UTO, la combustion des déchets est suivie en temps réel, photo Frédéric Douard

Un tiers de la vapeur basse pression (1,7 bar à 130 °C) est utilisée par Valpellets pour le séchage du bois à granuler. Pour le surplus de chaleur, qu’il vienne de la turbine (14,5 MW), d’un condenseur de 3 MW sur les fumées ou d’autres points de récupération, l’UTO s’est tournée, en 2016, vers la société Sogaval SA, en main des villes de Sion et Sierre, pour la création d’un réseau de chaleur.

Ce réseau est en cours de construction depuis 2019. Une chaufferie centrale a été construite sur le site d’Oiken, société exploitante pour le compte de Sogaval SA, et une seconde d’appoint, dans le nouveau parking de l’hôpital de Sion. À l’UTO, dans une première étape, un échangeur de 14 MW a été mis en place. À ce stade, les besoins du réseau, qui sont de 45 GWh/an, seront assurés par la chaleur de l’usine. Afin d’accorder sa production de l’UTO avec les besoins de la ville de Sion, l’UTO a installé trois accumulateurs de stockage d’eau chaude de 100 m³ chacun.

Le four à boue à l’UTO, photo Frédéric Douard

Mais le déploiement du réseau de chauffage de Sion n’en est qu’à ses débuts, et pour compléter la production de l’UTO, la collectivité envisage la création d’une nouvelle ligne de combustion, à l’emplacement laissé vide en 2008 par la suppression d’une ligne de four à ordures, rendue possible grâce aux efforts de tri et de recyclage. Cette nouvelle ligne produirait 8 MW de chaleur à partir des bois usagés à l’horizon 2025-2026. En effet, le potentiel de bois en fin de vie récupéré n’est pas totalement exploité. Environ 10 000 tonnes de ces produits sont actuellement consommées dans le four de l’UTO, mais le potentiel est bien supérieur. Conçu pour en absorber le double par an, ce nouvel équipement fonctionnerait aussi en cogénération.

Vue depuis l’intérieur de la chaufferie de l’UTO, photo Frédéric Douard

À terme, selon l’extension maximale envisagée, le réseau pourrait demander près de 140 GWh de chaleur par an, dont 120 GWh seraient assurés par la combustion des déchets et du bois usagé.
Pour respecter les normes très sévères de la réglementation suisse sur les émissions atmosphériques, l’Opair, l’UTO ne peut se contenter de remplir les conditions de combustion comme partout en Europe (minimum deux secondes à plus de 800 °C). Elle doit satisfaire également d’autres exigences. Ainsi, un électrofiltre capture les poussières en sortie d’échangeur, puis les fumées passent dans deux laveurs d’acides LAB fonctionnant avec des agents basiques, avant de parcourir un filtre à catalyse DeNOx (SCR) avec réchauffage à la vapeur, suite au refroidissement du lavage.

La production de granulés de bois Valpellets

Pour commencer, crions déjà haut et fort qu’à Uvrier, les granulés ne sont pas produits avec des déchets de bois : c’est juste la chaleur des déchets qui sert à sécher du bois naturel, seul et unique ingrédient des granulés Valpellets !

L’usine Valpellets à Uvrier avec ses silos à matière première, photo Frédéric Douard

Ensuite, en termes de matière première, la croissance de Valpellets s’est faite en trois phases. Au départ, comme tout le monde à cette époque, l’entreprise a utilisé de la sciure de scieries pour produire ses premiers granulés. Elle le fait toujours aujourd’hui, mais avec la croissance de ses besoins, elle a dû compléter cette ressource limitée, dans un premier temps, par l’achat de plaquettes de chutes de sciage. Puis, dès 2012, elle a également commencé à se fournir en bois rond, ce produit devenant disponible avec l’arrêt ou la réduction de certaines activités comme la pâte à papier.

La matière à granuler est séché sur ce séchoir à bande Kahl, photo Frédéric Douard

Aujourd’hui, ces bois, qui représentent près de 6000 m³ par an, sont acheminés directement par les exploitants forestiers sur le site, avant d’être déchiquetés sous hangar par un prestataire. La production de granulés en 2020 était de 14 000 tonnes, un volume qui a progressé régulièrement depuis 10 ans, au fur et à mesure des créations de chaufferies.

Le broyeur de préparation de la matière séchée, photo Frédéric Douard

La production est donc réalisée à partir de plaquettes et sciures qui sont séchées sur un séchoir à bande alimenté en chaleur par l’UTO. La matière séchée est ensuite réduite en fines particules par un broyeur, puis est granulée dans une presse de 3,5 tonnes par heure de capacité. Les granulés sont stockés dans cinq silos métalliques de 450 m³ chacun.

La presse à granuler CPM de Valpellets, photo Frédéric Douard

Valpellets commercialise 10 % de sa production en sacs et tout le reste est acheminé par camions souffleurs vers les silos des chaufferies utilisatrices. Pour cela Valpellets réalise elle-même les livraisons avec sa propre flotte de véhicules : un camion-citerne de 8 tonnes, un de 17 tonnes et un attelage avec remorque de 21 tonnes.

Notons que l’entreprise, qui est certifiée ENplus A1, propose également à ses clients un service de nettoyage des silos. En effet, lors de chaque livraison, une petite quantité de poussière s’y dépose ce qui peut perturber le système d’alimentation de la chaudière après plusieurs utilisations. Selon les critères ENplus, il est conseillé de nettoyer ces silos tous les deux ans pour une consommation annuelle inférieure à 15 tonnes, et au-delà au moins une fois par an.

Un marché soutenu par quelques belles références

Granulés de bois en sacs, photo Valpellets

La commercialisation de la production de granulés, basée dès le départ sur l’approvisionnement de chaufferies collectives et domestiques, a démarré modestement, car le nombre d’installations était limité. Les chaufferies automatiques à bois étaient jusqu’alors principalement développées avec du bois déchiqueté. Un long travail d’information et de formation des prescripteurs a dû être réalisé pour montrer les nombreux avantages du granulé en chaudières : la compacité du stockage, la simplicité d’implantation du silo et des chaudières grâce au transport pneumatique, la réduction du nombre de livraisons ou encore l’absence de risque de gel, un argument particulièrement pertinent pour les chaufferies d’altitude.

Livraison de granulés à Sion, photo Valpellets

La première chaufferie d’altitude à avoir sauté le pas est celle de la station d’Anzère qui consomme 100 tonnes par semaine en hiver et 2000 tonnes à l’année. Une majeure partie des bâtiments de la station, y compris la piscine sont chauffés aux granulés depuis septembre 2011. Plus récemment, en 2020, c’est le Centre sportif de la prestigieuse station de Verbier qui est passé aux granulés Valpellets, avec à terme 6 MW de production de chaleur. Au total en 2021, Valpellets alimente 400 chaufferies. Pari gagné !

La chaufferie à granulés de bois de Anzère dans le Valais, photo Chauffage Bois-Energie Anzère

L’un des deux laveurs acide de l’UTO, photo Frédéric Douard

Contacts :

Frédéric Douard, en reportage à Uvrier

Vidéo sur l’UVE :

Vidéo sur la production de granulés :

Lire également : La plus grosse chaufferie à granulés de Suisse alimente la station alpine d’Anzère

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