Dimensionner les chaufferies collectives au bois en France pour une couverture 100 % renouvelable
Article paru dans le Bioénergie International n°75 d’octobre 2021
Le réseau de chaleur d’Anzat-le-Luguet dans le Puy-de-Dôme est chauffé par trois chaudières à bois déchiqueté KWB de 120 kW et un ballon d’accumulation de 8000 litres – Dimensionnement Béta Energie, photo Frédéric Douard
Le débat sur le dimensionnement des chaudières bois en chaufferies collectives en France est aussi vieux que l’existence de ces équipements dans le pays. Dans les années 2000, nous avons formé des centaines d’ingénieurs à ce dimensionnement tant les pratiques n’étaient pas satisfaisantes. La pratique du surdimensionnement systématique des chaudières à fioul ou à gaz avait en effet déteint sur le dimensionnement des chaudières à bois, mais dont le fonctionnement, avec notamment un minimum technique, est très différent. La bonne pratique alors enseignée était celle d’un sous-dimensionnement quasi-systématique dans le but de minimiser le coût d’investissement et de baisser le minimum technique pour allonger la durée d’utilisation du bois sur l’année. La conséquence était le maintien du fioul ou du gaz en chaufferie.
Pour avoir visité des centaines de chaufferies collectives en France, je peux affirmer que ce modèle n’a pas été appliqué partout, et quand bien même il l’a été, il n’a pas toujours permis d’atteindre un taux de couverture des besoins par le bois très satisfaisant, fournissant parfois même la tentation à user des appoints pour d’autres raisons que celles initialement prévues.
Ces dernières années, le contexte a changé : les solutions bois sont plus compétitives, elles sont plus sûres et ne nécessitent plus forcément de secours. Parallèlement, il existe désormais des chaudières à allumage automatique qui fonctionnent merveilleusement bien ! De puissance généralement inférieure au MW, elles fonctionnent avec du bois déchiqueté sec ou du granulé pour permettre l’allumage automatique et une gestion aisée de l’intermittence. Cette fonctionnalité est éminemment intéressante, car elle permet de s’affranchir des minima techniques en arrêtant la chaudière lorsqu’il est atteint, de consommer moins de bois et d’électricité lors des arrêts thermostatiques, et enfin elle allonge la durée de vie des chaudières.
L’autre gros avantage de ces équipements fonctionnant avec des combustibles sec et raffinés, c’est qu’ils fonctionnent de manière bien plus autonome, voire quasiment sans intervention pour ce qui concerne les granulés, et avec des rendements bien plus élevés que les chaudières utilisées avec des combustibles à humidités variables. Ce niveau de performance, avec peu de frais de conduite et de maintenance, contribue à la rentabilité de ces solutions. De surcroît, ces équipements produits en grandes séries sont moins chers et nécessitent des périphériques d’alimentation en bois eux aussi simplifiés et moins chers. Au vu de ces évolutions, le bon sens veut que l’on reconsidère le modèle de dimensionnement de ces chaufferies pour ce qui concerne le nombre de chaudières bois, la complémentarité des puissances et la nécessité d’une autre énergie.
Parallèlement à ces évolutions techniques, le contexte politique aussi a changé et les objectifs impérieux de la lutte contre de dérèglement climatique veulent que l’on aille plus loin dans la transition pour tendre vers le 100 % renouvelable. L’époque n’est en effet plus à se satisfaire de dépasser les 50 % d’énergie renouvelable dans les chaufferies, et ce faisant, les règles fiscales pour bénéficier en France d’un taux réduit de TVA doivent aussi évoluer vers des taux plus efficaces.
Pour ce qui est des solutions techniques, il n’est rien à inventer puisqu’il suffit de regarder au nord de l’Europe pour voir comment font les pays qui disposent d’une taxe carbone pour dimensionner des chaufferies à 100 % renouvelables. Dans les puissances moyennes, de 3 à 25 MW, il faut user de deux ou trois générateurs bois de puissances complémentaires en cascade pour épouser parfaitement la courbe des besoins sur l’année, et s’aider pour cela de stockages d’eau chaude primaire dimensionnés de manière à couvrir, non seulement les pics de consommation, mais aussi les indisponibilités prévues ou accidentelles des générateurs bois, comme les maintenances hivernales. Pour les très grandes chaufferies, l’usage de chaudières à lit fluidisé, très souples d’utilisation, assure presque la même flexibilité. Pour les puissances de moins de 3 MW, ne pas hésiter à multiplier les générateurs de même puissance en cascade tournante pour arriver au même résultat de disponibilité totale, et avec en plus l’avantage d’utiliser des équipements de série moins chers, redondants, faciles à implanter dans les locaux existants, réellement automatiques et bénéficiant des mêmes pièces de rechange.
Fort heureusement, profitant de l’expérience européenne des chaudiéristes, cette mutation dans la conception des chaufferies collectives est déjà à l’œuvre en France. Il faut maintenant en accélérer le déploiement, en enseigner les principes, pour progressivement en terminer avec ces chaufferies à bois qui consomment du fioul ou du gaz.
Frédéric Douard
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