Le camp de Mailly chauffé à presque 100 % par 2 chaudières biomasse Binder de 5 MW

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Article paru dans le Bioénergie International n°84 de mai 2023

La base d’entraînement de Mailly-le-Camp, située en Champagne, est avec ses 12 000 hectares, l’une des plus grandes de France. Chaque année, elle accueille une vingtaine d’exercices de combat qui mobilisent durant deux semaines des unités d’infanterie, de blindés et d’artillerie venus de différents régiments. La base héberge quelque 2600 personnels à l’année, mais cet effectif peut aller bien au-delà avec les soldats qui viennent s’entraîner sur le site. Les locaux de la base représentent un ensemble de 88 bâtiments, correspondant à de l’hébergement, de l’administratif, des magasins mais aussi des ateliers de mécanique comme ceux du char Leclerc.

Une décarbonation presque complète du chauffage de la base

Le projet biomasse fait suite à une chaufferie mise en service en 1966 et qui fonctionnait en base au charbon et au fioul lourd, deux combustibles très polluants. Cette chaufferie, déconstruite en 2018, consommait 1500 tonnes de charbon et 300 m³ de fioul lourd par an, sans production d’eau chaude sanitaire. Le projet de modernisation et de décarbonation du chauffage des bâtiments a été confié à la société IDEX Energies. En 2015, elle a fait l’objet d’un marché de Conception, Construction, Aménagement, Entretien et Maintenance (CCAEM) avec clause d’intéressement.

Ce marché a prévu la création d’une nouvelle chaufferie centralisée pouvant fonctionner en base au bois et au miscanthus, avec appoint au fioul domestique, pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire toute l’année, le remplacement de la quasi-totalité du réseau existant, et le raccordement de 86 bâtiments par quatre branches. La longueur de ce nouveau réseau de chaleur, qui peut fonctionner pratiquement sans énergie importée, est de 13 km.

La nouvelle chaufferie, mise en service le 18 octobre 2018, est composée de deux chaudières bois-miscanthus de 5 MW et de deux chaudières à fioul de 2,5 MW. Elle a été en pratique prévue pour produire jusqu’à 20 GWh de chaleur par an avec un taux de couverture proche de 100 % à la biomasse. La consommation effective de ces dernières années est plutôt de 14 GWh dont 7,5 % d’ECS. Les chaudières fonctionnent en moyenne 7 500 heures par an, dont une grande partie à faible charge, ce qui fait dire a posteriori qu’un dimensionnement différent des puissances biomasse aurait été souhaitable, avec l’une des deux chaudières plus petite pour rester en permanence au-dessus de son minimum technique, et avec mise en place d’un stockage d’eau chaude plus important que celui réalisé (30 m³), à même d’absorber les pics journaliers de demande.

Notons par ailleurs que depuis la saison 2020/2021, IDEX a mis en place une gestion de maintenance assistée par ordinateur qui lui permet de suivre parfaitement la chaufferie et d’anticiper les tâches d’entretien.

Une chaufferie biomasse mixte

Afin de disposer d’une sécurité d’approvisionnement accrue sur ce site sensible, avec deux types de biomasse au lieu d’un, la chaufferie et les chaudières ont été prévues pour accepter du bois ou du miscanthus, tous deux broyés. Pour des questions de facilité, la chaufferie fonctionne aujourd’hui uniquement au bois, mais pour vérifier la faisabilité pratique de l’utilisation du miscanthus, en 2020, des essais de combustion ont été réalisés avec succès avec ce roseau et ont montré des rendements équivalents à ceux du bois.

Aujourd’hui, avec des années plutôt chaudes, IDEX ne consomme que 7000 tonnes de bois par an. La biomasse est livrée en priorité dans deux fosses actives qui alimentent directement chacune une chaudière, ou dans deux fosses passives qui servent à alimenter le silo passif avec le grappin. Durant les nuits et les week-ends, le grappin alimente les deux fosses actives depuis le silo passif. La redondance des quatre points de livraison, dont deux actifs, fournit une sécurité accrue de disponibilité de l’installation biomasse.

La production annuelle de cendres est actuellement de 28 tonnes de sous foyer et de 20 tonnes en volantes, soit moins de 1 % de la masse de bois, ce qui est très faible et signe d’une bonne combustion effective, ce qui mérite d’être relevé. Un plan d’épandage agricole des cendres sous foyer a été mis en place localement. Les cendres de grille ici extraites en voie sèches, sont mélangées avec du fumier, ce qui facilite les épandages notamment par temps venteux, en évitant les envolées.

Les chaudières Binder

Binder est depuis plus de trente ans un constructeur autrichien de chaudières à biomasse basé en Styrie. Intégré au Groupe Herz Energietechnik depuis 2015, il produit près de 200 chaudières par an dans une gamme allant de 100 kW à 10 MW en eau chaude, eau surchauffée et vapeur. Il est représenté en France par la société SB Thermique, représentant exclusif du Groupe Herz Energietechnik dans le pays.

Pour l’utilisation de biomasse dont l’humidité peut atteindre les 50 % et dont le taux de minéraux peut aller jusqu’à 7 %, comme c’est le cas à Mailly, le constructeur propose sa gamme SRF équipée d’un foyer à grille mobile avec chambre de combustion entièrement habillée de briques réfractaires de qualité adaptée aux différentes zones de sollicitations. Ces chaudières sont alimentées en biomasse au choix par vis sans fin ou par tiroir hydraulique. À Mailly, le concepteur a fait le choix d’une alimentation par deux vis jumelées tournant en sens inverse l’une de l’autre, ce qui permet un dosage fin du combustible et une alimentation de la grille sans à-coups.

Les chaudières Binder de Mailly atteignent un rendement dépassant les 92 %. Elles sont décendrées en voie sèche, ce qui exige une granulométrie et une humidité homogènes du combustible, mais ce qui permet un entretien plus simple. Les tubes de fumée horizontaux sont ramonés classiquement par des injections périodiques d’air comprimé, et en sortie, les gaz de combustion sont dépoussiérés par des filtres à manches Scheuch pour respecter la valeur limite de 50 mg/Nm³ à 6 % d’O2. Les gaz de combustion sont quant à eux recyclés partiellement pour contrôler la température du foyer en cas de combustible sec et pour limiter la production excessive d’oxydes d’azote.

Ces chaudières sont conduites en régulation continue de 20 à 100 % de leur puissance nominale, et pratiquent le maintien de feu en deçà. Les commandes sont visualisées en 3D sur les écrans de contrôle, en chaufferie ou à distance, les images des synoptiques étant tirées directement du plan exact de l’installation. À Mailly, une surveillance en continu du foyer est aussi réalisée avec une caméra sur chaque porte foyère, ce qui permet de visualiser très rapidement les ajustements à réaliser sur la vitesse de vis d‘amenée du bois, sur la vitesse d’avancée de la grille ou sur la puissance de l’air primaire.

Contacts :

• IDEX : Bertrand Perrin – 06 82 81 53 31 – bertrand.perrin@idex.fr – www.idex.fr
• Les chaudières Binder en France : 
04 74 90 43 08 – info@sbthermique.fr – www.sbthermique.fr
• GB2A Ingénierie : Thierry BIGOT 
02 31 29 19 80 – tbigot@gb2a.fr
• Les filtres à manches : 
www.scheuch-industrial-solutions.com/fr/
• Le grappin : www.stemm.com
• Les cheminées : www.dinakcheminees.com
• Le ballon d’accumulation : www.charot.com

Frédéric Douard, en reportage à Mailly-le-Camp