Page 24 Bioénergie International no  36 - Mars - avril 201 5 Tous les jours, toute l'actualité des bioénergies

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Intérieur de la serre des 3 Moulins, photo Serres des 3 Moulins

Contexte de l’étude

La production maraichère et horticole enFrance est soumise à des marchés trèsconcurrentiels, caractérisés par des coûts éner-gétiques élevés. Les entreprises de productionvisent également une bonne performance envi-ronnementale. Le programme SERECO chercheà répondre à ces enjeux en produisant une éner-gie locale, pérenne, écologique et économique.

La filière maraîchère sous serre  : un ac-teur majeur dépendant de l’énergie

La France compte environ 6 600 hectares deserres dont 1 300 de serres chauffées. L’énergiey est un enjeu majeur puisqu’elle représente de20 à 35% des coûts de production des légumes.Les énergies fossiles restent de loin les sourcesdominantes de chauffage des serres.

Dans ce contexte la profession est en re-cherche d’une énergie à moindre coût. Comptetenu de son attractivité, la part de la biomassecomme source de chauffage principale chez les

producteurs de tomates et concombres sousserres est ainsi passée de 2,6% à 1 8% en 5 ans(2006/201 1 ). Chiffres issus de «  Synthèse de l’en-quête sur l’util isation de l’énergie réalisée auprèsdes producteurs de tomates et/ou concombressous serres en 201 1   » – source  : Ctifl .

Les déchets verts  : une source d’énergie àportée de mains

En France, les résidus végétaux collectés parles collectivités représentent un gisement debiomasse important de près de 5 mill ions detonnes (source ADEME SOeS), aujourd’hui princi-palement valorisé en méthanisation et compost,mais cette valorisation peut être optimisée enséparant les différentes phases que forment ledéchet vert. De plus, ce volume est en constanteaugmentation, suite notamment à la mise enplace de la Circulaire du 1 8 novembre 201 1 por-tant sur l’interdiction de brulage des déchetsverts à l’air l ibre. C’est à partir de ce constat quele programme SERECO propose d’optimiser lavalorisation de ce gisement.

L’étude des déchets verts

Les déchets verts sont peu util isés encombustion car leur composition est très hété-rogène selon les saisons. De plus, ils sont hu-mides, ont une faible densité, ce qui entraine unfort handicap pour le transport. Cependant, desétudes ont montré qu’il peut être intéressant devaloriser la fraction bois des déchets verts etl ’enjeu est de séparer cette fraction ligneuse ob-tenue après broyage, maturation et criblage.Une fois cette matière sélectionnée, le procédéZETA permet de la stabil iser en la granulant.

La matière non ligneuse composée defeuil les, herbes et autres éléments nuisibles àune bonne combustion est ainsi écartée. Deuxscénarios ont donc été étudiés dans le cadre dece projet  : l ’util isation de la totalité des déchetsverts broyés pour produire des biocombustibles

SERECO est un projet de Recherche & Développement financé par l’ADEME dans le cadre de l’Appel à Projets BioressourcesIndustrie Performance 201 2. Son objectif est d’étudier la possible valorisation énergétique des déchets verts d’un territoire.Pour ce faire, un consortium a été créé entre la communauté de communes de Grand-Lieu en Loire Atlantique, apporteur desdéchets verts  ; la Serre des 3 Moulins, possible consommateur  ; la société RAGT Energie pour la caractérisation des déchetsverts et les essais de combustion  ; la société ZETA apportant son processus de granulation de déchets verts et enfin lafédération Légumes de France s’occupe de la communication des résultats au sein de la profession.

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Répartition du chauffage des serres en France - source  : Ctifl Déchet vert « non ligneux », photo RAGTEnergie

Déchets verts criblés photo Zeta

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et l’util isation des déchets verts broyés et criblés.

L’étude a dans un premier temps étudié lasaisonnalité des déchets verts en analysant plu-sieurs échantil lons provenant de la Communau-té de Communes de Grand Lieu à différentespériodes de l’année.

Qualité des déchets verts bruts

Les conclusions sur les caractéristiques desdéchets verts durant l’année sont  :• une humidité variable et importante (44 à 65

%) ce qui réduit le pouvoir calorifique et en-gendre une fermentation qui rend cette ma-tière instable dans le temps.

• un pouvoir calorifique faible tout au long del’année (3,8 à 4,3 MJ/kg en brut et 1 0à 1 2 MJ/kg à 1 2% d’humidité) ce quirend cette matière peu rentable entant que combustible.• un taux de cendres variable etélevé (1 9 à 48%) complexifiant sonutil isation en tant que combustible.• des pollutions en éléments in-organiques variables.

Les déchets verts bruts re-présenteraient donc uncombustible complexe à util iser encombustion à cause de leur mau-vaise qualité et de leur hétérogénéi-té dues à une saisonnalitéimportante.

Qualité des déchets verts criblés

Les conclusions sur les caractéristiques desdéchets verts criblés durant l’année sont  :• une humidité encore variable et importante

(1 5 à 35 %).• un pouvoir calorifique bien meilleur (1 4 à

1 6,5 MJ/kg à 1 2% d’humidité) comparable àdes granulés de bois de qualité correcte.

• un taux de cendres plus constant et faible(1 ,1 à 1 0,4%) qui atteint parfois des valeurscomparables à un bois de haute qualité.

• des pollutions en éléments inorganiques ré-duites.

Les variations qui ont été observées sontdues à la sensibil ité du procédé de broyage/cri-blage util isé. Lorsque ce procédé est bien maitri-sé, les déchets verts criblés sont susceptibles deconstituer des combustibles intéressants unefois granulés.

Le processus de granulation ZETA

La granulation des déchets verts grâce auprocessus ZETA permet d’obtenir un

Tas de déchets vertscol lectés sur Zeta 83 (Var)

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combustible solide avec une densité élevée (650  kg/m³), untaux d’humidité régulé à 1 0% et une tail le homogène sansphase de séchage de la matière entrante. Ce procédé opèrequel que soit le taux d’humidité de la matière entrante grâceà un frottement mécanique qui va simultanément granuleret sécher le végétal.

Grâce à cette technique, ZETA a produit 2 lots de granu-lés  : des granulés à partir de déchets verts «  tout venant  » etdes granulés à partir de déchets verts criblés.

Tests des granulés en combustion

Les comportements en combustion ont été étudiés sur lebanc de combustion de RAGT Energie qui comporte unechaudière poly-combustible à gril les mobiles, un système decomptage de l’énergie et des outils de prélèvements etd’analyses des fumées. Grâce à ces outils, les comporte-ments des granulés en combustion ont été déterminés.

Comportement en combustion des granulés de dé-chets verts «  tout venant  »  :• Beaucoup de cendres sont formées (22,69%) et fu-

sionnent en gros blocs de mâchefer (59,54%) cf photos.• Le rendement de combustion moyen est correct (88,65%)• L’énergie délivrée est faible (PCI à 1 2,6 MJ/kg)• Emissions importantes d’oxydes d’azotes NOx (1 084

mg/Nm³ à 6% d’O2) et de poussières (326  mg/Nm³ à 6%d’O2) dépassant les valeurs limites d’émissions françaises.

Les déchets verts util isés en combustion sont contrai-gnant au niveau de la quantité de cendres et de mâcheferproduits, du PCI trop faible et des émissions polluantes. I l estdonc difficile d’util iser les déchets verts sans les trier aupréalable.

Comportement en combustion des granulés de dé-chets verts criblés :

Les granulés réceptionnés et testés n’étaient pas re-présentatifs des matières premières analysées en labora-toire au long de l’année ce qui explique les dérives derésultats obtenues  :• Moins de cendres ont été formées (1 2,91 %) et moins de

mâchefer (23,34%).• Le rendement de combustion moyen était correct

(90,02%)• L’énergie délivrée par cette matière est plus faible que ce

qui était attendu (PCI à 1 3,3 MJ/kg)• Les émissions polluantes sont grandement réduites mais

ne respectent pas les niveaux réglementaires. Les émis-sions d’oxydes d’azotes NOx (730 mg/Nm³ à 6% d’O2) etde poussières (326 mg/Nm³ à 6% d’O2) ont été diviséespar 2.

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Granulés SERECO produits parZeta, photo RAGT Energie

À gauche, foyer chaudière laboratoire, déchets verts «  tout venant  » - taux decendres de 23%. À droite, déchets verts criblés - taux de cendres de 4%.Dessous les bacs de décendrage correspondants, photos RAGTEnergie

Ligne de presse Zeta, photo Zeta

Règles d’instal-lation d’un

poêle à granu-lés étanche

Le syndicat des éner-gies renouvelables vientde publ ier en octobre201 4 un document quivient préciser l ’actuel leréglementation françaiseà propos de l ’instal lationdes poêles à granulés encircuit de combustionétanche. Ce document està destination des instal la-teurs.

L’arrêté du 22 octobre1 969 relatif aux conduitsde fumée desservant deslogements. L’article 1 8 ap-porte davantage de préci-sions sur la mise ensituation du conduit : «Les orifices extérieurs desconduits à tirages natu-rels, individuels… doiventêtre situés à 0,40 mètreau moins au-dessus detoute partie de construc-tion distante de moins de8 mètres.

En outre, dans le casde toitures-terrasses oude toits à pente inférieureà 1 5 degrés, ces orificesdoivent être situés à 1 ,20mètre au moins au-des-sus du point de sortie surla toiture et à 1 mètre aumoins au-dessus del ’acrotère lorsque celui-cia plus de 0,20 mètre».

Le Règlement sani-taire départemental Type(RSDT) stipule qu’ « Unapparei l à combustion nepeut être raccordé qu’àun conduit d’évacuationprésentant les caracté-ristiques de tirage etd’isolation thermique pré-vues par la réglementa-tion en vigueur.

Les orifices extérieursde ces conduits d’évacua-tion doivent être égale-ment conformes à laréglementation en vi-gueur. Si des systèmes decombustion comportentun dispositif d’évacuationdes fumées d’une concep-tion différente desconduits visés par le pré-sent règlement, i ls nepeuvent être mis enœuvre que si le dispositifd’évacuation des fuméesa été reconnu apte à l ’em-

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Centre d’essais chez Compte, photoCélia Barthomeuf , Compte R

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L’écart de résultat constaté entre la combustion des dé-chets verts non criblés, menée au cours de l’année, avec lesessais des granulés de déchets verts criblés, provient de ladifférence de qualité de la fraction «  l igneuse  ». I l démontrel’importance du procédé de préparation de la fraction «  l i -gneuse  ». La qualité de la combustion est directement liée àla maîtrise de cette étape.

Afin de confirmer ces hypothèses, une nouvelle produc-tion de granulés est effectuée suivie d’essais en combustionsur chaudière de plus grande puissance.

Analyse technico-économique

Dans sa phase finale, le programme SERECO effectueune analyse technico-économique et un bilan énergétiqueet environnemental du procédé de transformation SERECO  :

Cette étape permettra lors de sa finalisation de détermi-ner si cette nouvelle technologie correspond en terme éco-nomique aux attentes des serristes et, en terme écologique,à la situation environnementale existante. Une comparaisonentre l’util isation de ces agro-pellets et la situation actuelle(util isation principale d’énergies fossiles) permettra d’évaluerles bénéfices économiques et environnementaux que ceprogramme pourrait engranger.

Conclusion

À ce jour, le programme SERECO a confirmé l’intérêt devaloriser énergétiquement la fraction ligneuse des déchetsverts qui représente un potentiel important et une qualitéde combustion très intéressante.

Le programme a également mis à jour l’importance duprocédé de séparation des différentes fractions eu égard àla qualité de combustion des granulés produits  : un focussur cette étape de préparation du combustible est encorenécessaire pour assurer une combustion en adéquationavec les contraintes réglementaires

Surtout, SERECO a permis de mettre en évidence que lafil ière de valorisation énergétique des déchets verts via lagranulation apparaît comme complémentaire avec les

autres fil ières de valorisation existantes que sont le com-postage et la méthanisation, pour lesquels, la fraction li-gneuse représente une contrainte car difficile à dégrader.Ainsi, le cumul de ces différentes fil ières permet enfin d’en-visager une valorisation totale des déchets verts.

Contacts  :

Matthieu Campargue, RAGT Energiemcampargue@ragt. fr

Jose Fiotti, ZETA Pelletsj ose@zetapellet. com

Fonds chaleurrenouvelable,retour sur 6 ansde succès éco-nomique

Doté de 1 ,1 2 mil l iardd’euros sur la période2009-201 3, le Fonds Cha-leur a permis une véri-table accélération desprojets de production dechaleur renouvelable(biomasse, géothermie,solaire) avec près de 3000 instal lations finan-cées en col lectivités etdans le secteur industriel ,tertiaire et agricole pourune production totale de1 ,4 M tep/an.

En détai ls, entre 2009et 201 3 :

530 réseaux de chaleuront été créés ou éten-dus,

665 projets biomasse,

1 6 projets biogaz,

265 projets géo-thermie,

et près de 1 400 instal-lations solaires ont étésoutenus.

L’appel à projets Bio-masse Chaleur IndustrieAgriculture Tertiaire, dé-dié aux projets biomassedes entreprises avec uneproduction de chaleur de1 000 tep/an, a permis enparticul ier une véritableaccélération de l ’uti l isa-tion de chaleur renouve-lable dans l ’industrie.Avec 54 instal lations enfonctionnement, la pro-duction thermique an-nuel le à partir debiomasse est de 263 000tep et devrait passer à634 000 tep en 201 7 avecla réal isation des projetsen cours. L’appel à projets201 4/201 5 s'est clos le 30janvier 201 5.

Chaufferie de Dislaub àBuchères, photo Ademe

Fraction Ligneuse

Fraction nonligneuse Compost pour les serres