CIBE valorisation cendres 2

Comité Interprofessionnel du Bois-Energie
FICHES DESCRIPTIVES DE MODES DE
VALORISATION DES CENDRES DE CHAUFFERIES
BOIS
Document interne (*)
Résumé
Le présent document décrit les processus techniques dont font l’objet les cendres issues de la
combustion du bois :
- dans la chaufferie de Lyon la Duchère et dresse l’état des lieux du traitement de ces résidus
(fiche 1),
- approvisionné par l’entreprise Biocombustibles SA (fiche 2).
Document produit par la commission REX « Retour d’expériences de conception,
construction et exploitation»
Rédacteurs : Jean-Pierre TACHET (CIBE) (fiche 1) et Stéphane COUSIN (Biomasse
Normandie) (fiche 2)
Date de première émission : décembre 2010
Date de la présente version : décembre 2010
Référence : 2010-REX-21
CIBE – Comité Interprofessionnel du Bois Energie
185 rue de Bercy – 75012 PARIS – Tél :01 44 68 65 27
E-mail :[email protected] – site internet : www.cibe.fr
Fiche 1
Gestion des cendres
de la chaufferie bois de Lyon la Duchère
I.
Objet et but recherché
L’objet du présent document est de décrire les processus techniques dont font l’objet
les cendres issues de la combustion du bois dans la chaufferie de Lyon la Duchère et
de dresser l’état des lieux du traitement de ces résidus.
II.
Installations de la chaufferie bois de Lyon la Duchère et du réseau de
chaleur associé
Maître d'ouvrage : Ville de Lyon
Exploitant : ELYDE (filiale DALKIA) sous contrat de concession
Puissance totale installée : 53 MW - Puissance bois : 14 MW (2 chaudières Weiss de 7
MW)
Mixité : 32% gaz -68% bois - énergie
Longueur du réseau de chaleur : 9 Km
Nombre de logements raccordés : 5678
Consommation annuelle de chaleur : de l’ordre 65000 MWh
III.
Les combustibles bois (chiffres saison de chauffe 2009-2010)
La quantité de combustible utilisée annuellement s’élève à 19 600 tonnes, pour un
fonctionnement des chaudières bois sur la saison de chauffe, soit de septembre à mai.
Elle se répartit en bois d’origine forestière (41%), connexes de scierie (38%) et bois de
recyclage (21%), pour des quantités mensuelles (en mois plein) variant de 1000 à 3500
tonnes.
IV.
La production de cendres
a. Installations
L’installation comprend 3 points de collecte des cendres
- Une collecte sous foyer, par voie humide
- Une collecte sous dépoussiéreur multicycone
- Une collecte sous filtre à manches
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CIBE – Commission REX
Valorisation des cendres de chaufferies bois – Décembre 2010
L’équipement sous foyer recueille les cendres tombant par gravité dans le cendrier
situé en extrémité de grille dans une auge muni d’un extracteur à chaîne. Une reprise
s’effectue dans un convoyeur à chaîne disposé perpendiculairement aux chaudières,
les cendres des deux chaudières étant collectées sur la même ligne. Le convoyeur
alimente des bennes de stockage disposées dans un local séparé du hall chaufferie
d’où celles-ci-sont chargées directement sur camion (système type ampliroll) pour être
évacuées à l’extérieur. 2 bennes sont positionnées dans le local, pouvant être
alimentées alternativement et 2 autres sont à disposition pour satisfaire l’organisation
logistique avec les transporteurs, tout en permettant la continuité de fonctionnement.
La collecte sous multicyclone, conçue à l’origine en container spécifique a été depuis
modifiée pour être raccordée par un système de transfert par vis au convoyeur des
cendres sous foyer. En effet les caractéristiques de ces cendres, constituées de grosses
particules, sont très voisines de celles issues du foyer et autorisent leur mélange.
Extraction des cendres sous foyer et système d’injection d’eau dans le transporteur transversal
Collecte des cendres sous multicyclone et reprise et convoyage par vis vers le transporteur transversal
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Valorisation des cendres de chaufferies bois – Décembre 2010
Stockage des cendres sous foyer et sous multicyclone en benne
Quant aux cendres issues des filtres à manches, constituées de particules fines, elles
sont collectées en big-bags.
b. Exploitation
Les quantités de cendres produites (chiffres saison de chauffe 2009-2010) s’élevent à
544 tonnes pour la part sous foyer et multicyclone et 89 tonnes pour la part filtres à
manches. Rapporté au tonnage de combustible entrant cette quantité apparaît assez
faible (3,2%), d’autant que la comptabilisation est faite en masse brute (la part sous
foyer comportant un assez fort pourcentage d’eau). Les valeurs courantes obtenues sur
d’autres saisons peuvent atteindre 6%. Les résultat ne sont toutefois pas incohérents, la
biomasse forestière, de même que le bois de récupération (en forte proportion) étant
généralement faiblement dosés en fraction fine et minéraux inertes dont on sait qu’ils
sont très contributeurs de cendres ou d’imbrûlés particulaires.
Les équipements d’extraction et de convoyage des cendres restent des « bêtes à
chagrin », objet de l’attention continuelle de l’exploitant (principalement pour
l’extraction par voie humide). 2 problèmes principaux se posent :
- celui de la bonne régulation des paramètres et notamment de la vitesse des chaînes
à racleurs face à la quantité de cendres produites (risque de mauvaise extraction,
bourrage, etc…),
- celui du bon dosage de l’eau dans le transport des cendres pour éviter des
problème de colmatage et d’abrasion des équipements mobiles (chaînes,
tourteaux). Sur ce point l’exploitant a ajouté un système d’injection d’eau pour
« fluidifier » le transport, après le raccordement des extractions de cendres sous
multicyclone au convoyeur principal,
ces problèmes pouvant conduite inévitablement à des arrêt, donc dégradation du taux
de disponibilité et à des opérations fastidieuses de remise en état.
La gestion de l’ensemble de cette partie de l’installation requiert également beaucoup
de soin et d’attention sur le plan logistique pour l’évacuation de ces résidus dont le
rythme peut se résumer ainsi (en pleine saison de production) :
- 3 bennes de cendres humides par semaine
- 24 big-bags toutes les semaines à 10 jours
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Valorisation des cendres de chaufferies bois – Décembre 2010
V.
Filières d’élimination et de valorisation
a. Cendres issues du foyer et du multicyclone
Ces cendres sont traitées par une société spécialisée (SEDE Environnement) située à
proximité de l’agglomération lyonnaise. Elles subissent un certain nombre
d’opérations (criblage, calibrage, élimination d’indésirables résiduels, etc…) pour être
incorporées à des déchets verts destinées à la fabrication de compost. Cette société
effectue la reprise des cendres directement en chaufferie en en assurant la gestion
logistique. Pour l’exploitant cette filière ne comporte pas d’exigence particulière (tout
au plus quelques rares incidents ont pu être relevés liés à la présence d’éléments
métalliques ou corps étrangers), le prestataire prenant toutes les sujétions du service à
sa charge, mais bien entendu en considérant les cendres comme un déchet et à ce titre
en facturant sa prestation.
Les qualités d’amendement des cendres ont été évaluées à l’origine par la société
prestataire (qui suit de son côté la qualité du produit) et pour sa part l’exploitant
réalise une analyse pour vérifier la constance des caractéristiques.
b. Cendres « volantes » sous filtre à manches
Ces cendres, comme on le sait, concentrant un certain nombre de polluants dangereux,
sont considérées comme déchet ultime et à ce titre évacuées en centre d’enfouissement
technique (« décharge » de classe 1). L’exploitant traite avec la société SITA installée
sur un site de Bourgogne, mais pour ces cendres organise lui-même la logistique
d’acheminement. Les cendres font l’objet d’un suivi rigoureux de leurs
caractéristiques, en liaison avec le prestataire, mais ces contrôles n’ont pas mis en
évidence jusqu’à présent de dérives majeures qui auraient pu entraîner la suspension
de la reprise.
c. Perspectives
L’exploitant, en liaison avec la société SEDE Environnement (qui fait partie du même
groupe) mène actuellement des études pour la mise en place d’une filière d’épandage
qui pourrait concerner d’autres installations, dont une située à Saint Etienne
(Chaufferie de St Etienne Montreynaud qui comporte une chaudière bois de 7 MW).
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Valorisation des cendres de chaufferies bois – Décembre 2010
Fiche 2
Gestion des cendres des chaufferies approvisionnées par
Biocombustibles SA
Biocombustibles SA a été créée en 1996 afin de sécuriser l'approvisionnement des chaufferies
collectives en projet en Basse-Normandie. La société comprend aujourd’hui 78 actionnaires
professionnels de la forêt, de l'industrie du bois, de l'agriculture, des déchets et de
l'environnement.
Dans le cadre de son activité d'approvisionnement en combustibles bois des chaufferies
collectives, Biocombustibles SA est chargée de récupérer et traiter les cendres sous foyer.
I.
Quantité de cendres gérées
Biocombustibles SA fournit en combustibles une cinquantaine de chaufferies collectives
localisées en Basse-Normandie et en Haute-Normandie.
Flux de cendres en 2009 (chaufferies de puissance supérieure à 1 MW)
Chaufferie
Puissance (MW)
1
1,0
63
2
1,5
18
3
1,5
40
4
2,0
40
5
2,2
133
6
3,5
72
7
3,7
261
8
4,2
79
9
10,0
331
10
10,0
400
Total arrondi
Flux de cendres (t/an)
1 600
Ainsi, de l’ordre de 1 600 tonnes de cendres ont été gérées par Biocombustibles SA en 2009 à
l’échelle des deux régions normandes. Ce tonnage devrait sensiblement évoluer dans les
prochaines années avec la mise en place de nouvelles chaufferies et se situer aux alentours de
3 000 t/an à l'horizon 2015.
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Valorisation des cendres de chaufferies bois – Décembre 2010
I. Principales caractéristiques des cendres
Biocombustible SA procède à des analyses régulières des cendres (trois par an et par
chaufferie). Elles sont réalisées après extraction, par le laboratoire, des concrétions
supérieures à 4 mm, et portent sur les paramètres de l’arrêté du 17 août 1998.
Biocombustibles SA caractérise également la valeur agronomique des cendres de bois :
- teneur en matière sèche : 69 % ;
- taux d’imbrûlés : 10,5 % sur masse brute ;
- teneur en carbone organique : 0,8 % de la matière sèche ;
- masse volumique : proche de 1 000 kg/m³ ;
- éléments fertilisants (cf. tableau).
Valeurs agronomiques des cendres de bois et des composts de déchets verts
(teneur en éléments en kg par tonne brute)
Cendres
Azote (N)
0,3
8,3
Phosphore (P)
7,5
3,5
Potasse (K)
23,0
8,3
Magnésie (MgO)
12,3
4,1
148,0
46,0
Chaux (CaO)
II.
Composts déchets verts
Gestion et débouchés des cendres
Jusqu’en 2009, les cendres sous foyer étaient valorisées en agriculture lorsqu’elles
respectaient les seuils de l’arrêté du 17 août 1998. Certaines cendres transitaient par des
plates-formes avant leur valorisation en agriculture. Les lots de cendres étaient alors
regroupés par chaufferie dans des casiers et bloqués jusqu’au résultat des analyses. En cas de
conformité aux exigences de l’arrêté, les cendres étaient mélangées entre elles
(éventuellement après criblage pour retirer clous, mâchefers…) puis incorporées à du compost
ou épandues directement. Lorsque l’analyse indiquait une non-conformité, le lot complet de
cendres était évacué vers une installation de stockage de déchets non dangereux.
Les cendres de filtres à manches (Lisieux, Gonfreville-l’Orcher) sont évacuées dans une
installation habilitée.
Débouchés des cendres sous foyer de chaufferies bois (2009)
Epandage agricole nc
10%
1%
Enfouissement
6%
Co-Compostage
83%
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Valorisation des cendres de chaufferies bois – Décembre 2010
Depuis janvier 2010, la norme NF U 44-051 exclut l’incorporation de cendres dans les
composts de déchets verts : l’ajout de cendres dans un compost reste cependant autorisé (cf.
arrêts types « compostage ») mais modifie de facto le statut réglementaire du compost enrichi
qui est alors assimilé à un déchet, lui conférant alors le même statut. En l’absence de plan
d’épandage, Biocombustibles SA ne peut plus valoriser les cendres en agriculture et les stocke
désormais sur une plate-forme dans l’attente d’une évolution de la situation.
Des démarches sont actuellement en cours pour permettre la valorisation des cendres dans le
cadre d’un dispositif cohérent à l’échelle de la Normandie.
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Valorisation des cendres de chaufferies bois – Décembre 2010