1. Objet de l étude. 2. Motivations de l étude ETUDE DE FAISABILITE D UNE UNITE DE METHANISATION SUR L EXPLOITATION AGRICOLE DE CAHIER DES CHARGES

Transcription

1 ETUDE DE FAISABILITE D UNE UNITE DE METHANISATION SUR L EXPLOITATION AGRICOLE DE L EPLEFPA DE LA GUADELOUPE CAHIER DES CHARGES 1. Objet de l étude L objet de la présente consultation est de missionner un bureau d études ou un groupement qui aura en charge la réalisation de l étude de faisabilité d une unité de méthanisation sur l exploitation agricole de l EPLEFPA de la Guadeloupe. Cette étude de faisabilité a pour but d apporter au maître d ouvrage les éléments techniques, économiques, financiers et réglementaires lui permettant de déterminer la faisabilité d une telle opération sur son exploitation agricole. Le prestataire s attachera à : - proposer un projet «à l échelle» de l exploitation avec des solutions techniques adaptées au contexte et aux possibilités qu offre le site ; - prendre en compte les travaux et expérimentations menés par ailleurs sur l exploitation en lien avec les projets pédagogiques du lycée agricole (en particulier l évaluation du système pilote de polyculture-élevage qui mobilise environ 1/5 de l exploitation) ; - détailler les caractéristiques des substrats valorisables, notamment leur analyse méthanogène ; - prendre en compte les spécificités et contraintes du contexte local (milieu tropical, risques cyclonique et sismique, contexte insulaire, etc.), ce projet constituant une approche pionnière. L accompagnement du chef d exploitation dans cette démarche et l implication de l équipe pédagogique aux différentes étapes du projet feront l objet d une attention particulière de la part du prestataire. Celui-ci devra s assurer de la parfaite appropriation des résultats par le porteur de projet. 2. Motivations de l étude L exploitation du lycée agricole est une exploitation de type polyculture-élevage située à Convenance sur la commune de Baie-Mahault. Elle comprend un élevage de taille modeste, dans la moyenne des exploitations guadeloupéennes, avec 5 à 10 truies-mères (atelier d engraissement hors sol, les reproducteurs disposant d une petite surface de parcours) et 15 à 20 bovins (sur prairie naturelle). L exploitation dispose d une surface agricole d une trentaine d hectares, valorisée en pâturage pour les bovins (pour environ 8 ha) et cultivée en canne à sucre (environ 18 ha) ainsi qu en productions vivrières et maraîchères (environ 4 ha). L exploitation agricole de l EPLEFPA est une entité économique à part entière avec des objectifs de production et de rentabilité, et offre un terrain d application aux apprenants de l établissement (aussi bien en formation initiale que continue). L exploitation assure ainsi des missions de formation mais permet également de conduire des opérations d expérimentation (en collaborations avec les diverses institutions et OPA). Elle participe également à la vulgarisation des pratiques auprès de la profession et à la sensibilisation à l agriculture durable. Projet méthanisation EPLEFPA de la Guadeloupe : cahier des charges de l étude de faisabilité 1

2 A travers le projet de méthaniseur, l EPLEFPA poursuit plusieurs objectifs : - La gestion durable des effluents produits sur l exploitation et la production d énergie ; - La démonstration de l opérationnalité de procédés de méthanisation adaptés aux conditions locales et la production de références en la matière ; - La comparaison des différentes solutions de traitement et valorisation des matières organiques présentes sur l exploitation ; - La reproductibilité de cette opération sur d autres exploitations agricoles de Guadeloupe. Ce dernier point appelle plusieurs remarques : - Le contexte agricole guadeloupéen est caractérisé par des exploitations de petite taille disposant en moyenne de 4 ha de SAU celle-ci étant inférieure à 5 ha pour 80% d entre elles ; exploitations agricoles sont recensées en , parmi lesquelles environ 20% sont des exploitations professionnelles (source : AGRESTE Guadeloupe) ; - En conséquence, pour être représentatif, le projet de méthanisation porté par l EPLEFPA Guadeloupe doit se situer dans le segment dit de la «petite méthanisation» avec une unité de dimension très réduite (< 25 kwe) par rapport aux standards actuellement développés au niveau européen ; en première estimation, d après l évaluation des gisements, le potentiel de l exploitation du lycée se situerait autour de 10 kwe ; - Selon les types de gisements, les procédés en phase sèche peuvent constituer une option à privilégier pour proposer un projet à des coûts raisonnables et optimisés (cette possibilité sera approfondie lors de l étude de gisement et la revue des procédés envisageables). Au-delà de considérations économiques, le choix de la méthanisation présente un triple enjeu pour l EPLEFPA : - pédagogique : support de formation et de démonstration vis-à-vis du milieu agricole ; - reproductibilité : valorisation des résultats de cette expérimentation sur d autres exploitations agricoles de Guadeloupe ; - expérimental : comparaison de différents modes de traitement et voies de valorisation des effluents agricoles. 3. Objectifs de l étude L étude doit répondre aux objectifs suivants : - Evaluer le potentiel de production de biogaz de l exploitation selon différents scénarios (gisements mobilisés, caractéristiques des substrats, logistique d approvisionnement, modes de valorisation du biogaz, etc.) ; - Apporter les éléments d aide à la décision nécessaires pour évaluer l opportunité de la méthanisation et, le cas échéant, retenir un projet parmi les différents scénarios étudiés ; - Présenter la description technique précise du projet retenu (procédé, dimensionnement, etc.) ; - Réaliser l évaluation économique du projet retenu ainsi que les prescriptions techniques et réglementaires pour le montage du projet ; - Assurer le transfert des résultats au porteur de projet. 1 Source : AGRESTE Guadeloupe n 10 - Recensement agricole 2010 : premières tendances - septembre 2011 Projet méthanisation EPLEFPA de la Guadeloupe : cahier des charges de l étude de faisabilité 2

3 A la fin de la prestation, le maître d ouvrage doit pouvoir disposer de tous les éléments nécessaires au montage des dossiers de demande d aide à l investissement, et être en mesure de lancer la phase de conception et de réalisation du projet. Pour ce faire, la prestation comprend la rédaction des cahiers de charge relatifs à la mission de conception et maîtrise d œuvre. L étude est découpée en deux phases : - Phase 1 : la tranche ferme qui correspond à la définition des projets selon les différents scénarios envisageables ; - Phase 2 : la tranche conditionnelle qui correspond à l approfondissement du scénario retenu à l issue de la phase Contenu de la prestation Phase 1 - Tranche ferme 1.1- Description de l exploitation agricole et de son environnement Sont à minima attendues du prestataire la présentation des informations suivantes : - Informations générales sur le maître d ouvrage et l exploitation ; - Cheptel, effluents, surfaces agricoles et modes de gestion des effluents ; - Contexte et situation réglementaire de l exploitation (actuelle et projets) ; - Contexte territorial dans lequel s inscrit le projet : gisements potentiels en déchets organiques mobilisables, besoins locaux identifiés en matière d énergie et d épandage/fertilisation. La description de l exploitation est réalisée dans la situation actuelle et pour les éventuels projets à court/moyen terme : agrandissement d ateliers, augmentation du cheptel, séchoir à fourrages, construction de bâtiments, etc Etude des besoins énergétiques de l exploitation L étude des besoins énergétiques couvre les besoins de l exploitation agricole (bâtiments, installations, etc.) ainsi que les besoins liés à ses activités et process (séchage, production de froid, etc.). Les besoins d énergie sont évalués sous ses différentes formes (électricité, gaz, froid, chaleur), pour chacun des usages identifiés sur l exploitation. L étude porte sur la situation actuelle de l exploitation et sur les projets envisagés à court/moyen terme par le maître d ouvrage. - Caractéristiques thermiques et données techniques de base des bâtiments et locaux ; - Dispositifs de production d eau chaude sanitaire et de climatisation ; - Consommations énergétiques actuelles ; - Estimation des rendements de l installation actuelle de production d énergie ; - Détermination des besoins énergétiques prévisionnels annuels et de la puissance électrique à installer. Les besoins énergétiques extérieurs à l exploitation agricole font l objet d une description succincte : - Recensement des consommateurs d énergie à proximité du lieu de production (bâtiments communaux, exploitations agricoles, artisanats, industries, etc.) ; - Evaluation des besoins énergétiques de ces consommateurs. Projet méthanisation EPLEFPA de la Guadeloupe : cahier des charges de l étude de faisabilité 3

4 1.3- Etude des gisements Le périmètre d étude porte sur l exploitation agricole intégrée dans l environnement de l établissement d enseignement. Dans le cadre du projet de méthanisation, la valorisation de substrats agricoles est la cible prioritaire. L étude inclut les gisements agricoles potentiellement mobilisables sur l ensemble du site de l EPLEFPA (déchets verts notamment). Un scénario complémentaire de valorisation de cosubstrats non agricoles (déchets organiques) pourra également être proposé, ainsi qu un scénario de périmètre élargi aux gisements de biomasse externes à l EPLEFPA. L étude des gisements porte sur la situation actuelle et sur les projets qui peuvent impacter les gisements actuellement disponibles. Le risque de concurrence de la méthanisation avec d autres usages agricoles ou d autres modes de valorisation fera l objet d une attention particulière. - Détermination des gisements produits sur l exploitation et modes de valorisation : o Gisements d effluents d élevages, par catégorie d effluents produits sur l exploitation ; o Gisement des effluents agricoles, par catégorie d effluents agricoles produits sur l exploitation ; o Gisement de co-substrats, notamment potentiel de cultures énergétiques ; - Détermination des gisements produits en dehors de l exploitation : o Gisements de produits agricoles produits en dehors de l exploitation : au niveau du site de l EPLEFPA, d éventuelles exploitations voisines et de la coopérative porcine située à proximité (COOPORG) ; o Recensement des gisements potentiels de co-substrats non agricoles : au niveau du site de l EPLEFPA et autres (collectivité, artisanat/industrie agro-alimentaire, etc.) ; - Caractérisation des substrats méthanisables : o Analyse des pouvoirs méthanogènes des substrats ; - Quantification des gisements valorisables et évaluation des écarts pouvant exister entre gisements théoriques et gisements récupérables ; - Schéma de représentation de la saisonnalité des intrants Définition des scénarios Sur la base de l état des lieux des gisements mobilisables pour le projet de méthanisation, le prestataire devra présenter les différents scénarios possibles (3 à 5 scénarios) : - En termes d approvisionnement : les schémas de valorisation des ressources méthanisables s inscrivent dans le cadre du projet agronomique de l exploitation. Ils devront donc être réalisés en concertation avec le maître d ouvrage. Les variables portent notamment sur : o Le taux de prélèvement des résidus agricoles (pailles de cannes) ; o La valorisation de tout ou partie des effluents d élevages bruts (lisiers et fumiers) ; o Le traitement de gisements produits en dehors de l exploitation ; o Le potentiel de cultures énergétiques ; o Etc. ; - En termes de production : o Types de procédés adaptés selon les caractéristiques du gisement valorisable : les différents procédés envisageables selon les types de substrats et taille du gisement seront présentés ; à ce stade, une revue des systèmes existants en phase sèche pourra être réalisée ; o Potentiel de production de biogaz et d énergie. Projet méthanisation EPLEFPA de la Guadeloupe : cahier des charges de l étude de faisabilité 4

5 Une analyse avantages/inconvénients de chaque scénario sera réalisée. Pour cela, les éléments technico-économiques nécessaires à une première évaluation de la faisabilité des scénarios seront apportés. Une hiérarchisation des scénarios et de la difficulté de leur mise en œuvre sera établie en tenant compte notamment des critères suivants : - Organisationnels : difficulté de mobilisation du gisement, logistique d approvisionnement, etc. - Economiques : ratio investissement/production d énergie, part des travaux et équipements connexes et coûts associés, etc. - Contraintes techniques : maturité des technologies, disponibilité des équipements sur le marché, automatisation et niveau de technicité pour le fonctionnement de l unité, mobilisation de personnels, etc. A l issue de la phase 1, les résultats seront présentés au comité de pilotage qui décidera de la réalisation ou non de la tranche conditionnelle de l étude. Le cas échéant, le comité de pilotage décidera du scénario à retenir pour la poursuite de l étude. A cette étape de l étude, une restitution des principales conclusions à l ensemble de l équipe pédagogique du lycée est attendue du prestataire. En effet, la sensibilisation des équipes d encadrement et leur participation au projet représentent un enjeu important pour le lycée. Phase 2 - Tranche conditionnelle La phase 2 vise à étudier de manière approfondie le scénario retenu par le comité de pilotage. L étude de dimensionnement et d évaluation du projet repose en grande partie sur la définition du gisement valorisable selon le scénario retenu. Par conséquent, la caractérisation précise des ressources valorisables, tant au plan quantitatif que qualitatif, devra être validée par le comité de pilotage Dimensionnement du projet - Production de biogaz ; - Système de production du biogaz : o Description technique précise du procédé étape par étape en précisant les types de matériels et les principaux paramètres ; o Dimensionnement des équipements et schéma d implantation de l unité ; - Valorisation énergétique du biogaz : o Type d énergies produites et mode de valorisation de ces énergies : la valorisation du biogaz pour l alimentation d un séchoir à fourrages fera l objet d une argumentation spécifique : faisabilité technique, intérêt, viabilité économique, etc. ; - Valorisation agronomique du digestat : o Débouchés envisagés : épandage, compostage, traitement, etc. ; o Evaluation des impacts de l utilisation du digestat pour l exploitation ; - Bilan matière de la méthanisation et représentation synoptique ; - Bilan énergétique de la méthanisation et taux de valorisation énergétique ; - Evaluation des impacts environnementaux : o Emissions de gaz à effet de serre évitées ; o Substitution d énergies fossiles ; - Suivi de l exploitation : modalités envisagées et indicateurs. Projet méthanisation EPLEFPA de la Guadeloupe : cahier des charges de l étude de faisabilité 5

6 2.2- Aspects réglementaires et prescriptions techniques La situation du projet vis-à-vis du respect des réglementations nationales et européennes ainsi que l état d avancement de chaque procédure (dossier déposé, contacts avec les administrations concernées, etc.) seront précisés, en ce qui concerne notamment : - Le statut réglementaire par rapport aux différentes rubriques du régime ICPE ; - Le stockage et le traitement des matières organiques végétales et animales ; - Le statut réglementaire pour les produits sortants de l installation et le devenir des autres matières/effluents sortants ; - La production et le stockage de biogaz ; - La traçabilité des produits issus d origines différentes ; - Etc. Dans le cas d une production d électricité et de la vente à EDF, il sera précisé les procédures et les démarches à entreprendre Analyse économique du projet L analyse économique du projet sera réalisée en veillant aux éventuels surcoûts (investissements, exploitation, etc.) liés aux spécificités du contexte local : conditions tropicales, corrosion, zone cyclonique, contraintes d approvisionnement en pièces et matériel, etc. L auto-construction est limitée aux travaux de remblaiement, terrassement et génie civil des locaux et intégration paysagère. Le projet comprend l installation fournie par un prestataire assurant de façon contractuelle une garantie de bon fonctionnement et une maintenance gratuite de deux ans. - Détermination du montant des investissements : chaque poste d investissement sera détaillé avec précision (génie civile, matériel, canalisation, réseau, main d œuvre, etc.) ; o Détermination des recettes prévisionnelles : identification et chiffrage des différentes recettes envisageables ; - Détermination des coûts d exploitation prévisionnels : identification et chiffrage des postes de coûts d exploitation ; - Financement du projet : o Identification des différents outils de financement. et démarchage des financeurs potentiels ; o Etablissement du plan de financement prévisionnel ; o Indicateurs de rentabilité du projet ; o Analyse de sensibilité aux variations des taux de subvention ; o Appréciation de la capacité financière de l exploitation à porter le projet et les investissements liés Aspects relatifs au montage du projet - Montage juridique du projet : description du statut du maître d ouvrage ; - Echéancier de réalisation du projet incluant le planning prévisionnel des principales étapes ; - Identification des constructeurs et procédés relatifs aux principaux équipements ; - Identification des principaux partenaires du projet ; - Rédaction du cahier des charges pour la réalisation du projet : étude de conception, maîtrise d œuvre, AMO pour la contractualisation avec les constructeurs, etc. Projet méthanisation EPLEFPA de la Guadeloupe : cahier des charges de l étude de faisabilité 6

7 A l issue de la phase 2, le comité de pilotage se réunira pour valider les résultats de l étude. Les conclusions et préconisations du bureau d études devront permettre au comité de pilotage de décider de la réalisation du projet. En fin de mission, le prestataire remettra au comité de pilotage : - le rapport final ; - la synthèse du document final ; - le cahier des charges de la réalisation du projet. 5. Données mises à disposition Le prestataire devra se procurer auprès du maître d ouvrage, des membres du comité de pilotage et des autres organismes concernés, l ensemble des données nécessaires à la réalisation de sa mission, notamment : - Les données relatives aux productions et au fonctionnement de l exploitation (situation actuelle et projets) ; - Le dossier MAE de l exploitation ; - Les études du projet Recherche, Formation et Développement relatif à la «Conception et optimisation de systèmes de production intégrés de type polyculture-élevage en milieu tropical humide insulaire» 2 ; - Les rapports produits dans le cadre du stage méthanisation encadré par le conseil régional ; - L étude sur les effluents d élevages monogastriques réalisée par la chambre d agriculture ; - La documentation sur le contexte agricole guadeloupéen (AGRESTE, réseau de référence, ) ; - Tout autre document pouvant être utile à la conduite de l étude. 6. Coordination et compétences requises Le prestataire assurera la coordination et l organisation des rencontres et des réunions ainsi que les tâches de secrétariat (rédaction des convocations, compte-rendu, etc.). Le bureau d études ou groupement devra réunir les compétences et/ou références suivantes : - Un spécialiste de la méthanisation agricole dont les compétences dans le domaine sont reconnues à travers la réalisation d études similaires ; - Des références et expériences : o de la petite méthanisation à la ferme, o des procédés en phase sèche, o de la méthanisation en milieu tropicale. La connaissance du contexte local serait appréciée. 2 Le projet RFD est porté par le Centre INRA Antilles Guyane, l EPLEFPA de la Guadeloupe et la Chambre d Agriculture de la Guadeloupe. Projet méthanisation EPLEFPA de la Guadeloupe : cahier des charges de l étude de faisabilité 7

8 7. Pilotage de la démarche et calendrier 7.1- Comité de pilotage Un comité de pilotage en appui au maître d ouvrage est constitué. Il est composé comme suit : - Le maître d ouvrage, - Le conseil régional de la Guadeloupe (DECV et DAPDR), - L ADEME, - La DAAF, - L IKARE, - La Chambre d Agriculture de la Guadeloupe. Il se réunit au moins trois fois au cours de l étude : - au démarrage de l étude ; - à l issue de la phase 1 pour le choix du scénario à approfondir dans la tranche conditionnelle ; à cette étape de la mission, le comité de pilotage décide d affermir ou non la tranche conditionnelle ; - à la fin de la prestation. Il valide chaque étape de réalisation de l étude de faisabilité. Chacune des prestations confiées au prestataire (prestations de base et complémentaires) seront validées au préalable par le comité de pilotage Comité de suivi et de coordination Deux études de faisabilité de projets de méthanisation agricole sont lancées en parallèle sur le territoire. Afin de faciliter le partage et la mise en cohérence des résultats de ces démarches menées conjointement, un comité de suivi et de coordination des études de faisabilité est réunit. Il se compose des maîtres d ouvrage des études de faisabilité et des membres des comités de pilotage des études. Il se réunit au moins une fois à l issue de l étude, et en tant que de besoin Calendrier prévisionnel Les résultats de la phase 1 sont attendus sous 3 mois maximum à partir de la date de notification du marché. Les résultats complets de l étude sont attendus sous 2 mois maximum à partir de la date de notification de l affermissement de la tranche conditionnelle du marché. Le prestataire détaillera dans son planning l ensemble de la démarche qu il propose. Le respect du calendrier sera pris en compte dans l évaluation de l offre. 8. Forme des rendus : livrables Les livrables attendus sont les suivants : - Phase 1 : o Le rapport intermédiaire ; o Les résultats d analyses des pouvoirs méthanogènes des gisements ; Projet méthanisation EPLEFPA de la Guadeloupe : cahier des charges de l étude de faisabilité 8

9 - Phase 2 : o Le rapport final, comprenant le bilan matière et le bilan énergie de l installation présentés sous forme de schémas synoptiques, ainsi que le prévisionnel des investissements et l échéancier du projet ; o La synthèse de l étude ; o Le cahier des charges relatif à la mission de maîtrise d œuvre. Avant chaque réunion, le prestataire devra préciser l ordre du jour (validé par le comité de pilotage) et fournir préalablement les supports de présentation (remis au comité de pilotage 8 jours avant). Chaque réunion fera l objet d un compte-rendu rédigé par le prestataire et remis au comité de pilotage sous 8 jours après la tenue de la réunion. 9. Critères de sélection de l offre - prix des prestations 40 % - valeur technique de l offre 30 % - Disponibilité et proximité du prestataire 30 % Projet méthanisation EPLEFPA de la Guadeloupe : cahier des charges de l étude de faisabilité 9