Projet OPTI-SCREEN OPTIMISATION DE L ECHANTILLONNAGE A LA LIVRAISON. Décembre 2015

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1 Projet OPTI-SCREEN OPTIMISATION DE L ECHANTILLONNAGE A LA LIVRAISON Décembre 2015 Étude réalisée pour le compte de l ADEME par : DALKIA SA, CYLERGIE - ENGIE LAB et FCBA N de convention : 1301C0080 Coordination technique : DALKIA SA déléguée à FCBA Direction\Service : DALKIA SA ANNEXE 6 : NOTE SUR LA THEORIE DE L ECHANTILLONNAGE DES SOLIDES En partenariat avec :

2 SOMMAIRE Date de l étude : 12/05/ Présentation des produits étudiés et du protocole de mesures Produits étudiés Protocole Description des mesures réalisées Effet répétition pour chaque combustible Comparaison des 10 combustibles Calcul de la masse à échantillonner Principe de la théorie de l échantillonnage des solides Résultats obtenus pour le taux d humidité Résultats obtenus pour le taux de cendres Résultats obtenus pour des mélanges... 8 OPTI-SCREEN Annexe 6 : Note sur la théorie de l échantillonnage des solides (tâche 2.1) 2

3 Date de l étude : 12/05/ Présentation des produits étudiés et du protocole de mesures 1.1. Produits étudiés 10 biocombustibles sont étudiés : - Plaquettes Forestières (3 types) - Ecorce - Plaquettes de scierie - Refus de crible (2 types) - Broyat de souche - Broyat de palette - Plaquette de peuplier 1.2. Protocole Chaque biocombustible est séparé en 7 fractions : >31,5 / 31,5-20 / / 10-4 / 4-2 / 2-1 / <1 Pour chaque fraction sont mesurés : - la masse humide (M) pour le calcul du pourcentage de chaque fraction (3 échantillons de 400 à 800 g au total par biocombustible) ; - la masse Humide (MH) et sèche (MS) pour le calcul de l humidité (1 échantillon) ; - le nombre de grains (NG) et masse totale des grains (WG) pour le calcul de la masse moyenne des grains (3 échantillons) ; - la masse biomasse (BS) et cendres (CS) pour le calcul du taux de cendres (3 échantillons). OPTI-SCREEN Annexe 6 : Note sur la théorie de l échantillonnage des solides (tâche 2.1) 3

4 Date de l étude : 12/05/ Description des mesures réalisées 2.1. Effet répétition pour chaque combustible Simple visualisation graphique des 3 répétitions de chaque combustible pour : - le pourcentage de chaque fraction ; - la taille moyenne des grains ; - le taux de cendres. OPTI-SCREEN Annexe 6 : Note sur la théorie de l échantillonnage des solides (tâche 2.1) 4

5 Date de l étude : 12/05/2015 La répétabilité des mesures est dans la très grande majorité des cas excellente. Multiplier les mesures sur le même échantillon n apporte donc pas un gain de précision très important Comparaison des 10 combustibles Pour chaque combustible, sont calculés pour chaque fraction: - la part relative ; - la masse moyenne de chaque grain ; - le taux de cendres. OPTI-SCREEN Annexe 6 : Note sur la théorie de l échantillonnage des solides (tâche 2.1) 5

6 Date de l étude : 12/05/2015 Les différences entre produits sont très importantes : - Sur la granulométrie : o Part de la plus grosse fraction très importante pour le refus de crible (> 60%). o Fractions les plus fines très représentées pour les broyats de souche. - Sur l humidité : o Taux moyens de 25% (broyat palettes) à plus de 50% (plaquettes forestières 3, écorce). o Très forte différence entre fractions pour les plaquettes de peuplier. o En général la fraction la plus fine est la moins humide. - Sur les taux de cendres o Quelques matériaux avec des taux très élevés (refus de crible, broyat de souche et écorce). o Le taux de cendres est à chaque fois plus élevé sur la particule la plus fine. OPTI-SCREEN Annexe 6 : Note sur la théorie de l échantillonnage des solides (tâche 2.1) 6

7 Date de l étude : 12/05/ Calcul de la masse à échantillonner 3.1. Principe de la théorie de l échantillonnage des solides Les calculs sont réalisés selon la méthodologie développée par P. GY (Hétérogénéité, échantillonnage, homogénéisation, 1988) et reprise par C. PASCUAL (Comment mesurer l humidité de la biomasse? Réflexions sur l'échantillonnage et les moyens de mesure, 2005) Résultats obtenus pour le taux d humidité Masse minimale (g) pour une erreur maximum de Z1 0.1% 0.5% 1.0% 5.0% Broyat palettes Broyat souches Ecorce Plaq For Plaq For Plaq For Plaq peuplier Plaq scierie Refus crible Refus crible Les différentes répétitions d un même matériau peuvent donner des résultats très différents (Plaquettes forestières, refus de crible). Dans le pire des cas, avec un échantillon de 1,8 kg, on est sûr d avoir une précision d au moins 1 % sur la mesure d humidité Résultats obtenus pour le taux de cendres Masse minimale (g) pour une erreur maximum de Z1 0.1% 0.5% 1.0% 5.0% Broyat palettes Broyat souches Ecorce Plaq For Plaq For Plaq For Plaq peuplier Plaq scierie Refus crible Refus crible Pour obtenir la même précision que sur l humidité, il faut une masse nettement plus importante. Dans le pire des cas, pour une précision de 1%, il faut un échantillon de plus de 70 kg. OPTI-SCREEN Annexe 6 : Note sur la théorie de l échantillonnage des solides (tâche 2.1) 7

8 3.4. Résultats obtenus pour des mélanges Date de l étude : 12/05/2015 Connaissant les caractéristiques de chaque matériau, il est possible de réaliser les mêmes calculs pour différents mélanges. 2 types de mélanges sont testés : - 50/50 plaquettes forestières et broyat de palettes. - 33/33/33 plaquettes forestières, refus de crible et broyat de palettes. Résultats pour l humidité Masse minimale (g) pour une erreur maximum de Z1 0.1% 0.5% 1.0% 5.0% Pf1 + Palette Pf2 + Palette Pf3 + Palette Pf1+Refus1+Palette Pf1+Refus2+Palette Pf2+Refus1+Palette Pf2+Refus2+Palette Pf3+Refus1+Palette Pf3+Refus2+Palette Résultats pour le taux de cendres Masse minimale (g) pour une erreur maximum de Z1 0.1% 0.5% 1.0% 5.0% Pf1 + Palette Pf2 + Palette Pf3 + Palette Pf1+Refus1+Palette Pf1+Refus2+Palette Pf2+Refus1+Palette Pf2+Refus2+Palette Pf3+Refus1+Palette Pf3+Refus2+Palette OPTI-SCREEN Annexe 6 : Note sur la théorie de l échantillonnage des solides (tâche 2.1) 8