Protocole OPTISCREEN

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1 Protocole OPTISCREEN Echantillonnage optimisé de la biomasse réceptionnée en chaufferie Louis MAIRE FCBA Thibault YON DALKIA Christophe PASCUAL ENGIE LAB - Cylergie christophe.pascual@engie.com Salon Bois-Energie de Nancy le 17 mars 2016

2 Contexte du suivi qualitatif de l approvisionnement Principe de l échantillonnage collecte préparation biomasse à échantillonner prélèvements élémentaires échantillon de mesure Hétérogénéité des livraisons de biomasse produits réceptionnés purs (produit unique) ou en mélange (mix de produits) Références normatives de l échantillonnage de biomasse CEN TC EN : nombre, taille et localisation des prélèvements très difficilement applicable : pré-échantillonnage pour évaluer le degré d hétérogénéité seuil minimum de 10 prélèvements volume total prélevé de plus de 30 (plaquettes) à 50 litres (écorces) à quarter FCBA

3 Problématique : Assurer un meilleur suivi qualitatif de l approvisionnement pour : - adapter la facturation du produit - adapter les paramètres de combustion - réduire les dysfonctionnements Objectifs du projet OPTISCREEN Produire un protocole d échantillonnage applicable dans les conditions actuelles de réception Pouvoir adapter les paramètres (taille et nombre de prélèvements) en fonction : - des livraisons (natures des produits et mélange de produits) - du niveau de précision attendu sur les mesures (humidité, granulométrie, cendres)

4 Projet BIP Méthodologie : Durée : 2 ans - Etat des lieux des pratiques actuelles d échantillonnage - Théorie de l échantillonnage des solides - Campagnes poussées d échantillonnage et analyse statistique - Analyse ergonomique et test du protocole Partenaires et financeurs : Téléchargement : protocole OPTISCREEN : ensemble de l étude :

5 1 re partie : les résultats du projet OPTISCREEN

6 Protocole OPTISCREEN: 8 fiches synthétisant les résultats du projet

7 Pour quoi? OPÉRATIONNEL : aide à la décision et préconisations générales pour assurer un bon suivi qualitatif Pour qui? - pour le CHEF DE SITE : aide à la décision pour définir le nombre et la taille des prélèvements élémentaires en fonction de l approvisionnement de la chaufferie et de la précision recherchée - pour l OPÉRATEUR en charge de l échantillonnage : préconisations concernant le mode opératoire (collecte, quartage, mesures) possibilité de calculer l intervalle de confiance associé à chaque mesure ex : prise de 3 prélèvements élémentaires dans un chargement homogène, le taux d humidité mesuré est de 40 % avec un intervalle de confiance de ± 2,6 %

8 Utilisation du protocole par le CHEF DE SITE Définition des paramètres d échantillonnage 1/ Définir la précision souhaitée 2/ Identifier le type de biomasse réceptionnée Très HOMOGENE HOMOGENE HETEROGENE Très HETEROGENE coefficient de variation 3,4% 5,8% 11,3% 16,7%

9 Utilisation du protocole par l OPÉRATEUR en charge de l échantillonnage

10 Utilisation du protocole par le CHEF DE SITE définition a priori de la taille minimale d un prélèvement élémentaire

11 Utilisation du protocole par l OPÉRATEUR en charge de l échantillonnage calcul a posteriori de la précision obtenue compte tenu du nombre de prélèvements effectués très hétérogène hétérogène homogène très homogène

12 Utilisation du protocole par le CHEF DE SITE définition a priori du nombre de prélèvements élémentaires à effectuer pour une précision donnée Nb de prélèvements Humidité moyenne attendue : 20 % Précision absolue très homogène homogène hétérogène très hétérogène Précision absolue très homogène homogène hétérogène très hétérogène ± 1 point ± 1 point ± 2 points ± 2 points ± 3 points ± 3 points ± 4 points ± 4 points ± 5 points ± 5 points Nb de prélèvements Humidité moyenne attendue : 25 % Précision absolue très homogène homogène hétérogène très hétérogène Précision absolue très homogène homogène hétérogène très hétérogène ± 1 point ± 1 point ± 2 points ± 2 points ± 3 points ± 3 points ± 4 points ± 4 points ± 5 points ± 5 points Précision absolue très homogène homogène hétérogène très hétérogène Nb de prélèvements Humidité moyenne attendue : 40 % Nb de prélèvements Humidité moyenne attendue : 45 % Nb de prélèvements Humidité moyenne attendue : 30 % Nb de prélèvements Humidité moyenne attendue : 50 % Précision absolue très homogène homogène hétérogène très hétérogène ± 1 point ± 1 point ± 2 points ± 2 points ± 3 points ± 3 points ± 4 points ± 4 points ± 5 points ± 5 points Nb de prélèvements Humidité moyenne attendue : 35 % Précision absolue très homogène homogène hétérogène très hétérogène Nb de prélèvements Humidité moyenne attendue : 55 % Précision absolue très homogène homogène hétérogène très hétérogène ± 1 point ± 1 point ± 2 points ± 2 points ± 3 points ± 3 points ± 4 points ± 4 points ± 5 points ± 5 points non-utile en application précision relative < 10 % précision relative < 20 % précision relative > 20 %

13 Utilisation du protocole par l OPÉRATEUR en charge de l échantillonnage

14 Utilisation du protocole par l OPÉRATEUR en charge de l échantillonnage FCBA

15 Utilisation du protocole par l OPÉRATEUR en charge de l échantillonnage FCBA

16 2 e partie : travaux et expérimentations du projet OPTISCREEN FCBA

17 Présentation de la base scientifique des résultats OPTISCREEN - Etat des lieux des pratiques actuelles d échantillonnage Méthodologie - Théorie de l échantillonnage des solides - Campagnes poussées d échantillonnage et analyse statistique - Analyse ergonomique et test du protocole

18 Etat des lieux des pratiques actuelles d échantillonnage Etude bibliographique, puis visites et entretiens sur 10 sites en France et 8 sites à l étranger (Italie, Autriche, Suède, Finlande)

19 Théorie de l échantillonnage des solides (P. Gy) Quand on respecte le principe que tous les fragments d un lot ont la même probabilité d être prélevés, deux seules sources erreurs subsistent : L hétérogénéité de constitution qui génère l erreur fondamentale (EF) L hétérogénéité de distribution qui génère l erreur de ségrégation (ES) Seule EF est calculable, EF ne dépend que de paramètres intrinsèques au lot à échantillonner P Gy a établi que la variance de l erreur de ségrégation est toujours inférieure à la variance de l erreur fondamentale La masse à prélever est plus importante pour les combustibles pour lesquels les fractions granulométriques prépondérantes ont des composition différentes de la moyenne. Confirmation que, même si ces chiffres sont optimistes ce n est pas la masse de l échantillon qui est déterminante mais bien le nombre d échantillons élémentaires et la manière de les prélever. Il est plus difficile d échantillonner pour mesurer un taux de cendres que pour mesurer une humidité

20 Campagnes poussées d échantillonnage et analyse statistique approche : «du pire au meilleur en passant par le quotidien» timing: 2 campagnes d analyse hiver (16 s) été (16 s) organisation : Camions préparés (16) Homogènes : le «mieux» Hétérogènes : le «pire» prise en compte des variations saisonnières Camions standards, non préparés (16) le «quotidien» (sur 3 sites différents) quelques chiffres : 770 prélèvements préparations d échantillons 980 mesures d humidité 390 mesures de granulométrie 390 mesures de taux de cendre

21 Campagnes poussées d échantillonnage et analyse statistique FCBA

22 Campagnes poussées d échantillonnage et analyse statistique FCBA

23 Campagnes poussées d échantillonnage et analyse statistique (suite) 20 (19) à 30 (13) prélèvements par 1 re prise : prise à gauche proche (GP) 2 nde : droite proche (DP) 3 e : gauche loin (GL) 4 e : droite loin (DL) Analyse statistique : Humidité moyenne des s et intervalle de confiance de la distribution

24 Analyse ergonomique Avant la mise en place du protocole OPTISCREEN : 15 entretiens avec les opérateurs en charge de l échantillonnage dans 10 chaufferies Observations : face aux variabilités inhérentes à leur activité, les opérateurs recherchent une amélioration en continue en étant forces de propositions Pistes d amélioration : - favoriser l'échange entre fournisseur et chaufferie (établir une relation de confiance) - préciser les techniques d appréciation des produits livrés (cahier des charges) - pouvoir anticiper les résultats de mesure d humidité (outils de mesure instantanée) Après la mise en place du protocole OPTISCREEN : Principaux enseignements des entretiens menés dans 4 chaufferies une présentation est nécessaire l appropriation est rapide il répond aux besoins du chef de site les outils doivent être parfois adaptés (ex : table à quarter) bonne acceptabilité par les opérateurs besoins/attentes (activité, équipements, organisation) sont bien pris en compte mesure davantage l impact de l échantillonnage sur les étapes suivantes

25 Pour se procurer le protocole : Téléchargement du protocole OPTISCREEN : Téléchargement de l ensemble de l étude : Synthèse des actions et des résultats (10 p.) annexe 1 : Rapport de l étude bibliographique annexe 2 : Synthèse des visites à l étranger annexe 3 : Synthèse des visites en France annexe 4 : Analyse ergonomique avant protocole OPTISCREEN annexe 5 : Cahier des charges fonctionnel du protocole annexe 6 : Note sur la théorie de l échantillonnage des solides annexe 7 : Préparation de l expérimentation annexe 8 : Campagnes d expérimentation et analyse statistique annexe 9 : Le protocole OPTISCREEN annexe 10 : Evaluation du protocole OPTISCREEN

26 Merci pour votre attention Téléchargement du protocole OPTISCREEN : Téléchargement de l ensemble de l étude : Louis MAIRE FCBA louis.maire@fcba.fr Contacts : Thibault YON DALKIA thibault.yon@dalkia.fr Christophe PASCUAL ENGIE LAB christophe.pascual@engie.com