UN PROJET DE CHAUFFAGE BI-ÉNERGIE "BOIS ET FUEL" DANS UNE ÉCOLE FORESTIÈRE

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1 UN PROJET DE CHAUFFAGE BI-ÉNERGIE "BOIS ET FUEL" DANS UNE ÉCOLE FORESTIÈRE D. GUILLEMINE La Maison familiale de Vibraye à l'est de la Sarthe est un établissement de formation par alternance. Née voilà bientôt trente ans, cette école s'est spécialisée dans les formations forestières depuis une dizaine d'années. Elle propose aujourd'hui deux formations par alternance, le CAPA "Ouvrier Sylviculteur" et le BEPA "Travaux forestiers". Elle lancera une formation "Employé polyvalent de Scierie" prochainement. La proximité du massif de Vibraye, avec ses hectares, explique en partie le choix de cette orientation forestière. Elle explique aussi le choix du bois comme énergie depuis la création de l'établissement. UNE INSTALLATION DE CHAUFFAGE CADUQUE Depuis 1964, une partie des locaux (représentant un volume de m 3) était chauffée au bois. Bien qu'ayant fonctionné près de trente ans, cette installation comportait plusieurs défauts : un rendement calorifique médiocre lié à une chaudière bois à combustion classique usagée (sa consommation oscillait entre 120 et 140 stères par an) ; la chaufferie implantée dans un sous-sol compliquait les opérations de manipulation du bois ; - l'absence de régulation provoquait des écarts thermiques très importants. UNE VOLONTÉ : MAINTENIR LE BOIS COMME SOURCE D'ÉNERGIE L'état de vétusté de l'installation nécessitant un remplacement urgent, les responsables de cette association de formation décidèrent de maintenir le bois comme énergie. Parallèlement à cette réflexion, un groupe d'élèves travaillant sur les énergies renouvelables entra en contact avec une association chargée de la promotion du bois comme énergie de chauffage, "Biomasse-Normandie". 162

2 Économie et foret UNE ÉTUDE TECHNIQUE RÉALISÉE PAR UNE ASSOCIATION CHARGÉE DE LA PROMOTION DU BOIS DE CHAUFFAGE Cette association réalisa donc une étude de faisabilité en proposant des solutions techniques originales Une première proposition était de regrouper les réseaux de chauffage de deux bâtiments (celui chauffé au bois et un autre chauffé au fuel), pour les alimenter par un système bi-énergie couplé par une régulation. La seconde proposition concernait la manutention du bois, Biomasse-Normandie proposait, en effet, sa palétisation. PLUSIEURS SOURCES DE FINANCEMENT Les bases du projet étant jetées, il restait à trouver le financement d'un investissement évalué à près de francs. L'aide de Biomasse-Normandie permit de trouver deux sources de financement : francs des Fonds européens, dans le cadre du programme "30 projets loi-énergies en France" et francs débloqués par I'ADEME, l'établissement ayant par ailleurs francs de subventions régionales. Avec un financement de près de 50 % de l'investissement, les travaux pouvaient débuter. LES INSTALLATIONS La chaufferie comprend une chaudière turbo-bois d'une puissance de 60 kw, couplée à une chaudière fuel de 100 kw. Bien qu'elle soit prioritaire, la chaudière turbo-bois ne couvre que 75 % des besoins. Ce sous-dimensionnement volontaire a été recommandé par le constructeur pour un meilleur fonctionnement. 163 Photos D. GUILLEMINE Rev. For. Fr. XLVII

3 D. GUILLEMINE Dans cette configuration, la chaudière fuel complète le besoin en énergie lorsque la demande est trop importante. À la mi-saison, cette demande est quasi-inexistante. Une régulation performante (régulateur Landis et Gys, vannes quatre voies, horloges) complète cette installation. LA COMBUSTION ÉNERGIE SYSTÈME C'est un compromis entre la combustion ascendante afin d'obtenir une température élevée dans la réserve, les gaz ne pouvant s'échapper puisqu'il n'y a pas d'issue, et la combustion inversée qui, dans ce système, est plus une post-combustion qu'une combustion proprement dite. Ce système permet : d'avoir, lorsque la chaudière fonctionne, une génération de gaz et vapeurs dans la réserve ; d'obtenir une reprise de cette combustion en flamme inversée à forte concentration ; d'obtenir un fonctionnement à la puissance 0 sans grande inertie par l'intermédiaire des gaz et vapeurs produits dans la réserve, ce qui autorise toutes sortes de fonctionnement, donc des autonomies très grandes, jusqu'à trois jours en hors gel ; d'éliminer l'allure à puissance réduite. ORIGINALITÉ DU PROJET : LA PALÉTISATION DU BOIS Afin de simplifier les opérations de manipulation du bois, un hangar de stockage a été construit à côté de la chaufferie. Il permet le stockage de 30 palettes soit 30 stères de bois. Ces palettes originales conçues par la scierie Mottin de La Ferté-Macé (Orne) ont un double intérêt. Elles allègent les opérations de manipulation après leur remplissage et sont déplacées par un tracteur dans l'abri puis par un transpalette auprès de la chaudière. Elles permettent par ailleurs de couper facilement des rondins de 1 m ou de 2 m en longueur de 50 cm avec une tronçonneuse d'où un rendement accru. LE COMBUSTIBLE Les chaudières turbo-bois acceptent tous types d'essences (feuillus, résineux). Elles ne résistent toutefois pas aux combustibles humides. Il est donc impératif d'utiliser du bois ayant au moins deux ans de coupe préalablement fendu pour atteindre des niveaux d'humidité satisfaisants (20 %). Des mesures effectuées sur des rondins de 2 m non cassés montraient des taux d'humidité encore supérieurs à 60 % après deux ans de coupe. L'essence principalement utilisée sur le site est le Chêne (têtes de Chêne, taillis). Le bois est exploité par les élèves dans le cadre des travaux pédagogiques. 164

4 Économie et foret PREMIER BILAN APRÈS UNE SAISON DE CHAUFFE Malgré un retard dans le démarrage de la saison de chauffe (t er octobre pour la chaudière fuel et t er novembre pour la chaudière bois), un premier bilan peut être réalisé. L'alimentation de la chaudière bois : bilan mitigé C'est l'équipe pédagogique qui assure le remplissage du magasin de la chaudière bois. En mi-saison, trois chargements suffisent par jour. En période de grand-froid, quatre chargements sont nécessaires soit un remplissage toutes les 5 à 6 heures. Le remplissage n'est pas toujours aisé car la trappe de chargement est trop étroite. De plus, il faut déplorer des dégagements de fumées, lors du chargement, fort désagréables pour l'opérateur. L'utilisation de rondins de 0,5 m bien qu'allongeant le temps de chargement reste cependant appréciable et ce notamment lorsque des femmes doivent effectuer ce travail. Un confort de chauffage accru Le "couple" chaudière bois - chaudière fuel fonctionne très bien. Avec la régulation, le confort acquis est très apprécié des élèves. Il n'y a plus les écarts thermiques qui caractérisaient l'ancienne installation. Le coût global des installations s'élève à F. Précisons qu'il intègre les chaudières, les régulations, le bâtiment de stockage et l'ensemble des travaux de protection contre l'incendie. (Le bâtiment de stockage bois est à la norme "coupe-feu 2 heures"). À partir des études de consommation réalisées par l'association Biomasse-Normandie et avec des devis évaluant le coût d'une installation similaire utilisant le fuel pour seule énergie, il est possible d'apprécier la rentabilité du bi-énergie bois + fuel. Les investissements et leur financement Fuel seul Investissement Subventions Conseil régional ADEME (') Europe (`) Bi-énergie Bois-Fuel Autofinancement Emprunt (8,25 % - 7 ans) Amortissement ans ans Surcoût du loi-énergie/an (amortissement + f. financier) Subventions spécifiques au projet bi-énergie bois + fuel. L'installation entraîne un surcoût brut annuel (raisonnement sur une utilisation de 10 ans) de F. Notons que ce surcroît exclut les subventions. Rev. For. Fr. XLVII

5 D. GUILLEMINE Précisons aussi que l'investissement "bois" dans l'école est majoré d'une façon significative par des travaux de sécurité incendie pouvant être évalués à F. Les économies annuelles d'exploitation Hypothèses : Prix du bois : 130 F/stère (réalisé dans le cadre des travaux pédagogiques). - Prix du fuel : 2,10 F/litre. Comparons le coût du bi-énergie avec une installation utilisant seulement le fuel : Consommation fuel Dépense fuel Consommation bois Dépense bois Fuel seul litres F/an Bi-énergie Bois-Fuel litres F/an 110 stères F/an Dépense totale Flan Flan Économie annuelle Flan La chaudière turbo-bois permet donc une économie annuelle de F sur les frais d'exploitation. Si l'on retranche le surcoût d'investissement ( F), l'économie moyenne annuelle est ramenée à près de F. ET SI C'ÉTAIT À REFAIRE? Après une année de fonctionnement, la Maison familiale des "Forges" ne regrette pas son choix d'une installation bi-énergie. La palétisation du bois a considérablement simplifié les opérations de manipulation. Le bi-énergie "bois-fuel" couplé à la régulation apporte un confort et une souplesse fort appréciables. Les économies substantielles permises par l'installation sont un dernier point de satisfaction. Donc un bilan globalement positif. D. GUILLEMINE Directeur de la MAISON FAMILIALE DES FORGES CHAMPROND F VIBRAYE 166