Dossier thématique n 2

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1 Dossier thématique n 2 Quand le gaz devient électricité Auteur : Jean-François RÉCOCHÉ Dossier thématique n 2 Quand le gaz devient électricité Page 1

2 Dossier thématique Sommaire n 2 Une innovation au service de l'énergie. La nouvelle unité de valorisation électrique du biogaz implantée par Travadec, filiale de Sita Dectra, sur l'ecopôle de I SITUATION. II LE SITE. P.3 P.3 III LE CENTRE DE STOCKAGE. P.4 IV L'UNITÉ DE VALORISATION. V la Vallée LES LIXIVIATS. Guerbette à P.5 Allemant (Aisne), accueille un centre de traitement et de valorisation de déchets qui permet la production d'électricité, exportée 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 sur le réseau local de distribution exploité par EDF. V LES LIXIVIATS. VI CHAÎNES ÉNERGÉTIQUES. VII UTILISATION EN COURS. P.7 P.8 P.9 Photos et j.f.récoché Illustrations et données : Dossier thématique n 2 Quand le gaz devient électricité Page 2

3 I SITUATION. Allemant, petit village de 172 habitants, est situé dans l'arrondissement de Soissons. C'est là que TRAVADEC, entreprise spécialisée dans la traitement (TRA) et la valorisation (VA) des déchets (DEC) a décidé de s'installer et d'ouvrir en 1997 l'ecopôle de la Vallée Guerbette. Centre de stockage, de tri, de compostage et déchèterie, l'ecopôle a ouvert en 2007 une unité de valorisation électrique au biogaz. Pour optimiser cette installation, une unité de cogénération est mise en place en II LE SITE. Rien du bord de la route ne laisse supposer de la présence du site. Seul un panneau nous confirme bien que l'on est bien arrivé. Prendre de l'altitude permet de réaliser l'étendue du site. Notre intérêt va se porter sur la partie du site consacrée à l'unité de valorisation électrique au biogaz. Dossier thématique n 2 Quand le gaz devient électricité Page 3

4 III LE CENTRE DE STOCKAGE. Terrassement du "casier". Apport d'argile. Compactage de l'argile. Le casier est prêt à être mis en service. Pose d'une géomembrane puis mise en place du drainant. Déversement des déchets. Remblayage et couverture. Couverture finale. Casier en cours d'exploitation. Dossier thématique n 2 Quand le gaz devient électricité Page 4

5 IV L'UNITÉ DE VALORISATION. Appelée aussi méthanisation. La fermentation en zone confinée du massif de déchets (bactéries qui agissent en l'absence d'air), produit deux sortes d'effluents. Gazeux (Le biogaz) Composé essentiellement de méthane (50%) et de dioxyde de carbone (36%). La proportion de ces 2 gaz dépend de la nature du substrat et précisément de la proportion Carbone - Hydrogène - Oxygène - Azote (CHON). Un substrat riche en carbone et hydrogène peut produire un biogaz à 90% de méthane. Liquides (Les lixiviats) Le lixiviat (ou percolat) est le liquide résiduel qui provient de la percolation de l'eau à travers un matériau. Ce terme désigne notamment tous les «jus» issus de décharges, de déchets, de composts, etc. Remarque : Le café est un lixiviat, d'ailleurs les machines sont des percolateurs. Le méthane est un gaz à effet de serre très puissant. Le dioxyde de carbone aussi, mais son Potentiel de Réchauffement Global est 23 fois inférieur à celui du méthane. Capté et conduit grâce à un réseau de canalisations, le biogaz était durant des années tout simplement brûlé à la sortie d'une torchère. Quand on sait que la production de biogaz est supérieure à 700 Nm 3 / h, on réalise la perte d'énergie occasionnée. Nm 3 (Normaux mètre cube):kesako?? Le volume occupé par un gaz dépendant de la pression et de la température, on ne peut concevoir pouvoir comparer des volumes sans les ramener à une norme. On parle alors de Normaux m 3. Pour faire simple (!) il existe bien sûr deux normes : DIN 1343 : 1013 hpa et 273,15K (0 C) ISO 2533 : 1013 hpa et 288,15K (15 C) Pour les conversions : P 1V 1/T 1 = P 2V 2/T 2 Dossier thématique n 2 Quand le gaz devient électricité Page 5

6 Depuis juin 2007 un surpresseur amène le biogaz à l'unité de valorisation électrique. La torchère est conservée pour être utilisée en cas de panne de l'unité ou lors d'un surplus de production. Le moteur (2 500 CV) est couplé à une génératrice. 750 m 3 de biogaz sont utilisés pour le moteur. La production est de kwh/j à une tension de 400 V. Une partie est "auto-consommée" pour le fonctionnement du site. Le reste, soit l'énergie nécessaire à la cuisson de dindes, ou, plus sérieusement, l'alimentation d'une ville de habitants, est vendu au réseau EDF. Evacuer la production sur le réseau électrique local nécessite d'élever la tension à V. Un transformateur vient compléter l'unité de valorisation. Dossier thématique n 2 Quand le gaz devient électricité Page 6

7 V LES LIXIVIATS. Utiliser les gaz de fermentation est une chose, mais qu'en est-il des lixiviats, ces "jus des poubelles" fabriqués par les eaux de pluies qui s'infiltrent dans le sol et qui drainent notamment les métaux lourds? Compte tenu de leur composition (98% d'eau et 2% de matières organiques et minérales), les lixiviats ne peuvent en aucun cas être rejetés directement dans le milieu naturel. Chaque exploitant a l obligation réglementaire de les collecter, de les traiter et parfois de les recycler. In fine, le traitement des lixiviats permet d obtenir des eaux propres. L'Ecopôle de la Vallée Guerbette a produit t de lixiviats en Ces effluents liquides sont pompés puis transportés par camions vers une station d'épuration spécialisée et agrée comme celle de Dijon. Un deuxième projet est sorti des cartons en 2008 : Traiter in situ les lixiviats. LA COGÉNÉRATION Les lixiviats sont dans un premier temps conduits vers des bassins de décantations. L'idée de cogénération se base sur le fait que la production électrique dégage une grande quantité de chaleur à température moyenne, habituellement dissipée dans l'environnement. L'autre partie va être déshydratée en utilisant la chaleur du moteur qui produit l électricité. L eau recondensée pourra être rejetée dans la rivière. Une partie est réinjectée dans le circuit, accélérant ainsi la production de biogaz. (Bioréacteur) Ce procédé permet l'économie de : km par an de trafic poids lourd litres de gasoil t d'émission de CO 2. Dossier thématique n 2 Quand le gaz devient électricité Page 7

8 VI CHAÎNES ÉNERGÉTIQUES. De 1997 à 2007 Gaz + air Torchère Environnement Energie chimique Energie thermique Avec l'unité de valorisation Gaz + air Moteur Alternateur EDF Energie chimique Travail mécanique Travail électrique Consommé Environnement Energie thermique Avec la cogénération Gaz + air Moteur Alternateur EDF Energie chimique Travail mécanique Travail électrique Consommé Environnement Energie thermique Traitement des lixiviats Dossier thématique n 2 Quand le gaz devient électricité Page 8

9 VII UTILISATION EN COURS. "Quand le gaz devient électricité" peut servir d'approche à de nombreuses parties des programmes. Moteur Transformateur Distribution Réaction chimique Combustion Réaction chimique Alcanes Photos et j.f.récoché - Illustrations et données : Dossier thématique n 2 Quand le gaz devient électricité Page 9