Extension de réseau de chaleur de Besançon

Deux chaudières bois de 8 MW chacune, une chaudière gaz de 19 MW : une chaufferie exceptionnelle pour l’extension d’un réseau de chaleur à Besançon

Créé à l’origine pour utiliser la chaleur émise par une usine d’incinération, le réseau de chaleur de Planoise existe depuis plus de 40 ans. En 2011, confrontée d’une part à l’obsolescence du réseau et à une augmentation des besoins , la Ville de Besançon a souhaité rénover et compléter les chaufferies existantes. Deux chaudières biomasse Mawera de 8 MW et une chaudière gaz naturel HKB de 19 MW ont ainsi été mises en place.

La nouvelle chaufferie accueille les deux chaudières avec leurs périphériques et un silo de stockage pour 5 jours d’autonomie ainsi que la chaudière gaz naturel de 19 MW en complément des autres chaudières existantes au fioul, au charbon et au bois.

Ainsi, la consommation en bois prévue pour une année sur l’ensemble du site est de l’ordre de 40 000 tonnes de plaquettes forestières, ce qui correspond à une multiplication par trois de la consommation actuelle. A elles seules, les nouvelles chaudières consomment 27 000 tonnes. Par jour de grand froid, cela représente une livraison de 12 camions par jour.

A noter, la spécificité des chaudières Mawera qui sont conçues pour utiliser également des cimes de résineux à hauteur de 10 000 tonnes par an. Cela a nécessité une conception particulière des chaudières pour ce combustible peu valorisé ailleurs en France et permet de conforter la filière résineux de Franche Comté avec un nouveau débouché. Une véritable démarche d’écoconception a permis d’aboutir à une installation à la fois performante, sûre et sobre du point de vue des coûts d’exploitation. En particulier, des choix ambitieux et innovants sur la technologie ont porté sur :

• une filtration des fumées très performante : <10mg/Nm3 soit bien au-delà des normes actuelles (< 20 mg/Nm3),
• des performances techniques poussées : avec des chaudières haut rendement équipées d’économiseurs qui permettent de gagner près de 6 % de rendement,
• une fiabilité et maintenabilité des équipements accrues avec notamment une installation compacte qui permet de réduire la longueur des convoyeurs du bois et un système de silo actif qui réduit l’utilisation du grappin.

D’un point de vue environnemental, la substitution du fioul et du charbon par le bois permet une baisse des rejets globaux de :

• 15 000 tonnes de CO2 par an soit -56 %
• 70 tonnes de SO2 par an soit -40 %.

A noter aussi que les 2 nouvelles chaudières bois permettent d’atteindre une production de chaleur à 85 % d’origine renouvelable. L’investissement réalisé pour l’opération s’élève à 16 700 000 € HT. Le chantier, piloté par un groupement de partenaires dont Viessmann France, a duré près de 6 ans, de 2010 à fin 2015. La chaufferie a été mise en service au premier trimestre 2016.

Chaudières bois

• Puissance unitaire (chaudière + économiseur) 8MW avec foyer surdimensionné de 20 % Rendement > 88%
• Timbre : 25.4 bars
• Température maxi 200°C
• Régulation de 35 à 100% pour humidité bois de 50 %
• Foyer bas NOx à grilles inclinées refroidies à eau
• Réchauffeur d’air primaire et d’air secondaire
• Echangeur tubes d’eau et tubes de fumées
• Recirculation des gaz de combustion avec injection d’air pauvre sous grille et dans foyer
• Dispositif SNCR pour réduction des NOx < 200mg/Nm3, CO < 150 mg par NM3, poussières <10 mg/NM3, SO2< 200
• Réfractaire en briques
• Introduction d’air par ventilateurs avec variateurs
• Décendrage automatique sous grilles mobiles par voie sèche avec convoyeur et silo stockage. Les cendres foyères sont valorisées via un plan d’épandage.

Economiseur

• 2 parcours de fumée avec bypass pour fumées froides
• Filtration Chaque chaudière à sa propre ligne de filtration Multi cyclone : 42 cyclones, écluse à roue cellulaire, station remplissage big bag
• Electrofiltre : 1 champ, écluse à roue cellulaire, station remplissage big bag
• Chaudière gaz avec économiseur intégré
• Puissance 19MW Rendement sur PCI >94 %
• Timbre : 25,4 bars
• Température maxi 200°C Equipée de 2 brûleurs modulants, régulation de 20 à 100 % NOx < 100mg par NM3, CO < 100 mg par NM3, poussières <5 mg/NM3, SO2< 15 mg/NM3

http://www.viessmann.fr/fr/chauffageindustriel.html#pgroup=4d625805e97b983e6f974311ca9892e4 Groupement d'opérateurs économiques représenté par la Société ENGIE Cofely, basée localement à Besançon et composé de : • Viessmann pour la fourniture et l’installation des process biomasse et gaz, • Campenon Bernard, filiale locale de Vinci Construction, pour la construction du bâtiment "tous Corps d'État", • Archi.Tech, cabinet d'architecte renommé et reconnu de Besançon pour ses compétences architecturales en infrastructures industrielles, • Ingevalor pour les compétences en ingénierie fluide et électricité, • Artelia pour les compétences en ingénierie structure tous Corps d'État, ENGIE Cofely, en plus de son rôle de mandataire et fort de ses nombreuses références en conception et réalisation d’unité de production de chaleur de grande puissance a, entre autres, réalisé les travaux de génie thermique, réseau haute pression et électricité. L’assistance technique à Maîtrise d’Ouvrage a été assurée par le Cabinet Girus, le contrôle technique par la société APAVE et la mission SPS par la société ACE BTP.

http://www.viessmann.fr/fr/chauffageindustriel.html#pgroup=4d625805e97b983e6f974311ca9892e4

Témoignage des intervenants :  

Pierre Germain (Ville de Besançon)

Plusieurs facteurs ont joué en faveur du choix de la marque Viessmann, la réputation en matière de suivi du chantier et de service après-vente était connue par la municipalité et par l’exploitant, la qualité et la robustesse des produits Viessmann, et d’autre part une pression de timbre de 25 bars était demandée, HKB savait faire. Les chaudières Mawera ont été adaptées pour pouvoir brûler des résineux, elles présentent de plus l’avantage d’un foyer bas NOx et d’une plage de modulation à 35%.

Sébastien Rochefort (COFELY, mandataire du groupement)

Le groupement a eu la mission de conception et de réalisation, ce qui a permis de fiabiliser la qualité du chantier et de respecter les l’enveloppe budgétaire, dont la partie chaudières représentait un poste majeur.

Patrick Olivier (SEVE, filiale de SECIP, exploitant)

Nous avons eu la possibilité de visiter plusieurs installations similaires déjà opérationnelles, ainsi que les usines Viessmann concernées par la fabrication des composants de la chaufferie, ce qui nous a pleinement confortés dans nos choix. Nous avons eu aussi l’avantage de bénéficier de plusieurs interlocuteurs à temps plein chez Viessmann, cela a contribué à des délais relativement courts pour ce type de chantiers, de mai 2013 à septembre 2014.