Cahier des charges du binôme "Valorisation des déchets / Méthanisation"

 

 

Sur cette page est présenté le cahier des charges de notre binôme pour un procédé de méthanisation, tel que nous l'avions prévu initialement. Néanmoins en avançant dans notre réflexion et les données chiffrées arrivant, nous avons été amenés à revoir fondamentalement notre méthode de gestion/valorisation des déchets de l'écoquartier pour finalement valoriser les déchets de l'écoquartier par compostage. En effet, une unité de méthanisation à un seuil de viabilité économique et technique d'environ 20 000T/an de déchets (source ADEME). Dans le contexte de Champeix et des déchets verts de la communauté de communes nous arrivons à 1000T/an, rendant notre projet caduc.

 

Nous vous invitons alors à consulter notre projet de compostage au coeur de l'écoquartier: Compostage


 

Cahier des charges du Binôme "Valorisation des déchets / Méthanisation"

 


  • Laveine Antoine (ENSIACET)

 

© 2009 Naskeo Environnement

 http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.biogaz-energie-renouvelable.info/images/methanisatio_agricole_grand.jpg&imgrefurl

 

Vous trouverez ci-dessous le cahier des charges du binôme "Valorisation des déchets / Méthanisation", composé des étudiants et Antoine Laveine. Les différents points abordés sont :

  • CONTEXTE
  • OBJECTIFS
  • METHODOLOGIE
  • MOYENS 
  • ARTICULATION AVEC LES AUTRES BINOMES
  • CONTACTS

 

CONTEXTE :

Afin de satisfaire aux besoins énergétiques nous disposons de nombreux moyens plus ou moins écologiques à savoir les filières nucléaire, charbon, pétrole, solaire, éolienne, et plus récemment méthanisation de la biomasse.

Afin de préserver les ressources fossiles et de se dégager du nucléaire nous voyons fleurir depuis une dizaine d'années des énergies innovantes et "propres" telles que le photovoltaïque, l'éolien et surtout, ce qui nous intéresse ici, la méthanisation.

Pour aller plus loin et toujours dans l'optique de préserver nos ressources nous voyons apparaitre dernièrement des usines de méthanisation de toutes tailles allant de celle fournissant l'énergie électrique d'un haras à celle de Montpellier fournissant l'énergie électrique de 10 000 foyers.

La méthanisation est un procédé permettant de produire un biogaz à partir des déchets putrescibles, des collectivités, des particuliers, des producteurs agricole...

Le méthane est ensuite transformé la plupart du temps en énergie électrique pour alimenter des foyers ou être vendu à EDF.

En 2008, la production primaire de l’ensemble des énergies renouvelables (électriques et thermiques) s’élève à 19 Mtep, soit 13,9 % de la production nationale énergétique.

Dans le contexte actuel où les énergies renouvelables prennent doucement mais surement une place de plus en plus importante dans la production énergétique de notre pays, il faut noter (figure ci-dessous) que la méthanisation (production de biogaz) reste marginale. Cependant elle semble progresser d'année en année (0,24Mtep en 2007) et c'est pour ça que nous souhaitons étudier la faisabilité d'une telle production énergétique dans le cadre de notre écoquartier sur Champeix.

 

 

 
Source : SOeS, bilan de l’énergie (www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr)

  

Législatif :

La méthanisation est soumise à un contexte législatif complexe...

Les textes de loi concernent:

  • l'installation de l'unité de production
  • la provenance des matières premières et leur mode se stockage
  • l'utilisation et le stockage des gaz synthétisés et du digestat
  • les conditions d'achats de l'électricité issu du biogaz

De plus, il sera capital dans notre travail de binôme de se soumettre aux arrêtés du 10 novembre 2009 (les plus récents relatifs à la méthanisation) en application du titre premier du livre 5 du code de l'environnement. Rappelons en effet que notre but à terme est de "concevoir l'installation dans l'objectif d'une optimisation de la méthanisation, de la qualité du biogaz et de la matière des émissions dans l'environnement" (extrait de l'article 6).

 

Local :

Afin de bien comprendre le but du travail de notre binôme et l'organisation que nous allons adopter il est important de bien préciser le contexte local de ce projet.

Lorsque nous avons réfléchi sur quels types d'énergies propres mettre en place pour l'alimentation de l'écoquartier "La Rougère", nous avons pensé à la méthanisation car le village de Champeix étant résolument rural, de même que toutes les communes formant son canton (ce dernier est au coeur de "l'Auvergne du fromage" donc il y a beaucoup de fermes laitières...), il possède de ce fait un fort potentiel en terme de quantité de déchets agricoles disponibles et valorisables par cette technique.

De plus l'écoquartier, devant être constitué à terme d'une quarantaine de logements, constituera aussi une source potentielle de déchets putrescibles, certes moins importante en terme de quantité mais qu'il sera intéressant de mettre à contribution vis à vis de l'implication des habitants (peut-être à travers l'organisation d'un tri et d'une collecte des déchets ménagers) dans la démarche respectueuse de l'environnement propre à ce futur lieu de vie écologique.

Enfin il faut aussi préciser que sur la commune se trouve une STEP déjà existante que nous avons là encore considéré comme source potentielle de matière première pour la méthanisation (sans oublier qu'il y en a d'autres dans les communes voisines...).

 

 

OBJECTIFS:

Nos objectifs prennent en compte les aspects environnementaux, économiques, sociaux et réglementaires. Ils sont détaillés ci-dessous.

  • Répertorier les différentes sources de matières premières et caractériser leur potentiel de valorisation en biogaz.
  • Choisir le procédé de méthanisation adéquat en tenant compte de la DCO moyenne des matières premières et du contexte législatif.
  • Déterminer le meilleur site pour l'implantation de l'unité de méthanisation en tenant compte des géopositions des matières premières et du cadre législatif (distance par rapport au premiers logements de l'écoquartier).
  • Dimensionner le procédé retenu.
  • Choisir le type de valorisation du biogaz obtenu.
  • Déterminer les coûts de fabrication de l'unité, les couts d'exploitation ainsi que le taux d'amortissement.
  • Élaborer les filières de collectes des boues de STEP, des déchets putrescibles des particuliers ainsi que ceux des exploitants agricoles champillauds voire même de ceux des communes voisines au besoin..
  • Réaliser le bilan carbone de notre installation et de collecte des matières premières.

 

METHODOLOGIE:

Ci-dessous nous présentons le diagramme de Gantt détaillant la planification des tâches que nous souhaitons réaliser.

 

 

Phase 1: Obtentions des données brutes.

  • Obtenir les chiffres de la mairie et des exploitants agricoles environnants concernant les quantités et la nature des déchets putrescibles que nous pourrons valoriser annuellement.
  • DCO des boues de la STEP déjà existante sur la commune.
  • Visite sur le site à Champeix.

 

Phase 2: Recherches bibliographiques.

  • Texte de loi relatif à la construction et à l'exploitation d'une usine de méthanisation.
  • Texte de loi relatif à le vente d'énergie.
  • Documents nous permettant de choisir et de dimensionner le procédé adéquat.
  • DCO des déchets ménagers putrescibles, et des déchets agricoles retenus lors de la phase 1.

 

Phase 3: Mise en place des filières de collecte

  • Mise en place de la collecte chez les particuliers, les agriculteurs.
  • Mise en place de la collecte des boues de STEP de Champeix et des communes environnantes.

 

Phase 4: Partie calculatoire.

  • Choix et dimensionnement de notre procédé.
  • Évaluation de la quantité annuelle d'énergie produite.
  • Évaluation des coûts de fabrication et d'exploitation du procédé.
  • Calcul du taux amortissement.
  • Bilan carbone.

 

Phase 5: Discussion.

  • Confrontation du taux amortissement ainsi que de la quantité d'énergie produite par notre procédé avec les résultats des binômes 'énergie solaire' et 'énergie éolienne'.
  • Choix du meilleur procédé ou de la combinaison de plusieurs procédés qui fourniront l'électricité à l'écoquartier.

 

 MOYENS:

 Afin de tenir les délais et de faire aboutir notre projet, nous aurons besoin des éléments suivants que nous classons dans cinq phases distinctes:

Phase 1
Phase 2
Phase 3
Phase 4
Phase 5
Données sur la quantité annuelle et la nature des déchets putrescibles (agriculteurs + particuliers)
Texte de loi fixant les règles techniques et prescriptions diverses pour les installations de méthanisation : arrêtés du 10/11/2009
Modèle (moyens, organisation, etc.) pour la collecte chez les particuliers et chez les agriculteurs
Procédé choisi et dimensionnement de ce dernier (plans et intégration paysagère de l’unité)
Travail en synergie avec les binômes « solaire » & « éolien » dans le but de choisir la formule énergétique ‘propre’ optimale pour ce projet
Données sur la DCO des boues des STEP de la commune et des communes voisines
Texte de loi donnant les conditions d’achat de l’électricité issue d’une installation « biogaz » : arrêtés du 16/04/2002 & 10/07/2006
Modèle (moyens, organisation, etc.) pour la collecte auprès des STEP voisines
Calcul de la production énergétique annuelle
Documents techniques nous permettant de choisir et de dimensionner le procédé optimal.
Estimation des coûts de fabrication (données matériaux, construction, etc.) et d’exploitation (entretien, main d’œuvre, etc.) du procédé
Valeurs de DCO des déchets ménagers putrescibles, et des déchets agricoles retenus lors de la phase 1
Calcul du taux d’amortissement

 

ARTICULATION AVEC LES AUTRES BINOMES:

L'élaboration de l'écoquartier nécessite un échange constant entre les binômes. Ainsi, pour mener à bien notre projet de méthanisation, nous aurons besoin de connaître en particulier les avancés du binôme ''traitement vert des eaux usées'' afin de détérminer la quantité annuelle de déchets putrescibles que leur installation va produire. Nous nous rapprocherons aussi, après avoir réalisé la partie calculatoire de notre projet, des binômes ''énergie solaire'' et ''énergie éolienne'' afin de déterminer quel est le procédé à retenir concernant la production d'énergie. Vous trouverez sous le lien suivant les interactions entre binômes : Articulation des binômes.