Une maison de repos et de soin vient d’ouvrir ses portes dans le nouveau quartier de « Crisnée demain », en province de Liège. Sa particularité : son bâtiment est alimenté en énergie par une chaudière et une petite unité de cogénération, toutes deux alimentées en plaquettes de bois. L’installation fournit la totalité de la chaleur nécessaire au chauffage et à l’eau chaude sanitaire du home. Elle produit aussi l’eau chaude nécessaire au fonctionnement de la laverie (séchoir et machine à laver) et couvre 70 à 80 % des besoins en électricité du bâtiment.

Visite guidée avec Grégory Tack, responsable de la section biomasse et chef de projet chez Coretec.

Des plaquettes de bois comme combustible

A l’époque, lorsque Jean-Luc Mahaux réfléchit à l’approvisionnement en énergie de sa future maison de repos (surface : 5.000 m², capacité : 120 lits), il souhaite se tourner vers une solution durable et respectueuse de l’environnement. Après discussion avec l’intégrateur-ensemblier Coretec, société en charge des installations (membre ValBiom), Jean-Luc Mahaux oriente rapidement son choix vers un combustible bois.

« Sur le plan environnemental, le choix de la cogénération bois est évidemment intéressant. En particulier lorsque le projet est de petite taille et qu’il fait appel à un combustible et une main d’œuvre local(e), » explique Grégory Tack. Il ajoute : « Pour une installation similaire à celle de Crisnée, on a constaté qu’utiliser le bois permet un abattement d’à peu près 90 % de CO₂ par rapport à un combustible fossile. Le bilan carbone est donc très positif.»

Après concertation avec le porteur de projet, Coretec a donc implanté une unité modulaire composée d’une chaudière et d’une cogénération biomasse, toutes deux alimentées en plaquettes de bois, pour générer simultanément de la chaleur et de l’électricité.

« La plaquette a pour avantage d’être un combustible non transformé, plus facile d’utilisation et – actuellement – meilleur marché. Le pellet a lui l’avantage d’être plus confortable en terme de maintenance et d’exploitation (ndlr : il génère moins d’encrassement et moins de frais d’entretien), » souligne Grégory Tack. Il ajoute : «  En-dessous de 300 à 400 kW_th, il peut s’avérer judicieux d’utiliser du pellet pour un meilleur bilan ‘investissement et coût long terme’. Au-delà, on investiguera prioritairement la plaquette. Cependant, il n’y pas de règles pour le choix du combustible, c’est un compromis à trouver parmi un large spectre de critère à objectiver avec toutes les parties prenantes du projet. En tant que concepteur et installateur, notre rôle est aussi d’accompagner le porteur de projet dans cette réflexion »

Dans le cas de l’installation à Crisnée, la plaquette est apparue comme un combustible idéal. Cette dernière, fournie par un producteur local, est dimensionnée au calibre G30 à G40 avec une teneur en eau de 10 %. Le séchage du bois est réalisé sur le site du producteur de plaquette à partir de sa propre chaudière, brulant une biomasse non valorisable en plaquette forestière ou bûche compressée. Bien sûr, il est aussi possible de sécher la plaquette sur site, ce qui sera probablement réalisé dans la seconde phase du projet.    

Concept novateur : un ensemble modulaire abritant chaudière, cogénération et silo

L’originalité de ce projet a également été sa conception modulaire : les trois modules composants l’installation (la chaudière, la cogénération et le silo externe de 100 m³) sont assemblés facilement sur une simple dalle de béton. Les travaux de génie civil ont donc été fortement limités, de même que la durée globale du chantier de la centrale énergétique (< 2 mois).

La chaudière biomasse du site de Crisnée bénéficie de la technologie du constructeur ‘Smart Heating’ (SMART 500 kW, équipée d’un foyer de type volcan, de tubes de fumées verticaux à ramonage mécanique et d’un système de filtre cyclone). Elle a été complétement pré-montée en conteneur et alimente deux ballons tampons de 4.200 litres chacun, situés dans le même module que la chaudière. La solution permet une surveillance et un contrôle à distance (via son smartphone) des différentes fonctionnalités de l’ensemble de l’installation et même de la régulation du bâtiment (monitoring en ligne).

La cogénération par gazéification (technologie du constructeur Spanner Re²) d’une puissance de 100 kW_th et 45 kW_él est dimensionnée selon les besoins du home. Elle pourra – en théorie – assurer 70 à 80 % de la consommation totale en électricité du bâtiment. Il s’agit ici d’une unité de cogénération par gazéification : le combustible bois est transformé en un gaz qui alimente lui-même un moteur thermique à gaz, entrainant un alternateur pour produire de l’électricité. Le rendement global de cette cogénération est d’environ 80 % : 53-57 % de rendement thermique auquel s’ajoute un rendement électrique de 26 %. Notons que ces chiffres sont amenés à évoluer, en fonction de la consommation du site.

A côté du module, se trouve un silo vertical de 100 m³ qui est réapprovisionné toutes les une à deux semaines.

Unité compacte de cogénération par gazéification de bois, développée par ©Spanner Re²

Côté chaleur, le home (récemment occupé) consomme actuellement 120 kW_th sur les 600 kW_th disponibles (100 kW_th cogénération + 500 kW_th chaudière). La laverie du home représente un poste de consommation important : « à terme, la laverie représentera 20 à 25 % de la consommation globale. Concrètement, l’eau chaude arrive dans le bâtiment (ndlr : sous-station) à 75°C et elle repart à la cogénération à 55°C. ». Quand la chaleur produite par la seule cogénération ne sera plus suffisante pour répondre aux besoins thermiques, la chaudière de 500 kW apportera le complément en chaleur nécessaire.

Côté électricité, le surplus produit est injecté sur le réseau. « Avant de pouvoir démarrer une cogénération, on doit avoir un contrat de prélèvement et d’injection sur le réseau. C’est une obligation. L’électricité achetée sur le réseau par une maison de repos revient à 150 €/MWh environ. Celle-ci pourra être revendue – au mieux – à 30€/MWh. La maison de repos a donc – dans ce cas-ci – tout intérêt à consommer l’électricité sur son site, » explique Grégory Tack.

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