Chaufferie bois industrielle de la laiterie SODIAAL

Chaufferie bois industrielle, bois énergie, chaufferie automatique, bois déchiqueté

La laiterie SODIAAL a installé en 2010 une chaufferie utilisant le bois énergie avec un appoint au gaz, en remplacement d'une chaufferie fioul, pour la production de chaleur nécessaire à ses procédés industriels.
La production annuelle est de 25 millions de litres de lait avec 7 millions de litres de lait supplémentaires à venir.

Les origines du projet
C'est la société Sogetha (gestion de l'énergie, maintenance, travaux) qui en 2008 proposa l'installation de ce type de système à la suite d'une de la casse de la chaudière fioul en place.
Cette chaudière avait une puissance de 2,8 MW et était surdimensionnée pour les besoins courants. En effet, la laiterie avait anticipé une production de lait plus importante au moment de son installation et le surdimensionnement était aussi lié à un fort appel de puissance au moment de la pasteurisation du lait malgré le fait qu'elle ne dure que quelques minutes dans la journée.
Une autre raison du passage vers un système « bois énergie » est que le coût du bois est bien plus stable et faible que celui du fioul, il y avait donc un gain économique et environnemental.

Une nouvelle installation bois énergie redimensionnée aux besoins.
La nouvelle installation bois à donc tenu compte de ces paramètres.
Elle a été redimensionnée aux besoins courants actuels de la laiterie. Un gros travail de requalification du process a été réalisé par le bureau d'étude pour pallier aux appels de puissance importants dus au procédé de pasteurisation. Il a été mis en place un ballon de stockage de chaleur permettant d'accumuler l'énergie pour la restituer le moment opportun et donc lisser l'appel de puissance.
La puissance de la nouvelle chaudière bois est de 165 kW soit une puissance 17 fois moindre que la précédente installation ! Ainsi elle couvre 73% des besoins de la laiterie, le reste étant fourni par la chaudière gaz.

Un système innovant permettant de gagner de la place pour le stockage de la chaufferie et de son combustible : des containers !
La deuxième particularité du projet est que la laiterie souhaitait récupérer le local de la chaufferie pour un autre usage.
Il s'agissait alors de construire un nouvel hangar ainsi qu'un silo enterré pour le stockage du bois déchiqueté. Or la nappe phréatique se trouve à 3 ou 4 mètres sous le niveau du sol ce qui allait engendrer des coûts supplémentaires pour renforcer la structure contre les problématiques liées à l'infiltration d'eau et à la protection contre les pollutions.

De ce fait, la Sogetha a proposé d'utiliser des containers industriels posés à même le sol pour y implanter à la fois le système de chaufferie, de transfert et de stockage du combustible. Cela permettait à la fois de limiter les coûts importants de génie civil d'un silo « en dur » et d'éviter de creuser dans le sol et de gérer les problématiques liées à l'eau.

Une dalle béton a été construite dans la cour afin de pouvoir accueillir 4 containers : 1 pour la chaufferie bois principale, 1 pour la chaufferie gaz d'appoint et 2 pour le stockage du bois déchiqueté et du racleur.
Bien qu'il y ait un besoin important d'énergie, l'installation ne consomme qu'un container de bois déchiqueté (30 m3) tous les 15 jours. Il y a donc peu de camions d'approvisionnement qui circulent.

Une gestion simplifiée : de la location-service
La laiterie n'a plus la charge technique ou économique du système (entretien, réparation, approvisionnement etc.) car elle achète aujourd'hui l'énergie en sortie de chaufferie. C'est la société d'exploitation qui assume et assure le fonctionnement et l'investissement.
Cela à plusieurs avantages, notamment :
• d'identifier le coût par kWh consommé. Ce coût était masqué auparavant car les investissements, les consommations d'énergie ainsi que les petits et gros entretiens étaient « noyés » dans les dépenses globales d'entretiens de la laiterie.
• de ramener par conséquent le coût de l'énergie par litre de lait ce qui permet d'avoir une meilleure visibilité de ces questions et de l'impact sur le coût du lait.
• de maîtriser la consommation d'énergie
• de lisser l'investissement pour le maître d'ouvrage sur plusieurs années (c'est le fournisseur d'énergie qui réalise l'investissement).

Localisation

Description Technique

Puissance des installations :
• Appel de puissance pour la stérilisation du lait de 5 ou 6 mn par jour. Pasteurisation via échangeur primaire.
• Passage de 93°C à -15°C en quelques minutes.
• La puissance maximum appelée pour les divers procédés de la laiterie sont de 1,2 MW sur quelques minutes.
• Puissance chaudière bois 165 kW, avec une installation bois de 250 kW, la couverture aurait été de 93%
• Puissance chaudière gaz = 600 kW

Production et stockage de chaleur & taux de couverture:
• Stockage tampon de 4 000 litres
• Couverture bois de 73%
• Par an : 216 tonnes de bois déchiqueté soit 720 m3 apparent de plaquettes (MAP).
• 3 300 kWh / tonne soit environ 1 000 kWh/MAP
• Production = 720 000 kWh/an, 60 000 kWh/mois
• 1 container à livrer tous les 15 jours environ.
• 24 rotations actuellement sur une année, 32 envisagées avec les 7 millions de litres de lait supplémentaires à venir.
• Système de récupération de chaleur sur les chaufferies pour envoyer vers le stockage de plaquettes.

Caractéristiques économiques

Montage en location service : vente d'énergie en sortie de chaufferie.
L'industriel achète au fournisseur de l'énergie en sortie de chaufferie. Ce coût de l'énergie est constitué des différents coûts par postes (p1, p2 p3 et p4)*

Actualisation de l'indice coût et répartition contractuelle des énergies.
Le coût de l'énergie est actualisé sur un indice définit contractuellement et ajusté mois par mois avec une répartition de 70% bois et 30% gaz.
Puisque le coût du bois est plus faible que celui du gaz, cela signifie aussi que le fournisseur d'énergie, en l'occurrence la Sogetha, doit veiller à anticiper le bon fonctionnement de l'installation pour maintenir le taux d'usage de bois à 70%.
Tout dysfonctionnement du système bois entraine un report de production vers l'énergie gaz, plus chère et donc en défaveur du fournisseur.

Coûts :
• Investissement de 190 000 €HT,
• Système de location service amorti sur 10 ans,

Financements :
• 65 k€ de subventions

Amortissement avec augmentation du coût de l'énergie :
Le calcul de l'amortissement classique n'est pas possible ici car il s'agit d'une location-service, l'investissement n'est donc pas fait par le maître d'ouvrage.
Sans pouvoir le chiffrer exactement car les coûts de production d'énergie n'étaient pas connus exactement (voir ci-dessus), il est possible d'indiquer que SODIAAL est gagnant dès aujourd'hui. Le système a été redimensionné à sa juste puissance, les appareils de production sont plus récents et leur rendement plus élevés, l'usage du bois énergie abaisse mécaniquement les coûts, etc.

Dans un cas hypothétique où l'industriel réalise l'investissement, nous faisons le calcul suivant :
• Temps de retour avec aides et subventions = 5,2 ans par rapport à une solution fioul
• d'une consommation initiale de fioul d'environ 98 600 litres de fioul à 1,00 €/litre (5% d'augmentation/an) soit 0,10 €/kWh
• Mix bois/gaz à 0,056 €/kWh (2,5% d'augmentation/an)

*Définition des coûts par postes :
• P1: fourniture d'énergie (fuel, gaz, électricité, ...)
• P2: maintenance préventive et curative (mise en route, arrêt, réglages, contrôles de combustion, ramonage, ...)
• P3: renouvellement programmé des équipements et gros entretien
• P4: financement des installations

Les acteurs du projet

Maître d'ouvrage : SODIAAL, Gap
Maître d'œuvre : Sogetha (étude, installation, exploitation)
Bureau d'étude : Rostain et Coste, Gap

L'avis du maitre d'ouvrage

Michel Chardon, Président de la SAS Sogetha
« Le montage en location service pour la production d'énergie est un fonctionnement plutôt innovant pour les structures privées en regard du plus classique « investissement / exploitation », il a fallu gagner la confiance de nos partenaires pour mettre en place ce type de système.
L'effet corollaire est qu'étant liés avec le client sur plusieurs années, nous cherchons les gisements d'économies d'énergie à mettre en œuvre et convenu contractuellement.

Le premier intérêt économique du « bois énergie » est que le prix du bois en base est plus faible que celui du gaz.
Le second est que le coût de l'énergie bois augmente moins vite que le coût du gaz : sur le dernier semestre de 2012, le prix du bois a augmenté de 0,98% alors que celui du gaz a augmenté d'environ 7% !

Le système de râteaux dans les containers permet de récupérer la quasi-totalité du volume de bois, ce qui facilite la gestion des stocks (le volume de stockage étant proche du volume utilisable).

La chaleur produite dans les containers où se trouvent les chaudières est envoyé dans les containers des plaquettes grâce à un petit ventilateur. Cette récupération de chaleur permet d'assécher encore plus le bois, et d'éviter l'effet de voûte (« solidification de la masse de plaquette) qui apparait à -10°C ainsi que d'améliorer le rendement »

Daniel Aye, directeur de SODIAAL Gap. :
« Le prix de l'énergie représente une part importante de notre budget de fonctionnement. Dans un contexte où le prix d'achat alimentaire est tiré vers le bas (-30% entre janvier et mars 2013 !), il est nécessaire de réduire au maximum ce coût. L'énergie bois étant moins chère que le fioul où le gaz, nous réduisons de fait notre facture énergétique.
Le redimensionnement à une puissance plus faible de l'installation de production de chaleur à également contribué à la baisse de cette facture. »

Les points clefs

• Coût du combustible bois faible et stable en comparaison des autres énergies dépense annuelle faible (voir lien : Argus des énergies / AJENA)
• Système automatique sans intervention quotidienne
• Investissement initial réalisé par le prestataire
• Besoin d'un espace suffisant pour mettre en place les containers contenant les chaudières et le bois déchiqueté
• Avoir un espace de retournement pour les camions de déchargement des containers.

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