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Gazéification des CSR : des verrous technologiques doivent encore être levés

Il est techniquement possible de valoriser des combustibles solides de récupération en utilisant des technologies de combustion à lit fluidisé, de gazéification ou de pyrolyse. Mais les procédés ne sont pas encore matures.

Déchets  |    |  Philippe ColletActu-Environnement.com

A l'occasion du salon Pollutec, la Fédération des entreprises du recyclage (Federec) a présenté une étude sur le potentiel des solutions innovantes de valorisation des combustibles solides de récupération (CSR). Celle-ci a été réalisée avec le soutien de l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe). Elle comporte deux parties : un benchmark des unités européennes et des essais de combustion de CSR sur un site pilote. Elle conclut qu'il est techniquement possible de gazéifier les CSR, mais qu'"il n'y a pas de technologie mature pour des CSR hétérogènes", résume Sandra Le Bastard, qui suit le dossier à l'Ademe.

La production française de CSR se porte bien. En 2017, 900.000 tonnes ont été produites, contre 700.000 tonnes en 2014. En revanche, la demande stagne autour de 300.000 tonnes. Le problème est sérieux pour Federec qui veut que les pouvoirs publics "soutiennent l'investissement et l'exploitation des chaudières CSR". Pour l'instant, l'Ademe a sélectionné trois projets en décembre 2016, à l'issue d'un appel à projets. Les résultats d'un deuxième appel à projets devraient être dévoilés en février prochain.

Une poignée d'unités en Europe

Le benchmark européen porte sur des unités de moins de 25 mégawatts (MW) traitant des CSR (et non de la biomasse) et utilisant des technologies de combustion à lit fluidisé, de gazéification ou de pyrolyse. Ces installations sont rares, constate l'étude. Seules dix des 94 unités recensées correspondent aux critères : trois unités à lit fluidisé, six unités de gazéification (la plupart sont encore en cours de conversion de la biomasse vers les CSR) et une unité de pyrolyse qui n'a effectué que des essais avec des CSR.

Pour les installations de combustion à lit fluidisé le faible nombre "est plus lié à l'équilibre économique qu'à la maîtrise de la technologie". L'étude note toutefois que les opérateurs évoquent des problèmes liés aux quantités de cendres volantes plus importantes que prévues. S'agissant de la gazéification des CSR, elle reste à développer pour la technologie à lit fixe. La gazéification à lit circulant n'est appliquée que sur une unité (un papetier au Danemark dispose d'une unité de 12 MW pour un coût de 14,5 millions d'euros). Quant à la pyrolyse des CSR, la technologie est balbutiante.

Dépassement de certaines valeurs limites d'émissions

Avec la seconde partie de l'étude, deux campagnes de valorisation de CSR ont été menées sur une unité pilote de gazéification à lit fluidisé. L'étude constate que les CSR produits à partir de déchets d'activités économiques (DAE) ou d'ordures ménagères (OM) respectent la réglementation (arrêté de mai 2016). Pour autant, ils ne respectent pas tous les critères requis pour l'expérience. Des dépassements sont enregistrés sur la plupart des lots concernant le taux de cendres et la teneur en azote spécifiés dans le cahier des charges.

Les premiers tests ont mis en lumière des dépassements des valeurs limites d'émissions (VLE) règlementaires pour les poussières fines et les composés organiques. Le test a toutefois montré une amélioration au bout du troisième jour, ce qui traduit de meilleurs résultats après que l'installation soit montée en température. Ce constat a motivé la réalisation d'une deuxième campagne réalisée sur une installation portée à température. Globalement, le fonctionnement de l'installation est meilleur, mais les émissions de poussières, de composés organiques (présence de méthane, en particulier) et de carbone organique total (COT) restent supérieures aux VLE.

Maîtriser l'hétérogénéité des CSR

Finalement, l'étude conclut qu'il est techniquement possible de valoriser des CSR avec une unité de gazéification à lit fluidisé. La granulométrie des CSR, leur densité et leur taux de cendres ne s'y opposent pas. Pour autant, des verrous technologiques devront être levés. Le premier concerne la maîtrise de la stabilité des caractéristiques des CSR. Un autre est l'adaptation des installations de gazéification aux différents types de CSR. Le troisième point technique à améliorer est la maîtrise des conditions de combustion pour assurer le respect des VLE. En effet, les petites unités sont confrontées à des difficultés pour atteindre un régime technique de croisière convenable. Ceci explique l'absence d'unités de moins de 25 MW révélée par le benchmark européen.

Reste l'aspect financier. L'étude constate qu'il faut réduire les coûts d'investissement et d'opération. Cela sera probablement plus simple pour les unités qui utiliseront un CSR à fort contenu biogénique et à faible taux de cendre, qui alimenteront un processus industriel sans forte exigence sur la qualité du syngaz et qui seront en concurrence avec une énergie fossile onéreuse. Autant d'éléments qui font dire à Federec que la filière ne démarrera pas sans un soutien financier des pouvoirs publics.

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