Un ouvrage particulier : le digesteur
Le traitement des boues par digestion anaérobie permettra de stabiliser les boues, tout en récupérant un biogaz valorisable.
Le biogaz produit (65 % de CH4 et 30 % de CO2 (en volume)) est utilisé :
- En priorité, pour alimenter une chaudière afin de chauffer les boues entrant dans le digesteur, - la chaudière mise en œuvre est une chaudière biénergie. En cas de défaut de biogaz, elle peut être également alimentée au gaz de ville;
- Pour fournir de l’énergie électrique utilisable sur la STEP, avec les excédents.
Une torchère assure la sécurité du système. Elle permet de brûler l’intégralité du biogaz produit par les installations.
Procédé de traitement
La digestion anaérobie mésophile est un procédé biologique de stabilisation des boues à 35 °C. Elle se traduit par la réduction de matières organiques volatiles.
Elle vise les objectifs suivants :
1. stabiliser la boue, c’est-à-dire la transformer de telle sorte qu’elle devienne très lentement biodégradable. Cette stabilisation doit se traduire concrètement par l’absence de nuisances, entre autres olfactives, mais également par une destruction partielle de germes pathogènes,
2. réduire le volume de boues (après déshydratation) afin de limiter les coûts d’évacuation,
3. produire une boue de bonne qualité agronomique (rapport C/N favorable),
4. récupérer un biogaz valorisable si celui-ci n’est pas complètement utilisé pour le chauffage du digesteur.
Un temps de séjour minimum de 20 jours est nécessaire pour assurer une bonne stabilisation des boues.
Pour être performante une digestion doit permettre de réduire de façon significative la quantité de matières sèches contenue dans les boues, cette réduction s’accompagnant d’une forte production de biogaz. Il faut donc que les boues à traiter contiennent une grande partie de fraction biodégradable.
La filière de traitement des eaux proposée par l’entreprise titulaire du Marché a donc proposé différents aménagement pour valoriser ce traitement de digestion et indirectement optimiser au maximum la cogénération :
- - choix d’une déphosphatation mixte (biologique + physico-chimique). Par rapport à une déphosphatation physico-chimique pure le traitement retenu permet de réduire la part de boues physico-chimiques évitant ainsi d’avoir à surdimensionner l’ouvrage de digestion pour des boues sans intérêt pour ce traitement,
- - création d’un maillage sur le refoulement des matières de vidange pour pouvoir envoyer si besoin ces produits directement vers la digestion des boues.
- - création d’un maillage sur le refoulement des graisses externes et internes en amont de leur traitement biologique. Les graisses sont le produit “idéal” pour une digestion car leur teneur en matières volubiles est très importante. Dans une sensibilité de “développement durable”, il est préférable de dégrader ces graisses en produisant du biogaz donc de l’énergie plutôt que de dépenser de l’énergie pour les dégrader.
Stockage du biogaz
Le biogaz est stocké dans un gazomètre à membrane arrimé à une dalle béton et relié directement au digesteur. Une fois rempli, si l’utilisation de gaz est insuffisante, le surplus est brûlé dans un moteur à gaz pour produire de l’énergie électrique.
Ce volume permet de compenser les variations de besoins et de production de gaz, évitant ainsi le recours au gaz naturel.
Cogénération
L’utilisation du biogaz excédentaire pour chauffer les locaux d’exploitation ne présente d’intérêt qu’en période hivernale, période où également la production de biogaz est la plus faible.
Nous avons donc choisi de brûler le biogaz excédentaire dans un “moteur à gaz” afin de produire de l’énergie électrique.
Ce choix permet de valoriser le biogaz excédentaire sur les 12 mois de l’année. L’énergie électrique ainsi produite sera utilisée sur l’usine.
Principe de construction du digesteur
Le digesteur est un ouvrage particulier à la fois par sa fonction future et par ses dimensions (parois à plus de 16 mètres de haut et couverture en forme de coupole).
Pour sa couverture, les banches métalliques classiques sont abandonnées au profit des coffrages en bois souple, qui sont dits « coffrages perdus » car non réutilisés sur un autre ouvrage.
Une entreprise spécialisée
EIFFAGE TP a sous-traité la réalisation de cet ouvrage et de tous les ouvrages circulaires extérieurs à l’entreprise WOLF System (22 - Plancoët), qui intervient également dans la construction de bâtiments agricoles, d’habitat individuel et collectif ainsi que la réalisation de silos bétons.
Le chef de chantier, Peter DOMIC, vient de rejoindre les équipes déjà en place afin de réaliser la coupole du digesteur (ouvrage de 15m de diamètre et de 16,8m de haut.
Originalité de l’ouvrage de digestion
Tout d’abord il est fondé sur un radier en béton de 77 cm d’épaisseur et ensuite la forme même de la coupole supérieure implique la fabrication sur place d’un étaiement et d’un coffrage en bois (nécessaire au ferraillage puis au coulage du béton. Une fois le béton solidifié ce coffrage bois sera ensuite démonté de l’intérieur.
Le béton utilisé pour la coupole est plus ferme que celui coulé pour les parois de par la forme incurvée de la coupole.
