La méthanisation des déchets ménagers - L'expérience de Lille ...
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La méthanisation des déchets ménagersL’expérience de Lille Métropole
Pierre HIRTZBERGER
Chef du Service Développement
Direction des Résidus Urbains
Lille Métropole Communauté Urbaine
Lille MLille Méétropole tropole
CommunautCommunautéé UrbaineUrbaine
� 1,1 Million d ’habitants. 4ième agglomération française
� 85 communes membres
– 4 communes rassemblent 500.000 habitants
(Lille, Roubaix, Tourcoing, Villeneuve d ’Ascq)
– 32 communes comptent moins de 3.000 hab.
� 170 conseillers communautaires
� Présidente : Martine AUBRY
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100 millions d’Européens vivent à moins de 300 km de Lille !
La politique de La politique de
gestion des dgestion des dééchetschets
� 1989 - 1992 : vaste réflexion sur la politique déchets suite à l ’abandon d ’un important projet de CET
� 1992 : vote d ’une délibération cadre :
« le schéma global de collecte et de traitement des résidus urbains »
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Le schLe schééma globalma global
� Tryptique– Jeter moins
– Trier Plus
– Traiter Mieux
Les objectifs Les objectifs
du schdu schééma globalma global
� Optimisation de la valorisation matière– recyclage des déchets propres et secs
– valorisation organique
� Valorisation énergétique
� Élimination des déchets ultimes respectueuses de l ’environnement
� Proximité & Territorialité
� Réduction à la source de la production de déchets
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Le bilan matiLe bilan matièère en 2007re en 2007
Déchets recyclables propres et secs Collecte porte-à-porte et apport volontaire
108.000 t
Biodéchets Collecte porte-à-porte et apport volontaire
71.800 t
Déchets incinérables 334.400 t
Déchets encombrants – enfouis 85.200 tRecyclages directs déchetteries Déchets inertes enfouis Déchets ménagers spéciaux
69.300 t17.100 t1.600 t
TOTAL 687.400 t
Valorisation organique : Valorisation organique :
gengenèèse (1)se (1)
� Principe contenu dans la délibération de 1992 mais pas de filière de traitement retenue
� Études de définition lancées en 1995 – 3 sites retenus
– Compostage ou méthanisation
– 2 dimensionnements étudiés : 80.000 et 120.000 tonnes
– 3 modes de valorisation du biogaz étudiés : ré-injection GDF,
électricité, cogénération
� Conclusion des études– Pertinence technico-économique de la méthanisation
– Pas de faisabilité sur aucun des 3 sites
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Valorisation organique : Valorisation organique :
gengenèèse (2)se (2)
� 1998 : arrêt des 3 unités d ’incinération– Mise en décharge de 100 % des déchets résiduels
– Mise en place d ’un transfert par voie d ’eau et voie ferrée
� 1998 - 1999 : étude VNF de transport fluvial des déchets– couplage d ’un centre de transfert au CVO
– étude sur 3 nouveaux sites bord à canal
– mise en place d ’un schéma de transfert des déchets interne à
Lille Métropole
� juin 2000 : adoption du site de Sequedin / Loos pour la construction du CVO / Centre de transfert
Dimensionnement du Dimensionnement du
Centre de Valorisation Centre de Valorisation
OrganiqueOrganique
Collecte sélective porte-à-porte(déchets verts et de cuisine)
47.000 t
Déchets verts de déchetteries 42.000 t
Déchets de restauration collectiveet de marchés
8.000 t
Déchets municipaux 11.000 t
TOTAL 108.000 t
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La collecte des La collecte des
biodbiodééchets (1)chets (1)
� 550.000 habitants équipés de bacs cloisonnés pour la collecte déchets résiduels / biodéchets
� Ratio actuel de 88 kg/hab/an de biodéchets
� Expérimentations actuelles de renforcement de la collecte pour atteindre 100 kg/an/hab– renforcement des consignes de collecte sur les reliefs de repas,
les papiers/cartons souillés
– test de pré-contenants : mini poubelle de cuisine et sac bio
– étendue de la collecte séparative à la restauration collective de
taille moyenne
La collecte des La collecte des
biodbiodééchets (2)chets (2)
biodéchets déchets de restauration
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La procLa procéédure dure
administrativeadministrative
� Appel d ’offres sur performances pour la conception et la construction lancé en mai 2002– démarche Haute Qualité Environnementale – architecture soignée
– 2 filières de valorisation du biogaz (électricité et méthane carburant pour
l ’alimentation de 100 bus au gaz). Choix politique en avril 2004
– références à la charte Bonduelle, les normes allemandes et le projet de
directive européenne pour la qualité du compost
� 3 offres remises en novembre 2002– Valorga/SGTN/Paindavoine
– OWS/Norpac/Trace
– Linde/Ramery-Sogea/Delemazure
� Attribution du marché en août 2003 au groupement Linde/Ramery-Sogea/Delemazure
Les coLes coûûts ts
dd ’’investissementinvestissement
� Centre de Valorisation Organique : 54 M € HT
� Centre de Transfert et de Manutention : 18 M € HT
� Subventions : 3,5 M € HT
� Coût de traitement à la tonne 63 €/tonneIncl. Amortissement investissement et recette biogaz 10 €/tonne
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Les procLes procéédures dures
annexesannexes
� Etude générale d ’urbanisme du secteur pour 3 équipements majeurs à construire
– Le Centre de Valorisation Organique
– Un dépôt de 150 bus au gaz dont 100 alimentés
par le CVO
– Un dépôt de 80 véhicules de collecte des déchets
– Des voiries d ’accès
� Étude olfactométrique lancée en juin 2003– jury de nez
– enquêtes ménages
� Concertation locale initiée en mai 2002– plusieurs réunions publiques
– une visite de sites en Allemagne
PlanningPlanning
� Notification marché août 2003
� études d ’exécution automne 2003
� dépôt PC et DDAE janvier 2004
� choix filière valorisation gaz avril 2004
� travaux d ’assainissement été 2004
� début des travaux du CVO novembre 2004
� Fin des travaux mars 2007
� Essais et mise en service mars 07-juin 08
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Le centre de valorisation Le centre de valorisation
organique (1)organique (1)
Le centre de valorisation Le centre de valorisation
organique (2)organique (2)
Zone de dépotage des biodéchets et des déchets verts
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� Méthanisation– Digestion dans 3 digesteurs horizontaux de 1.900 m3
– La fraction lignieuse n’est pas digérée
� Post-Compostage– Obligation de stabiliser le digestat avant usage
– Compostage intensif en tunnels (3 semaines)
– Maturation de trois semaines
� Traitement de l ’air– Bâtiment en dépression 350.000 m3/h traités
– Lavage de l’air à l’acide sulfurique puis affinage sur
biofiltre de 2.500 m²
CVO : principales CVO : principales
caractcaractééristiques techniquesristiques techniques
CVO : principe de CVO : principe de
fonctionnementfonctionnement
digesteurs
Tunnels de compostage
Zone de maturation en andains
Stockage compost Zone
de préparation
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DigesteursDigesteurs
BiogazDéchets pré-traités
Calibreur
Réacteur à flux séquentiel
Extraction
du digestat
Eluat
Deshydratation
mécanique
Résidus de
digestion
Plancher-caillebotis
Aération
forcée
Air frais
Air usé
Eau de procédé
Eau de procédé
Chargement
du mélange
Déchargement
du substrat
composté
Tunnels de Tunnels de
compostage intensifcompostage intensif
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Valorisation du biogaz (1)Valorisation du biogaz (1)
� Filière de valorisation– Décision prise en Juillet 2004 : filière carburant
– Comparatif avec la filière électrique qui fait l’objet
de soutiens (0,12 €/kWhe max)
– Recette de vente de gaz 0,025 €/kWh soit 0,25
€/Nm3
� Technique de traitement– Absorption dans l’eau sous 9 bar dans une
colonne,
– Dissolution du CO2 et de l’H2S dans l’eau
– Séchage du gaz
– Odorisation (THT)
– Capacité de traitement 2 x 600 Nm3/h biogaz brut
– 4 millions Nm3 de biogaz épuré produits par an
Compresseur à
2 étages
Pression
9 bars
Biogaz brut
55-65% CH
35-45% CO
pression relative 50 mbar
Sécheurs
>95% CH
2% CO
point de rosée : -80°C
Tour de
lavage
>95% CH
2% CO
saturé en vapeur d'eau
Recyclage du méthane
dissout dans l'eau de lavage
Tour de
désorption
du
méthane
pression
4 bars
Air de process
rejeté vers le biofiltre
Tour de
dégazage du
CO
pression
atmosphérique
Air
Pompe à eau
refroidie (<15°C)
<1% CH
traces de H S
56% N
29% CO
14% O
4
4
2
2
2
4
4
2
2
2
2
2
Procédé Flotech, Auckland, Nouvelle-Zélande
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� Spécification technique du biogaz épuré en cas d’injection dans le réseau de gaz naturel
P.C.S. (kWh/Nm3) Gaz B 9,5 à 10,5 kWh/Nm
3 à 0°C
Teneur en CH4 (% molaire) _
Densité Comprise entre 0.555 et
0.7
Point de rosée eau
T < 5°C à la pression
maximale de service du réseau
Point de rosée « hydrocarbures »
T < -2°C de 1 à 70 bar
Teneur en NH3 (mg/Nm3) Teneur < 3 mg/Nm
3
Composés soufres et mercaptans
Teneur < 5 mg/Nm3
Composés sulfurés H2S (mg/Nm
3)
Teneur < 5 mg/Nm3
Gaz carbonique (% molaire)
Teneur CO2 < à 2.5% molaire
Monoxyde de carbone (% molaire)
Teneur CO < 2% molaire
Hydrogène (% molaire) Teneur H2 < 6% molaire
Oxygène (% molaire) Teneur O2 < 0,01% molaire
Teneur Cl Teneur < 1 mg/Nm3
Teneur F Teneur < 10 mg/Nm3
Impuretés Teneur Hg < 1 µg/Nm
3
Teneur goudrons et poussières < 5 mg/Nm
3
Teneur en tétrahydrothrophène (produit odorisant THT)
Comprise entre 15 et 40 mg/Nm
3
QualitQualitéé du biogaz du biogaz éépurpuréé
Valorisation du biogaz (2)Valorisation du biogaz (2)
Stockage biogaz épuré
5000 Nm3 (125 m3 à 20 bar)Poste d’injection de biogaz épuré dans le réseau de distribution de gaz naturel
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Valorisation du biogaz (3)Valorisation du biogaz (3)
Bus au gaz naturel/biogazBus au gaz naturel/biogaz