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Le schage solaire des boues :
Etat actuel de lart et retours dexprience
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CHAPITRE 4
1. DES SYSTEMES DIFFERENTS DISPONIBLES SUR LE PLAN NATIONAL
a. PRESENTATION GENERALE
Parmi les diffrents systmes disponibles, on
note trois grandes particularits :
- les systmes quips dun chauffage
complmentaire: Systme Helioplus de la Saur,
systme Ternois 3S de Ternois - Huber et
ventuellement le systme de Thermo-System.
- les serres ouvertes (qui reprsentent 11% des
serres construites) ou fermes, fonction des choix
retenus par le constructeur : uniquement pour le
systme Hliantis de Degrmont.
- et le mode de dplacement de la boue dans la
serre : les boues sont transportes au fur et
mesure du schage (serres couloirs) ou les boues
sont systmatiquement mlanges avec les boues
sches ou en cours de schage.
Cas des serres dites couloirs : Quatre procds prsents ci-dessous fonctionnent sur ce principe. Les
boues paissies et dshydrates sont introduites une extrmit de la serre et le pont retourneur les
dplace lentement chacun de ses passages. Ainsi, un gradient de siccit est observ le long de la serre et
lautre extrmit se trouvent les boues sches. Les boues fraches sont par consquent trs peu
mlanges des boues plus sches.
- Heliantis propos par Degrmont - France Assainissement :
ETAT DE LART
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- Heliocycle et Helioplus proposs par Saur (Stereau)
- Ternois 3S (Systme de Schage Solaire) propos par Ternois - Huber Technology
- Manager de boue proposs par Thermo-System
Cas des serres mlange de boue : Trois autres procds fonctionnent sur ce principe : Ils ne dplacent
pas les boues dune extrmit lautre de la serre mais ont la particularit de mlanger les boues fraches
aux boues en cours de schage.
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- Sogelios propos par Vinci - Sogea
- Sanglier lectrique propos par Thermo-System
- Solia propos par Veolia MSE
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B. PRESENTATION DES SPECIFICITES DE CHAQUE PROCEDE
Chauffage d'appoint Dsodorisation Nom du
procd
Serre
couloir
Stockage annuel
des boues Plancher Air Ventil Option Obligatoire Spcificits
Heliantis X
X
(si vacuation
discontinue)
(possible) (possible)
X
(si habitations trop
proches (200 300 m))
- Serre ouverte ou serre ferme (voir II. 2.) - Evacuation continue (boues extraites tout au long de l'anne) ou vacuation discontinue (boues extraites uniquement certaines priodes de l'anne, actuellement majoritaires sur le march) - Fonctionnement toute l'anne ou en priode favorable uniquement avec une autre solution pour les boues lors du by-pass de la serre
Heliocycle
X X
X
(biologique, physico-
chimique ou par olage
si habitations trop
proches)
Helioplus
Prvu par un ouvrage
spcifique lextrieur
X
(systmatique)
X
(systmatique)
X
(physico-chimique)
Sanglier
lectrique X
X
(possible)
X
(possible)
X
(Frquent pour
seulement 1/3 du dbit
d'extraction)
- Schage de boues liquides 2 % de siccit (uniquement en Allemagne pour le moment)
Manager de
boue X X
X
(possible)
X
(possible)
X
(Frquent pour
seulement 1/3 du dbit
d'extraction)
- Alimentation et extraction du mme cot ou loppos
Sogelios X
X
(biologique si
habitations proximit
immdiate 100 m)
- Insufflation d'air en pied du lit de boues
Solia X
X
(biologique ou
physico-chimique)
- Fonctionnement en andains
- Le bio-schage (oxydation arobie de la matire organique) est
recherch
Ternois 3S X
X
(prsence d'une fosse
de stockage en bout de
serre)
X
(systmatique)
X
(biologique, la
demande du client)
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Remarque :
Le Manager de boue de Thermo-System et le
systme Helioplus de Saur sont deux procds
rcents qui sont encore leur dbut de
commercialisation en France. Cest pour cela que
nous ne les mentionnerons pas dans les prochains
tableaux comparatifs. Ils sont dcrits de manire
succincte ci-dessous.
Manager de boue
Le Manager de boue, compltement automatis,
fonctionne diffremment du Sanglier lectrique
par le fait que celui-ci peut transporter les boues
dun point un autre de la serre. Il ny a donc
quun seul point dalimentation, automatique ou
non. Il sagit dun pont sur lequel se dplace le
retourneur transversalement. Cette conception
permet dviter de laisser une couche de boue de
quelques centimtres au niveau du radier, couche
dans laquelle les boues peuvent entrer en
anarobie et dgager des odeurs. En effet, le
Manager de boue effectue une carte de la serre
afin de compenser les ingalits au sol et ne
laisser que le minimum de boue au niveau du
radier. Cette carte peut tre refaite rgulirement.
Deux stations Autrichiennes sont quipes de ce
procd. En France, la station de Le Pouzin (07,
13 000 EH) est en construction et va tre quipe
de ce systme de retournement des boues.
Helioplus
Le procd Helioplus associe la chaleur solaire
dune serre et des pompes chaleur alimentes
par rcupration dnergie. A lintrieur de la serre,
les boues sont maintenues 30 C environ au
moyen de la chaleur solaire, de la dalle chauffante
et de lair ventil prchauff. Les pompes chaleur
sadaptent automatiquement lapport solaire. Ce
complment nergtique garantit des
performances de schage constantes sur lanne.
Avec ce procd, une dsodorisation physico-
chimique classique, avec une tour basique et une
tour acide, est systmatiquement propose.
Les pompes chaleur rcuprent les calories de
leau en sortie de station pour la dalle chauffante
et de lair dsodoris pour lair ventil.
Deux stations sont quipes de ce procd : site
pilote de Carnac (56) et Genlis (21).
Eau de sortie de
la station
Eau de chauffage de
la dalle
Air en sortie
de serre
Air chaud
Air
dsodoris
Air extrieur
Solution de
lavage
POMPE A
CHALEUR
(Dalle)
POMPE A
CHALEUR
(Air)
Figure 11 : Fonctionnement de la serre Helioplus
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2. FONCTIONNEMENT DES DIFFERENTS SYSTEMES
A. ALIMENTATION DE LA SERRE EN BOUES
La boue provenant de latelier de dshydratation de la station
dpuration doit tre amene jusqu la serre. La distance doit tre la plus
courte possible afin dviter le stockage des boues lors de leur transfert,
tout bouchage ou excs de polymres trs souvent injects pour faciliter le
transport dans la conduite. Pour cela, les constructeurs utilisent diffrents
systmes dont les particularits sont dtailles ci-dessous
Alimentation automatique des
boues
Procd Par pompe
gaveuse
Par vis convoyeuse
+ vis de rpartition
Mlange de
boues fraches
et en cours de
schage
Modification
rgulire du point
d'alimentation
Particularits de l'alimentation
Heliantis X possible
- La vis de rpartition, situe en hauteur, comporte plusieurs trappes (3 4).
- La pompe gaveuse est proscrite en raison de la dstructuration de la boue lie aux
pressions appliques
- Etalement homogne des boues sur la largeur recherch.
- Alimentation manuelle possible : point de dcharge extrieur la serre avec reprise au
godet afin de faire des tas sur toute la largeur de la serre
Heliocycle X X - Soit en hauteur par le biais d'un bras dplacement manuel, soit par des trappes situes
dans le sol et rparties sur la largeur de la serre.
Sanglier
lectrique X X X -- Gnralement 3 trappes d'alimentation situes dans le sol et rparties au centre sur la
longueur de la serre.
Manager de
boue X ou X possible - Un point dalimentation dplacement de la boue possible latralement et sur la longueur
Sogelios X X X - 3 6 vannes dalimentations rparties rgulirement dun ct sur la longueur de la serre.
- Le tas de boues fraches form la sortie de la conduite est tal au fur et mesure du
passage du retourneur.
Solia X X
- Rpartition uniforme de boues fraches laide dune trmie embarque sur le retourneur.
- Les boues sont disposes en andains
- Choix des andains aliments, tracabilit possible
- 2 autres types d'alimentation, galement automatiques, existent : convoyeur bandes et
vis sans fin
Ternois 3S X - Boues dverses sur toute la largeur de la serre
- Une paisseur de boue constante et homogne de 15 cm maximale est dpose.
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B. CARACTERISTIQUES ET FONCTIONNEMENT DES
RETOURNEURS
Malgr leurs conceptions diffrentes, tous les
systmes de retournement ont le mme objectif :
favoriser le schage des boues et ce dans les
meilleures conditions possibles.
Pour cela, les systmes de retournement :
talent les boues fraches
homognisent la temprature du lit de boues
qui a tendance tre plus leve en surface
empchent la formation dune crote la
surface du lit de boues qui limiterait les
changes et donc le schage
retournent les boues pour renouveler les
surfaces dchanges entre lair et la boue
arent la boue afin de maintenir le lit en
condition arobie et dviter les dparts en
fermentation
permettent de donner la boue une structure
granule au cours du schage
dplacent les boues pour les trois procds
munis de pont mobile se dplaant vitesse
constante
mlangent les boues fraches aux boues en
cours de schage pour les 3 autres procds
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Systme de
retournement Procd
Principe du systme
de retournement des
boues Pont r Robot r
Pont mobile se
dplaant vitesse
constante sur la
longueur de la serre
Caractristiques
Heliantis Pont scarificateur X X
- Des couteaux dcoupent les tranches de boue et interviennent surtout lors de la
phase pteuse.
- Des peignes gratteurs dplacent et font granuler la boue.
- vitesse de dplacement du pont programmable et rgule en fonction de la
rsistance applique par le lit de boue
Heliocycle Retourneur helicodal X X - Doubles spires inverses qui produisent de fines tranches de toute la hauteur du
lit de boue.
Sanglier
lectrique Robot retourneur X
- Robot 4 roues dont les axes sont munis de ples en rotation
- Dplacement alatoire recouvrant l'ensemble de la serre
Manager de
boue Retourneur de boues X - Retourneur mobile sur pont
Sogelios Retourneur de boues X
- Pont roulant se dplaant par "-coups" sur la longueur de la serre et sur lequel
un chariot, muni de deux fraises verticales, se dplace sur toute la largeur de la
serre
- Insufflation d'air en pied du lit de boues grce des buses d'injection
l'extrmit des fraises
Solia Retourneur filoguid
Soliamix X
- Guidage automatique par filoguidage
- Capteurs ultra sons embarqus anti-collision
- Fonction d'alimentation en boues (trmie embarque de 1 m3) et de
retournement des andains
Ternois 3S Pont de retournement
et de transport X X
- Rotation d'augets dcals afin de limiter les efforts sur le pont le plus large (un
seul auget sur les 2 autres ponts plus petits)
- Abaissement d'un bouclier durant les phases de rpartition et de dchargement
des boues
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C. RECOMMANDATIONS DES CONSTRUCTEURS
Le dimensionnement de chaque constructeur prend en compte des
conditions de fonctionnement bien prcises. Par exemple, les serres
couloirs ncessitent un nombre de retournement quotidien minimum
afin de laisser de la place libre pour larrive rgulire des boues fraches.
Pour le procd Solia, le nombre de retournement et lpaisseur de boues
nest pas dtermin de la mme faon puisque dans ce cas, le bio-schage
est recherch.
Le tableau ci-dessous recense donc les diffrentes recommandations de
fonctionnement des constructeurs, recommandations provenant du
dimensionnement mais aussi des premiers retours dexpriences.
Procd Epaisseur du lit de boues Nombre de retournements journaliers prconis
Heliantis
- la plus faible possible
- 20 25 cm au maximum en dimensionnement
- 55 cm maximum retournable
- 12 (6 16): compromis entre la vitesse davancement du lit de boue et la dure moyenne de
schage
- Le nombre de retournements optimum par jour dpend des conditions mto, de la qualit de la
boue, de lpaisseur du lit de boue, de la place librer en entre de serre et de la vitesse de
schage des boues.
Heliocycle 40 50 cm
- un retournement par jour au minimum
- en gnral : un en hiver et 2 l't
Sanglier
lectrique 25 cm maximum
- un retournement par jour au minimum
- 8 10 retournements maximum par jour
Manager de
boue 35 cm maximum
- un retournement par jour au minimum
- 8 10 retournements maximum par jour
Sogelios 40 45 cm avec un maximum de 60 cm - 2 retournements par jour
Solia - Andain de 1 m* au maximum
(impos par la gomtrie du robot)
- au moins un aller-retour par jour sur chaque andain
- en t, le nombre de retournements est plus important
Ternois 3S - idalement 10 15 cm
- 20 cm au maximum - entre 12 et 16 retournements par jour
* : Cette hauteur de boues favorise llvation de temprature (activit biologique augmente) et peut contribuer en partie lhyginisation du produit et fournit un
apport dnergie endogne supplmentaire.