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La combustion de litière à la ferme se concrétise

La chaudière Vali de combustion de litière et de compost avicoles est au point. L'eau chaude produite alimentera deux bâtiments dans le Morbihan d'ici à la fin de cette année.

La cuve de 4,5 m de haut, coeur du dispositif Vali, pèse une dizaine de tonnes
La cuve de 4,5 m de haut, coeur du dispositif Vali, pèse une dizaine de tonnes
© P. Le Douarin

Porteuse du projet de conception d'une unité de combustion des fumiers de volaille à la ferme, la société Intertec, fournisseur d'équipements hors-sol, touche au but après presque quinze ans d'efforts. « Ils » y sont arrivés. Ils, ce sont Intertec et Atanor, un bureau d'études lyonnais spécialisé en combustion. Ils ont associé leurs compétences pour former la société Exédia, qui a porté la phase de recherche-développement. Aujourd'hui, Exédia s'apprête à installer la première version commerciale à l'automne chez un éleveur du Morbihan. Son nom de baptême est Vali, pour VAlorisation des LItières. Née dans le Rhône, le 9 juillet 2015 Vali a été dévoilée à de futurs utilisateurs et aux partenaires financiers (Ademe, Région Rhône-Alpes) sur le site de R&D.

Une technologie novatrice brevetée

Le « bébé » ne ressemble en rien à une chaudière à biomasse « habituelle ». En elle-même, l'unité de combustion fait 4,5 mètres de haut et pèse environ 9 tonnes. « Pour installer l'ensemble du système, il faut un local de 100 m2 et de 7 mètres de haut avec un toit démontable », précise Bruno Adam, l'ingénieur qui travaille à la concrétisation du projet qu'il nous a détaillé. Pour limiter la production de polluants toxiques en dessous du seuil fixé par la réglementation européenne, il fallait concevoir un foyer assurant une combustion entre 850 et 900 °C avec un produit à brûler mis en suspension et circulant à l'intérieur du foyer. La paroi de plus de 30 cm d'épaisseur (acier plus 20 cm de béton réfractaire et 10 cm d'isolant) maintient la température appropriée. Pour maîtriser les circulations intérieures, l'ensemble doit être d'une parfaite étanchéité et travailler en dépression pour éviter les fuites (environ 100 Pa). La qualité de la combustion repose aussi sur un apport continu de litière, ce qui limite la production de monoxyde de carbone (CO). Le CO produit est environ dix fois inférieur à la référence d'une très bonne combustion. La chaudière Vali peut fonctionner en mélange litière-copeau, mais pas en litière-plaquette. Car l'hétérogénéité de granulométrie perturbe la circulation dans le foyer et dégrade la combustion.

La gestion des fumées occupe une très grande place du dispositif. Il s'agit d'une part de récupérer les calories pour chauffer l'eau employée pour chauffer le poulailler, de dépoussiérer l'air à rejeter et d'éliminer les gaz toxiques résiduels, notamment les oxydes d'azote (NOx).

Une solution globale « clés en main »

La solution d'Exédia va jusqu'à la chaleur produite au niveau des oiseaux, avec un outil prêt à l'emploi et sous télésurveillance. L'armoire de commande sera connectée à la société Exédia pour une intervention à distance. Au final, l'utilisateur interviendra uniquement pour l'approvisionnement en litière et pour l'évacuation des cendres humides. L'eau chaude est distribuée dans les bâtiments avicoles par réseau souterrain. Martin Schlosmacher, responsable commercial d'Exédia, préconise l'aérotherme Multiheat conçu par des éleveurs néerlandais. Relevable, il est  placé au centre, de manière à ne pas perturber la circulation de l'air. Le ventilateur de 12 000 m3/h pousse l'air à réchauffer du haut vers le bas. Celui-ci ressort sur tous les cotés à travers six trappes munies d'ailettes orientables manuellement. Positionné habituellement à un mètre du sol, le Multiheat n'engendre pas de vitesse d'air sur les oiseaux assure Martin Schlosmacher, tout en permettant un mélange homogène de l'air. Outre l'aviculteur breton pionnier qui chauffera deux poulaillers, une habitation et utilisera l'eau chaude pour une autre valorisation, d'autres éleveurs ayant plus de 4000 m2 s'intéressent à ce procédé. Exédia prévoit donc de commercialiser un modèle de 450 kwatts pour des élevages de 5000 m2 et pour d'autres débouchés, mais n'envisage pas d'aller au-delà de 2000 kilowatts. Martin Slochsmacher annonce que le point d'équilibre financier devrait être atteint en  5 à 7 ans, avec la prise en compte d'aides qui restent encore à caler (Ademe, Agence de l'eau, PCAE, suramortissement...).

Valoriser l'énergie en électricité

Une chaudière n'a besoin de fonctionner qu'un quart de l'année pour satisfaire les besoins caloriques des volailles. Or, il est techniquement préférable qu'elle fonctionne en continu et à pleine puissance, d'autant que la production de litière incinérable sera excédentaire par rapport aux besoins. Exédia propose donc de coupler une micro turbine développée par Enogia, une start-up créée en 2009. Déjà connu, le procédé dit ORC (« cycle organique de Rankine ») est désormais accessible techniquement et économiquement à de petites puissances. Hors période de chauffe des poulaillers, l'eau chaude sera valorisée en électricité, avec un rendement moyen annoncé de 5 à 10 %, selon le type de turbine (10 à 100 kWe). Le procédé est utilisé dans des unités de méthanisation à la ferme. Le procédé ORC devrait permettre d'accroître le temps de retour sur investissement. D'autres valorisations plus habituelles de l'eau chaude résiduelle restent possibles, comme le séchage de produits (foin, céréales, bois...).

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