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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