unknown - d202306017z 2PJ extrait etude faisabilite bois KERIHOUAIS

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unknown - d202306017z 2PJ extrait etude faisabilite bois KERIHOUAIS Document publié le undefined NaN undefined NaN à NaNhNaN par la commune d'Hennebont. Lien du pdf (unknown - d202306017z 2PJ extrait etude faisabilite bois KERIHOUAIS)Thèmes du document : Investissement et développement économique, Éducation, Eau et assainissement, Etude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 124

9. ETUDE DE FAISABILITE CHAUFFERIE BOIS

9.1 - PERIMETRE (RAPPEL) ET CONTEXTE

L’étude de faisabilité porte sur les bâtiments représentés ci-dessous :

- Bâtiments communaux – Ville d’Hennebont :

o école maternelle Paul Eluard

o école primaire Paul Eluard

o maison de quartier de Kérihouais

o complexe sportif Colette Besson

- Bâtiments départementaux – Conseil Départemental

o Collège Paul Langevin

- Bâtiment régionaux – Conseil Régional

o Lycée professionnel Emile Zola

- Logements collectifs – Lorient Habitat

o 9 immeubles de logements collectifs

04/07/2023Etude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 125

Le plan ci-après permets de visualiser la localisation des chaufferies, futurs lieux de raccordement au réseau de

chaleur via des échangeurs thermiques :

Un total de 15 chaufferies a été recensé. Les puissances de chauffage pour les différents bâtiments, calculées et

installées, ainsi que les consommations de chauffage sont synthétisées dans le tableau suivant :Etude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 126

Bâtiment

Puissance

calculée

kW

(hors surpuissance)

Puissance

installée

kW

Année

d'installation

Consommation

kWh/an

Logement A 219 366 2 011 276 085

Logement B 218 320 2011 et 2008 235 308

Logement C 109 253 2 011 117 256

Logement D 168 200 2 015 320 819

Logement E 102 148 2 015 141 428

Logement F 234 400 2 018 305 325

Logement J 57 - - 115 076

Logement K 55 87 2 016 97 370

Logement L 60 87 2 016 126 336

MDQ 28 - - 27 685

Ecole primaire 134 170 1 997 68 152

Ecole maternelle 43 44 2 018 52 670

Complexe sportif 178 199 2 015 149 663

Collège 240 570 2 013 159 773

Lycée 743 960 2 017 767 077

Total 2 588 3 804 2 960 023

Il en résulte une puissance totale calculée de 2,6 MW (hors surpuissance), une puissance installée de 3,8 MW

(incluant des chaudières de secours) pour une consommation de chauffage de 2,9 GWh/an.Etude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 127

9.2 - DIMENSIONNEMENT DE LA CHAUFFERIE

Afin de pouvoir calculer la puissance de chauffe nécessaire, il a été cumulé les différents appels de puissance horaires

des sites.

Le graphique ci-dessous présente les appels de puissance tout au long de l’année :

Nota : l’abscisse correspond aux heures de l’année, du 1er janvier au 31 decembre (8760 heures/an)

Pour produire la monotone des besoins, ces puissances appelées sont classées par puissances horaires

décroissantes. Il en ressort la courbe ci-après qui permet également de calibrer la puissance de la chaudière bois en

fonction du taux de couverture souhaité.

Nota : l’abscisse correspond au temps de fonctionnement à la puissance indiquée en ordonnéeEtude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 128

La puissance maximale atteinte est de 2 270 kW (optimisation de 300 kW par rapport à la somme des puissances

calculées), à laquelle un coefficient de surpuissance doit être ajouté (pertes réseau, condition climatique exeptionnelle,

perte de puissance liée à l’ancienneté des chaudières…)

Afin de convenir à ce besoin, il est proposé de mettre en place :

Equipement Quantité théorique Quantité fabricant Marque - Type

Chaudière bois 1 - kW 490 499 FROLING TM500

Chaudière bois 2 - kW 490 499 FROLING TM500

Volume stockage - m³ 15 3 * 5m³ A définir

Chaudière gaz 1 - kW 900 910 Atlantic Varmega 1000

Chaudière gaz 2 - kW 900 910 Atlantic Varmega 1000

Puissance totale - kW 2 780 2 818

Soit un coefficient de surpuissance de 22% 24%

La monotone des puissances recalculées avec les équipements proposés est la suivante :

Cette configuration permet de couvrir 91,9 % des besoins avec du bois.Etude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 129

9.3 - CONSOMMATION, STOCKAGE ET LIVRAISON DE BOIS

9.3.1 - CONSOMMATION DE BOIS

La consommation en bois dépend de ses caractéristiques thermiques. Les hypothèses prises en compte sont les

suivantes :

x Granulométrie : 10 à 30 mm (Impératif) (P 31S)

x Humidité sur brut : 30 % maximum – 25% moyenne

x PCI : 3,5 kWh. PCI/kg

x Taux de fines : < 5%

x Densité : 250 kg/m3

x Prix : 35 €HT/MWh

x Evolution du prix : 1.5%/an

La consommation future de bois et de gaz par bâtiment est présentée ci-après :

Quantité

Consommation bois - MWh/an 3 269

Consommation gaz - MWh/an 289

Consommation totale - MWh/an 3 558

Taux de couverture bois 91,9%

Masse de bois - tonne /an 934

Volume de bois - m³ / an 3 736

puissance cumulée (kW) 2850

besoins utiles (MWh) 2775

part de bois (%) 0,919 2550,2

part de fossile (%) 0,08 225

rendement production bois (%) 0,85

rendement production fossile (%) 0,95

pertes réseaux et sous-stations (MWh) 323

rendement réseau et sous-stations (%) 91%

consommation bois entrée chaufferie (MWh) 3269,0

consommation fossile entrée chaufferie (MWh) 289,000

Bâtiment

Consommation

actuelle

kWh/an

Rendement

actuel

Besoin total

kWh/an

Besoin bois

kWh/an

Besoin gaz

kWh/an

Rendement

bois Rendement gaz

Consommation

bois

kWh/an

Consommation gaz

kWh/an

Consommation

totale future

kWh/an

Logement A 276 085 0,95 262 281 238 675 23 605 0,85 0,95 280 795 24 848 305 642

Logement B 235 308 0,95 223 543 203 424 20 119 0,85 0,95 239 322 21 178 260 500

Logement C 117 256 0,95 111 393 101 368 10 025 0,85 0,95 119 256 10 553 129 809

Logement D 320 819 0,95 304 778 277 348 27 430 0,85 0,95 326 292 28 874 355 166

Logement E 141 428 0,95 134 357 122 265 12 092 0,85 0,95 143 841 12 729 156 569

Logement F 305 325 0,95 290 059 263 953 26 105 0,85 0,95 310 533 27 479 338 013

Logement J 115 076 0,85 97 815 89 011 8 803 0,85 0,95 104 719 9 267 113 986

Logement K 97 370 0,95 92 502 84 176 8 325 0,85 0,95 99 031 8 763 107 794

Logement L 126 336 0,95 120 019 109 217 10 802 0,85 0,95 128 491 11 370 139 861

MDQ 27 685 0,85 23 532 21 414 2 118 0,85 0,95 25 193 2 229 27 423

Ecole primaire 68 152 0,85 57 929 52 716 5 214 0,85 0,95 62 018 5 488 67 506

Ecole maternelle 52 670 0,95 50 037 45 533 4 503 0,85 0,95 53 568 4 740 58 309

Complexe sportif 149 663 0,85 127 214 115 764 11 449 0,85 0,95 136 193 12 052 148 245

Collège 159 773 0,95 151 784 138 124 13 661 0,85 0,95 162 499 14 380 176 878

Lycée 767 077 0,95 728 723 663 138 65 585 0,85 0,95 780 162 69 037 849 199

Réseau 297 191 26 299 323 490

Total 2 960 023 2 775 964 2 526 127 249 837 3 269 106 289 285 3 558 391Etude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 130

9.3.2 - STOCKAGE DE PLAQUETTES

Le stockage de bois plaquette est dimensionné à partir d’une autonomie journalière souhaitée.

Nous partons du principe d’une autonomie de 5 jours à pleine puissance en période de grand froid.

Eléments Quantité

Volume utile (m³) 200

poids bois (kg) 36 667

Energie (kWh) 121 000

Autonomie (jour) 5,1

Nb remplissage/an 27,0

Le nombre de remplissage est donc estimé à 27 (36 tonnes par remplissage (à ajuster en fonction du moyen

de livraison)

Remarque : En fin de saison de chauffe il est préférable d’avoir le silo vide afin de pouvoir effectuer la maintenance

du silo et des systèmes d’aspiration.

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kWh

Heure de fonctionnement annuel

Energie disponible dans le siloEtude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 131

9.4 - DESCRIPTIF DE LA CHAUFFERIE ET DES EQUIPEMENTS THERMIQUES

9.4.1.1 Chaufferie bi-énergie

x Chaufferie de 275 m² réalisée en béton coupe-feu 2h avec deux portes d’accès chaufferie coupe-feu 1h en acier galvanisé laqué ;

x Accès de plain-pied pour livraison matériels et entretien (cendres) et un accès de secours en direction opposé conformément à la réglementation ICPE ;

x Toiture terrasse avec isolation et étanchéité ;

x Hauteur sous-plafond 4,15 m ;

x Sol enduit époxy ;

x Finition intérieure peinte ;

x Finition extérieure béton lasuré compris matrice selon plan architecte principe de prémur à valider par BET structure ;

x Pose d’un drain périphérique à la chaufferie avec regards de raccordement sur réseaux VRD ; x Ventilations hautes et basses de la chaufferie ;

x Raccordements aux réseaux ;

x Eaux usées raccordées en gravitaire sur le réseau public cheminant à proximité ; x Eaux pluviales raccordées en gravitaire sur le réseau public cheminant à proximité ; x Electricité : nouvelle alimentation triphasée avec coffret spécifique et TGBT spécifique chaufferie ;

9.4.1.2 Silos

x 2 silos de 36 m² au sol réalisé en béton coupe-feu 2h avec porte d’accès depuis l’intérieur coupe-feu 2h et hublots de contrôle des silos coupe-feu 2h ;

x Ventilations traversante hautes des silos ;

x Trappes de remplissage carrossables ;

x Hauteur sous dalle 4,00 m ;

x Pose d’un drain périphérique aux silos avec regards de raccordement sur réseaux VRD ; x Volume brut : 300 m³

x Volume net : 200 m³

9.4.1.3 Transfert des plaquettes bois

x Extracteurs de Silo rotatif de diamètres 5,50 m ;

x Vis sans fin de remontée du bois (pente < 30°) de diamètre 200 mm ; x Ecluses rotatives ;

9.4.1.4 Chaudière bois

x Deux chaudières à chambre de combustion avec grille mobile

x Echangeur de chaleur vertical à tube lisse

x Conduit fumée double paroi - hauteur exacte en fonction de l’étude d’exécution x Ventilateur de tirage à haut rendement

x Dépoussiérage et décendrage automatique en conteneur mobile x Allumage électrique.

x Régulation et automatismes

x Raccordement électrique et câblage.

x Puissance 500 kW selon gamme constructeur

9.4.1.5 Régulation automatique

x Régulation Lambda et température de la chambre

x Optimisation de la combustion

x Régulation de la combustion du foyerEtude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 132

9.4.1.6 Hydraulique chaufferie

x Réseau primaire des chaudières et ballons avec vanne trois voies motorisée sur le retour et pompe de charge ;

x Asservissement température de retour du réseau ;

x Pompes primaires doublées de réseau à variation électronique (débit pression) ;

x Régulation température primaire (chauffage seul sur le réseau) ;

x Régulation cascade chaudières ;

x Régulation charge ballons tampons ;

9.4.1.7 Chaudière gaz d’appoint

x 2 chaudières GAZ acier à condensation et brûleurs modulants ;

x Conduits de fumées mécano-soudés et autoportants avec carneaux collecteurs de raccordement

x Revêtement extérieur des conduits en poly miroir ;

x Puissance unitaire 926 kW x 2 ;

9.4.1.8 Distribution du réseau de chaleur

x Réseau de chaleur enterré réalisé en tubes acier pré isolés (régime d’eau 80/60°C)

x Diamètre départ chaufferie : Cf plan selon scénario ;

x Diamètre sous-stations bâtiment : Cf plan ;

x Longueur totale des réseaux : Cf plan selon scénario

x Pénétrations dans les bâtiments existants et raccordements et traitement de l’étanchéité ;

9.4.1.9 Travaux de chauffage en sous station

x Pénétrations des réseaux ;

x Echangeurs de chaleur à plaques ;

x Bouteille de découplage

x Reprise sur hydraulique existante ;

x Pompes, vannes de régulation, vase d’expansion ;

x Régulation un réseau à température variable sur sonde extérieure et sonde d’ambiance ;

x Electricité chaufferie (armoire, câblage, éclairage et PC) avec alimentation depuis TGBT ;

x Désembouage des réseaux existants ;

9.5 - SCHEMA DE PRINCIPE

Les plans ci-dessous illustrent les 3 scénarios d’implantation de la chaufferie, impactant également le tracé du réseau

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ϭͬϮϬϬϬͲϯLes atouts et les faiblesses identifiés pour chaque site sont présentés ci-après :

Scénario Localisation chaufferie Atout Faiblesse Point à identifier

1 A côté du Gymnase Manœuvre facilité Site à sécuriser Arbre à abattre Nature du sol

2 En dessous de l'école primaire Site pré-sécurisé Manœuvre facilité Aire de jeux à délocaliser Nature du sol

3 Sur le parking du collège

Site déjà sécurisé

Manoeuvre

facilité

Emprise sur le parking du

personnel

Linéaire légèrement plus

important (+29 ml)

Nature du sol

10. COUTS D’INVESTISSEMENT ET DE FONCTIONNEMENT

NOTA : l’ensemble des coûts précisés ci-dessus ne tient pas compte de travaux de désamiantage. Suite aux résultats

des diagnostics amiante avant travaux, il conviendra de mettre à jour les montants de travaux en cas de présence

d’amiante.

De même les coûts présentés ne tiennent pas compte de contraintes non connues à ce jour, notamment concernant

la nature du sol pour le terrassement du réseau de chaleur et des fondations pour la chaufferie, ni de l’évolution du

coût des matériaux.

10.1 - SITUATION DE REFERENCE

Travaux à prévoir à moyen terme (€HT)

Remplacement chaudière 388 900 Remplacement panoplie 388 900

Total 777 800

Dépenses actuelles (€TTC) P1+P'1+P2+P3

MWh 2 960 203 444

P1 188 305

P2 11 250 P3 3 889

P4 32 387

Total 235 831

prix du MWh utile fossile 85,0Etude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 138

10.2 - SOLUTION BOIS

Postes Investissement (€HT) Subvention (€) Reste à charge (€HT)

chaudière bois + gaz + dessilage transfert 486 000

génie civil (chaufferie et silo) 979 135

Hydrauliques + électricité + GTB 463 000

réseau de chaleur (tranchée + réseau) 665 000

sous-stations 525 000

maîtrise d'œuvre 218 269

Total 3 336 404 1 086 290 2 250 114

Dépense de fonctionnement (€TTC)

P1 - énergie 137 258

P'1 - électricité 680

P2 - maintenance 54 931 P1+P'1+P2+P3

P3 - gros entretien 29 480 222 349

P4 - amortissements 93 693

Total 316 042

Bâtiment MWh utile/an P1 - €TTC P2 - €TTC P3 €TTC P4 €TTC Coût total - €TTC €TTC/MWh

Logement A 262 281 17 117 1 059 366 3 048 21 591 82

Logement B 223 543 14 589 926 320 2 665 18 500 83

Logement C 111 393 7 270 732 253 2 107 10 362 93

Logement D 304 778 19 891 579 200 1 666 22 335 73

Logement E 134 357 8 769 428 148 1 233 10 577 79

Logement F 290 059 18 930 1 157 400 3 332 23 819 82

Logement J 97 815 7 135 165 57 475 7 831 80

Logement K 92 502 6 037 252 87 725 7 100 77

Logement L 120 019 7 833 252 87 725 8 896 74

MDQ 23 532 2 215 81 28 233 2 557 109

Ecole primaire 57 929 4 975 492 170 1 416 7 053 122

Ecole maternelle 50 037 4 214 127 44 366 4 751 95

Complexe sportif 127 214 12 123 574 199 1 653 14 549 114

Collège 151 784 11 184 1 649 570 4 747 18 151 120

Lycée 728 723 46 025 2 777 960 7 996 57 758 79

Total 2 775 964 188 305 11 250 3 889 32 387 235 831 85,0Etude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 139

11. BILAN ECONOMIQUE

Calcul des aides

Tep bois produites 219,3 MWh produit 2550,2

% investissement

Aide production de chaleur 588 000 27,4% Aide réseau de chaleur 498 290 41,9%

TOTAL 1 086 290 37,8%

Synthèse économique - Mise en service immédiate

puissance nécessaire pour 100 m2 (kW) 10 besoins énergétiques au m2 73 coût du MWh utile bois 114 économies annuelles après subvention (hors annuités)

temps de retour avant subvention (ans)

temps de retour, après subvention (ans)

temps de retour actualisé, après subvention (ans) 16 coût chaufferie bois + appoint par kW (€) 645 coût réseau par ml (€) 500 tonnes de bois consommées 10% 710,65 nature du combustible plaquettes bocagères tep EnR consommées 281,1 tep substituées 230 investissement par tep substituée (€) 14527 tonnes de CO2 évitées/an (fossile nat. 2,3 t/tep - fioul 3,1 - propane 2,7) 620 aide par tep substituée sortie chaudière 4730 emploi généré en équivalent temps plein 0,81 chaleur livrée par ml de réseau (MWh) 2,21

temps fonctionnement pleine puissance (heures) 3269

Chaufferie

58%

Réseau

20%

Sous-station

16%

Maîtrise d'œuvre

6%

Répartition des postes d'investissementEtude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 140

113,6

85,0

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

0

20

40

60

80

100

120

bois gaz

Coût du MWh utile par poste de dépense

P4 -

amortissements

P3 - gros entretien

P2 - maintenance

P1 - énergie fossile

-200 000 €

0 €

200 000 €

400 000 €

600 000 €

800 000 €

1000 000 €

1200 000 €

0

100 000

200 000

300 000

400 000

500 000

600 000

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041

GAIN CUMULÉ

DÉPENSES ANNUELLES

Evolution des dépenses annuelles (€) et cumul des gains

Gain cumulé total bois total gazEtude de faisabilité bois - KERIHOUAIS

BECOME 29 – INGENIEURS CONSEILS 141

12. CONCLUSION

L’étude de faisabilité portant sur 15 bâtiments montrent qu’il est techniquement possible d’implanter une chaufferie

bois-gaz de 3 MW équipée d’un silo de stockage permettant une autonomie de 5 jours à pleine puissance. Le taux de

couverture bois est calculé à près de 92%, permettant d’évité l’émission de 620 tonne de CO2 par an. En fonction du

scénario d’implantation de la chaufferie, les trois scénarios présentent un linéaire de réseau sensiblement équivalent.

Les chaufferies actuelles des bâtiments sont d’une surface assez importante pour y implanter un échangeur thermique

et une bouteille de mélange. Chaque sous station devront faire l’objet d’une adaptation hydraulique pour pouvoir se

raccorder au réseau secondaire existant.

D’un point de vue économique, le coût d’investissement de l’ensemble du projet est estimé à 3 300 000 €HT (maîtrise

d’œuvre inclus). Les aides financières apportées par le fonds chaleur ont été calculées à hauteur de 37,8%, soit

1 086 000 €. Le temps de retour sur investissement s’opère au bout de la 15ème année de fonctionnement selon les

différentes hypothèses retenues (taux d’emprunt, évolution du coût des énergies…).

04/07/2023