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DOCUMENT DE TRANSFERT DE CONNAISSANCES

CHAUFFERIE COLLECTIVE À LA BIOMASSE

Préparé par R+O Énergie15 des Jonquilles, No. 2Rivière-du-Loup, Québec418 605.0802

Municipalité de Mont-Carmel Chaufferie collective à la biomasse

R+O Énergie 2011-02-25 Page 2 de 41

Table des matières MOT DU MAIRE ............................................................................................................ 3

1 CONTEXTE DU PROJET ............................................................................................ 4

1.1 PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT D’UNE CHAUFFERIE À LA BIOMASSE..................................... 5

2 ÉTAPES DU PROJET ................................................................................................. 6

2.1 ÉTABLISSEMENT DES BESOINS ........................................................................................ 6 2.2 CHAUDIÈRE DU CENTRE MUNICIPAL ................................................................................ 8 2.3 CHAUDIÈRE COLLECTIVE .............................................................................................. 10 2.4 ÉVALUATION DES COÛTS ............................................................................................. 20 2.5 ÉCHÉANCIER DE PROJET .............................................................................................. 25 2.6 RÉALISATION ET SUIVI DE PROJET .................................................................................. 25

3 ANALYSE ÉCONOMIQUE ....................................................................................... 26

3.1 CHAUFFERIE CENTRALE ............................................................................................... 26 3.2 CHAUFFERIE DE L’ÉDIFICE MUNICIPAL ............................................................................ 27

4 CONSIDÉRATIONS RELATIVES À LA BIOMASSE ...................................................... 28

4.1 HUMIDITÉ DE LA BIOMASSE ......................................................................................... 28 4.2 COMPARAISON DES TYPES DE BIOMASSE ........................................................................ 29 4.3 APPROVISIONNEMENT EN BIOMASSE ............................................................................. 30 4.4 NOTIONS TECHNIQUES À MAÎTRISER .............................................................................. 31

5 BÉNÉFICES DU PROJET .......................................................................................... 32

5.1 BÉNÉFICES ENVIRONNEMENTAUX ................................................................................. 32 5.2 BÉNÉFICES ÉCONOMIQUES .......................................................................................... 33 5.3 BÉNÉFICES SOCIAUX‐ÉCONOMIQUES ............................................................................. 34

6 PROCHAINES ÉTAPES ET DÉFIS À VENIR ................................................................ 35

7 PARTENAIRES DU PROJET ..................................................................................... 36

8 RÉFÉRENCES ......................................................................................................... 37

ANNEXE 1 ................................................................................................................... 38

ANNEXE 2 ................................................................................................................... 39



Mot du maire Depuis toujours, l'histoire de Mont-Carmel est étroitement liée à la forêt. Dès 1840, on retrouve la présence d'un moulin à scie sur le territoire de Mont-Carmel, présence ininterrompue jusqu'en 2006. Pendant un certain temps, dans notre municipalité comme ailleurs, la forêt était associée à la crise de l’industrie forestière. Aujourd’hui, la réalisation du projet de chaufferie collective démontre qu’elle est un tremplin pour la prise en charge du milieu et un nouveau développement. La chaufferie collective est un volet d’un projet plus vaste; le Laboratoire rural : Mise en place d’une forêt communale. En s’inspirant du modèle français de forêt communale, la municipalité développe une gestion intégrée et multiressources qui s’inscrit dans une optique de développement harmonieux et durable. Le lien forêt-usine se transforme en un lien forêt-communauté. Le chauffage à la biomasse est un exemple tangible de cette nouvelle perspective. En chauffant le Centre municipal, l’Église et l’École à partir de biomasse forestière en circuit court, nous diminuons notre dépendance à des sources d’énergie externes tout en profitant d’une ressource présente sur le territoire. C’est toute la communauté qui en bénéficie. De plus, la réduction des coûts de chauffage, la diminution de l’empreinte écologique et la proximité de l’approvisionnement font partie d’enjeux environnementaux incontournables. La municipalité de Mont-Carmel se montre proactive en y répondant par des initiatives novatrices. La forêt communale et la chaufferie collective sont un véhicule pour la prise en charge du milieu. À ce titre, les carmeloises et les carmelois ont su démontrer un dynamisme hors du commun. Et je suis certain qu’ils seront présents et mobiliser pour saisir les opportunités et défis qui se présenteront dans le futur. En terminant, j’aimerais remercier ceux et celles qui ont porté ce projet : mon prédécesseur, M. Yvon Soucy, un développeur qui a su voir grand pour Mont-Carmel, M. Michel Gagnon, directeur du Service des ressources matérielles de la Commission Scolaire de Kamouraska – Rivière-du-Loup et Mme Catherine Lévesque, présidente de la Fabrique, pour leur implication soutenue, Mme Odile Soucy, directrice générale, dont le professionnalisme et la rigueur ont été garants de la bonne marche du projet, et M. Denis Ouellet, chargé de projet de R + O Énergie, qui a permis de concrétiser cette belle idée. Denis Lévesque Maire de Mont-Carmel



1 Contexte du projet C’est dans le cadre de son projet de Laboratoire Rural que la Municipalité de Mont-Carmel a entrepris les plans d’aménagement d’une chaufferie centrale utilisant la biomasse forestière pour desservir trois édifices au cœur du village, soit l’école primaire Notre-Dame, l’église et l’édifice municipal. En effet, possédant le contrat d’aménagement forestier (CtAF) sur son territoire, la Municipalité de Mont-Carmel souhaite utiliser cette ressource à son plein potentiel. La matière ligneuse résiduelle des coupes forestières constitue une biomasse disponible pour la revalorisation, qui autrement, serait laissée sur les parterres de coupe. Récolter cette biomasse, la transformer et l’utiliser pour chauffer les bâtiments publics ou communautaires apparaît comme une avenue fort prometteuse pour les communautés rurales. L’augmentation continuelle des coûts de l’énergie est, pour les collectivités rurales, un obstacle majeur non seulement au maintien des bâtiments institutionnels, mais également à tout projet de développement économique ou industriel. L’utilisation de la biomasse pour le chauffage permet de diminuer la dépendance envers des sources externes d’énergie en plus de s’inscrire directement dans la valorisation des énergies renouvelables non polluantes. Pionnier au Québec dans le développement d’un projet de cette envergure, Mont-Carmel sera une vitrine d’expérimentation pour la mise au point d’un traitement de la biomasse sous différentes formes (granules, copeaux, etc.). Le Centre de développement de bioproduits Biopterre, situé à La Pocatière, a pour mandat de déterminer la formule optimale pour le rendement énergétique de la matière disponible. Il prévoit également l’implantation d’une culture de saule enrichi par les boues des étangs aérés de la Municipalité, permettant ainsi l’approvisionnement en matière première. Prometteur et rassembleur, le projet d’aménagement de la chaufferie centrale à la biomasse de Mont-Carmel a pu se concrétiser grâce au travail sans relâche de la Municipalité et l’appui de ses partenaires. À noter que la Municipalité de Mont-Carmel a confié à la Corporation de développement de la forêt communale de Mont-Carmel la gestion des différents volets du Laboratoire dont la chaufferie centrale à la biomasse. Les étapes de projet, les détails techniques, le budget, les bénéfices ainsi que les recommandations seront exposés dans ce document de transfert de connaissances.



1.1 Principes de fonctionnement d’une chaufferie à la biomasse Tout d’abord, expliquons brièvement le fonctionnement type d’une chaufferie à la biomasse forestière. À la livraison, la biomasse est stockée dans une réserve, sous forme de copeaux ou granules. La biomasse peut être acheminée :

• en vrac ou en sacs pour les granules; • en vrac par camion dans le cas des copeaux.

Elle est par la suite transportée à la chaudière via un convoyeur de type vis sans fin. La chaudière brûle la biomasse de façon hautement efficace et la chaleur ainsi produite est transférée au circuit de chauffage via un échangeur de chaleur. L’eau (ou autre fluide caloporteur), dont la température peut atteindre 90°C, est ensuite pompée vers les bâtiments et utilisée dans leurs réseaux de chauffage respectifs. La production de chaleur peut être contrôlée en automatisant le débit d’alimentation en biomasse et en air et en réglant la différence de température de l’eau entre l’entrée et la sortie de l’échangeur. Les cendres de combustion et les poussières récupérées du dépoussiéreur sont recueillies dans des compartiments séparés et doivent être disposées périodiquement.

Schéma d’une chaufferie à la biomasse (copeaux)



2 Étapes du projet

2.1 Établissement des besoins

2.1.1 Études préliminaires

Des études préliminaires ont été réalisées par différents ingénieurs et firmes d’experts-conseil (Jean Baribeau, ing. de Hydro-Québec, Roche, PMI) permettant à la Municipalité de mieux connaître les caractéristiques du projet de chaufferie à la biomasse et de déterminer ses besoins adéquatement. Il est à noter qu’en temps normal, une seule étude préliminaire est requise. Le contexte expérimental et novateur du projet de Mont-Carmel peut expliquer le nombre d’études effectuées pour mener à bien le projet. Établir les étapes à franchir a probablement été le plus grand défi du projet, puisque la Municipalité de Mont-Carmel faisait face à beaucoup d’inconnus, notamment :

• La difficulté d’établir le prix de revient de l’énergie : l’approvisionnement peut être très diversifié et les coûts très variables, allant de 55 à 200$ la tonne métrique verte.

• La biomasse forestière peut être fournie en vrac, en granules, en copeaux de résidus de bois, avec différentes granulométries, provenant de diverses essences d’arbre, à des coûts de conditionnement et de transport variables, etc.

• La détermination de la puissance de la chaudière ainsi que la non disponibilité sur le marché d’une chaudière ayant la puissance requise.

• La difficulté d’établir le coût des autres composantes : bâtiment de chaufferie, travaux civils, travaux mécaniques, électriques, plomberie, etc.



2.1.2 Besoins énergétiques

La consommation énergétique des bâtiments a été analysée, à l’aide des factures de la consommation des trois dernières années. Le tableau ci-dessous illustre la consommation, le coût de l’énergie et de la puissance requise pour chaque établissement. Ces données sont primordiales pour déterminer les caractéristiques de la chaudière requise.

Tableau 1

Consommation, du coût de l’énergie et de la puissance requise par bâtiment

Bâtiment

Consommation moyenne

d’énergie de chauffage (kWh/an)

Coût moyen d’énergie de

chauffage ($/an)

Puissance installée (kW)

Puissance requise (kW)

École primaire

Notre-Dame 110 000 8470 63 50

Église 150 000 11250 180 58 Édifice

municipal 84 373 8800 73 20

2.1.3 Autres besoins À cette étape, il est important de déterminer les besoins suivants : • Caractéristiques de la biomasse requise pour la chaudière (forme, humidité, etc.) • Utilisation de la chaufferie à la biomasse (100% de la consommation énergétique ou

système d’appoint disponible) • Capacité de stockage de la biomasse (taille de la réserve, fréquence des livraisons de

matière, etc.)

2.1.4 Besoins spécifiques au réseau de chaleur Lors de l’établissement des besoins relatifs au réseau de chaleur, l’emplacement de la chaufferie centrale et des bâtiments à chauffer doivent être étudiés. Dans le cas de Mont-Carmel, il s’est avéré qu’un des trois bâtiments, soit le Centre municipal, était trop éloigné des deux autres. Différentes options ont été étudiées.



2.2 Chaudière du Centre municipal La distance de 200 m entre l’édifice municipal et la chaufferie étant appréciable et le besoin de chauffage étant moindre, il a été étudié dès lors la possibilité d’exclure l’édifice municipal du réseau de chaleur. Les raisons motivant ce choix sont les suivantes : • Les coûts pour acheminer la chaleur (excavation, tuyauterie, …) étant évalués à

210$/m (64$/pi) multiplié par 200 m de distance auraient entraînés un coût de 42 000$.

• La disponibilité sur le marché d’une chaudière de 73 kW à un prix de 23 642$ (comprenant l’installation). Cette chaudière a la particularité de n’être alimentée que par les granules.

• La vocation du Laboratoire Rural est de permettre différentes expertises ou solutions à d’autres Municipalités ayant des installations éloignées.

Il fut donc décidé de procéder à l’achat d’une chaudière de puissance de 73 kW pour le Centre municipal et de garder le réseau de chaleur entre l’école et l’église avec une chaudière de puissance 100kW. La chaudière à la granule de bois installée pour le Centre municipal présente les spécifications suivantes :

Tableau 2 Spécifications de la chaudière à la granule de bois

Marque et modèle MAXIM 250 Fournisseur Groupe Malenfant inc. Certification EPA Capacité 250,000 BTU/h (73 kW) Réservoir d’eau 90 gallons Hauteur de cheminée 6 pieds (1,8 m) Combustible utilisé Granules

Autres caractéristiques

• Cheminée en acier inoxydable extensible • Allumeur automatique • Système de contrôle électronique • Peut chauffer un ou plusieurs bâtiments en même

temps • Demande peu d’entretien • Réservoir à granules de 2,000 lbs



Le schéma suivant détaille le fonctionnement d’une chaudière alimentée aux granules :

Schéma d’une installation aux granules

Chaudière aux granules MAXIM 250



2.3 Chaudière collective

2.3.1 Choix d’un consultant et chargé de projet Afin de configurer adéquatement le réseau de chaleur et de coordonner les travaux, un mandat fut donné à la firme R+O Énergie. Denis Ouellet, T.P. fut en charge de planifier les étapes d’installation de la chaufferie, de concevoir le réseau de distribution de chaleur et l’édifice de la chaufferie, ainsi que de coordonner les travaux avec les différents entrepreneurs.

2.3.2 Choix de l’emplacement de la chaufferie Deux emplacements potentiels pour la chaufferie centrale ont été considérés : soit le coin nord-ouest et le coin nord-est de l’école, ces deux emplacements étant distancés d’environ 100 m.

Tableau 3

Emplacements potentiels de la chaufferie centrale Emplacement Coin nord-ouest Coin nord-est

Avantages

• Réduit la distance du réseau (plus près de l’église)

• N’interfère pas la circulation dans le stationnement de l’école pour la livraison de biomasse

• Dénivelé plus important facilitant le déchargement de la biomasse

Inconvénients • Dénivelé moins important

pour le déchargement de la biomasse (5m)

• Distance du réseau plus grande (éloigné de l’église)

• Interfère la circulation dans le stationnement de l’école pour la livraison de biomasse

• Une remise doit être déplacée Le choix final a donc été le coin nord-ouest de l’école, tel qu’illustré sur le schéma de la page suivante.



Schéma d’installation du réseau de chaleur de Mont-Carmel

2.3.3 Spécification du réseau de chaleur Le réseau de chaleur doit être conçu de façon à optimiser le transport de l’énergie de la chaudière vers les bâtiments (école et église). Voici les éléments principaux : • Afin de déterminer la capacité des pompes de circulation on doit calculer la perte de

charge (pression) dans les conduites. Il faut à cette étape connaître la longueur et le diamètre des conduites, et le débit de l’eau pour le chauffage.

• Des calculs ont été faits avec des conduites de 37mm et 50mm. La décision d’utiliser des conduites de 50mm permet de minimiser la consommation des pompes de circulation. Une économie appréciable de 185$ au lieu de 890$.

• La décision d’utiliser un réseau conjoint sans échangeur de chaleur et sans propylène glycol, permet aussi de minimiser les pertes de charge par rapport aux échangeurs. De plus, le propylène glycol est plus visqueux donc plus difficile à pomper.

• Le propylène glycol (antigel) mélangé à l’eau permet de d’abaisser la température du liquide à des valeurs beaucoup plus bases. Donc, pour prévenir le gel dans les conduites souterraines, il a été prévu de les enfouir à environs 1,5 mètre sous terre.

• Les conduites du réseau de chaleur sont constituées de PEX (Polyéthylène réticulé).



Ce matériau est indiqué pour ce type d’application dû à ses bonnes propriétés : résistant à la corrosion chimique et électrochimique, résistant à l'abrasion, absence d'incrustations et de champignons, minimise les pertes de charge, durable, atoxique.

Conduite PEX double et isolée

2.3.4 Choix de la chaudière Une recherche préliminaire a révélé qu’une seule entreprise offrait une chaudière de la puissance requise, fabriquée au Québec. Les plans et devis ont été produits en conséquence, car il était primordial pour la Municipalité de pouvoir utiliser différents types de combustibles, permettant ainsi une grande flexibilité dans l’approvisionnement. Malheureusement, le fournisseur n’a pas été en mesure de produire la chaudière, faute de financement. La Municipalité a donc consulté les autres fournisseurs ayant reçu l’appel d’offre. Un des fournisseurs importait une chaudière de France à la puissance requise. Quelques ajustements pour les autres composantes ont été nécessaires, mais dans l’ensemble, les critères de sélection étaient respectés, permettant la suite du projet. La Municipalité a choisi de faire l’acquisition de cette chaudière, dont les caractéristiques seront détaillées à la section 2.3.4.12. Les caractéristiques principales pour l’achat d’une chaudière à la biomasse sont expliquées ci-dessous.

2.3.4.1 Type de biocombustible

Les types de biocombustibles sont variés. Pour les résidus forestiers seulement, il peut être sous forme de : • sciures, • copeaux, • granules.



Pour un même type, différentes caractéristiques sont possibles : • humidité, • taille, • uniformité, • teneur en cendres (matières inorganiques non combustibles), • essence du bois. Le pouvoir calorifique de la biomasse et l’efficacité de la chaudière dépendent des facteurs mentionnés ci-dessus. Cet aspect sera détaillé à la section 4. Lors du choix de la chaudière, il faut considérer les caractéristiques de la biomasse disponible ainsi que de la flexibilité de l’équipement choisi. Certaines chaudières ne pourront être alimentées que par un seul type de biocombustible, aux propriétés constantes, tandis que d’autres chaudières possèderont une grande flexibilité et pourront utiliser à peu près toutes les formes de biomasse.

2.3.4.2 Puissance

Ayant déterminé les besoins énergétiques en chauffage pour les bâtiments concernés (voir section 2.1.2), on peut définir la puissance de la chaudière requise. Il est important à cette étape de déterminer l’apport en chauffage du système à la biomasse. On peut concevoir le système en fonction de la charge de pointe ou de la charge de base : • Charge de pointe : le système est surdimensionnée, pouvant ainsi répondre à

100% des besoins en énergie, et ce, même en période de pointe (hiver). • Charge de base : le système pourra répondre à la majorité des besoins

énergétiques, mais un système auxiliaire sera requis pour répondre aux charges de pointe.

Dans le cas de Mont-Carmel, la capacité requise pour la nouvelle chaudière à la biomasse étant relativement faible (environ 100 kW), la totalité du chauffage sera vraisemblablement assumée par la biomasse. Cependant l’école et l’église conserveront leurs chaudières auxiliaires existantes (électrique ou mazout) qui pourront pallier aux besoins énergétiques lors des charges de pointe ou des pannes, si requis.

2.3.4.3 Efficacité

Les technologies de chauffage à la biomasse offrent aujourd’hui des chaudières à rendement très élevés (90% et plus). Cela permet d’optimiser l’investissement fait sur l’installation et sur le biocombustible. De plus, les émissions atmosphériques et les matières résiduelles sont minimisées.

Il faut par contre considérer le type de biocombustible utilisé, car celui-ci aura une influence importante sur le rendement énergétique total du système (voir section 4).



2.3.4.4 Automatisation

Les chaudières peuvent être entièrement automatisées (allumage, décendrage, nettoyage, dépoussiérage, anti-incendies, anti-bourrage, paramétrage selon le type de combustible, etc.). Ces technologies permettent un rendement des plus élevés et une autonomie de la chaudière. De plus, des systèmes de gestion à distance sont disponibles, permettant à l’utilisateur de surveiller/contrôler le système à partir de son bureau.

2.3.4.5 Entretien

Diverses tâches d’entretien périodique sont requises sur la chaudière. Le fournisseur devrait recommander la fréquence initiale, et l’utilisateur pourra l’ajuster au besoin. Les entretiens requis sont recommandés par le manufacturier, par exemple : • le nettoyage des tubes de fumée ou de l’échangeur de chaleur, • la lubrification des composantes mécaniques, • l’inspection et le réglage des chaînes, des boîtes d’engrenages, des ventilateurs,

etc. • les essais des dispositifs de sécurité, • la recherche des fuites et des infiltrations d’air, • l’inspection des isolants et des gaines. Selon la main-d’œuvre disponible, il peut être nécessaire de recourir aux services du fournisseur, ou d’un tiers. Les chaudières de puissance et pression élevées peuvent demander une surveillance accrue, conformément au Règlement sur les mécaniciens de machines fixes (gouvernement du Québec). Dans le cas de Mont-Carmel, étant donné la faible puissance (100 kW) aucune surveillance particulière n’est requise, bien qu’il est de bonne pratique d’assurer un suivi régulier, ce qui peut être fait grâce au système de gestion à distance. De plus, le personnel de la Municipalité fera régulièrement des visites à la chaufferie. Durée de vie : la durée de système à la biomasse est estimée à 30 ans pour la chaudière et 50 ans pour le réseau de chaleur.

2.3.4.6 Émissions atmosphériques et matières résiduelles

Les chaudières à la biomasse présentent des émissions de CO2 pratiquement nulles, et de très faibles émissions de CO, NOx et autres polluants. L’efficacité de la chaudière permet de réduire au minimum les rejets atmosphériques. Dans le cas de Mont-Carmel, étant donné la faible puissance de la chaudière, un certificat d’autorisation conformément à la Loi sur la qualité de l’environnement du Québec n’est pas requis.



Selon le Règlement sur la qualité de l’atmosphère :

« Une fournaise ou une chaudière où l'on brûle du bois ou un résidu de bois, seul ou combiné avec un combustible fossile, ne peut émettre dans l'atmosphère des matières particulaires au-delà des concentrations établies au tableau suivant: »

Tableau 4 Normes d’émissions pour une chaudière ou fournaise au bois

Puissance utile de la fournaise ou de la

chaudière

Concentration

(en mg/Nm³ de gaz sec corrigé à 12% CO2)

Fournaise ou chaudière existante

Nouvelle fournaise ou chaudière

< 3 MW 600 600

≥ 3 MW 450 340

R.R.Q., 1981, c. Q-2, r. 20, a. 45

Donc, dans le cas de Mont-Carmel, les émissions ne doivent pas dépasser 600 mg/Nm³ de gaz sec corrigé à 12% de CO2. Le fabricant de la chaudière garantissant un taux d’émission inférieur à cette norme, aucun système de traitement des gaz ou dépoussiéreur n’est requis. Concernant les matières résiduelles, constituées de cendres de combustion, elles devront être disposées dans un lieu d’élimination local ou régional autorisé, tel que prévu par le Règlement sur l’enfouissement et l’incinération de matières résiduelles.

2.3.4.7 Système d’alimentation

Il est important de prévoir le mode d’acheminement de la biomasse de la réserve vers la chaudière, car cet aspect peut influencer grandement le bon fonctionnement du système dans son ensemble. En effet, des problèmes tels un mauvais écoulement, le compactage, le gel de la matière, les particules trop grosses ou les contaminants peuvent découler d’une mauvaise conception de la réserve et du système d’alimentation. Des convoyeurs mécaniques, habituellement de type vis sans fin, sont couramment utilisés pour transférer la biomasse. Il est important de prévoir une faible pente entre la réserve et le point d’alimentation de la chaudière afin de permettre une répartition uniforme sur ce type de convoyeur. Le manufacturier de l’équipement peut également fournir des systèmes pour prévenir le blocage et la surcharge de matière sur le convoyeur. Différents systèmes d’alimentation sont illustrés à l’Annexe 1.



Système d’alimentation de la chaufferie centrale

La chaudière est munie d’une trémie où la matière combustible sera déchargée par la vis sans fin. Cette trémie permet de doser la quantité requise de combustible qui sera acheminé vers la chambre de combustion, par une deuxième vis sans fin. Des indicateurs de niveau permettent d’avoir un bon réglage.

2.3.4.8 Installation

L’installation de la chaudière doit être faite en présence du fournisseur de l’équipement, ainsi que du chargé de projet. Les corps de métier requis (plombier, électricien, technicien en contrôle, etc.) doivent ensuite faire le raccordement, tel que prescrits par le manufacturier de l’équipement et les plans et devis.

Raccordements de la chaudière



2.3.4.9 Coût de la chaudière

Le coût de la chaudière est sans contredit un élément important, mais il ne peut pas à lui seul justifier le choix final. Il faut considérer toutes les options, les inclusions et les exclusions propres à chaque équipement, selon les informations des différents manufacturiers. Un tableau comparatif des équipements proposés peut faciliter la décision finale. Certains critères, par exemple, la possibilité de la chaudière d’accepter une variété de biocombustibles, peuvent s’avérer plus importants que le coût de base. Pour la Municipalité de Mont-Carmel, l’équipement choisi devait répondre à tous les critères établis : capacité de 100 kW, utilisation de copeaux (flexibilité), certification CSA, efficacité optimale, fonctionnement automatique, gestion à distance, etc. Le coût de la chaudière Énergie Système était de 32 000$ plus 22 960$ d’installation (voir le budget détaillé à la section 2.4.2).

2.3.4.10 Certification Une certification CSA de l’équipement est requise pour assurer la conformité envers les normes canadiennes (circuits électriques, pneumatiques, contrôles, taux d’émission, etc.) Cette certification était spécifiée dans l’appel d’offre et les fournisseurs ne pouvant y répondre étaient rejetés.

2.3.4.11 Garanties

Le manufacturier spécifie les garanties de l’équipement dans le contrat d’achat. Une garantie générale est offerte normalement sur l’ensemble du système (ex. 5 ans). Il peut y avoir des garanties spécifiques à certaines parties du système (ex. 2 ans pour le convoyeur vis sans fin).



2.3.4.12 Caractéristiques de la chaudière collective de Mont-Carmel La chaudière collective choisie présente les spécifications suivantes :

Tableau 5 Spécifications de la chaudière collective

Marque et modèle Énergie Système AUTO 100 Fournisseur Plomberie Pierre Rioux Agent manufacturier Groupe BST Novatech Certification CSA, CE Capacité 100 kW Rendement minimum 91,60% Rendement maximum 93,10% Consommation maximum (kg/heure) 49.71 Hauteur de cheminée 2-3 mètres Système d’alimentation Convoyeur à vis (adaptés selon les

besoins) Combustibles utilisés Bois déchiqueté, granules, copeaux variés Autres caractéristiques : • Allumage, décendrage, nettoyage

dépoussiérage automatiques • Contrôles automatiques • Gestion à distance

Schéma de la chaudière Énergie Système AUTO 100



2.3.5 Plans du bâtiment pour la chaufferie Un système de chauffage à la biomasse, de petite ou moyenne taille, occupe plus d’espace qu’un système électrique, au gaz ou au mazout. Ceci est principalement dû à la réserve de combustible, aux convoyeurs et aux systèmes de manipulation des cendres et poussières. Un petit bâtiment dédié est habituellement indiqué, mais il peut également être installé dans un bâtiment existant, si l’espace le permet. Il est important d’évaluer le volume de la réserve adéquatement en fonction des besoins de chauffage, du volume des copeaux et de la période d’autonomie souhaitée. Dans le cas de Mont-Carmel, un bâtiment en béton de 4,3 x 7,3 x 4,3 mètres (14 x 24 x 14 pieds) a été conçu et construit pour la réserve et la chaufferie. Un mur de béton sépare la réserve de la chaufferie, avec une ouverture pour le convoyeur et une pente prévue en conséquence. La réserve a une capacité de 53 m3, ce qui permet une autonomie d’environ 17 jours en période hivernale et permet de contenir deux livraisons complètes d’un camion semi-remorque (contenant 24 m3 à pleine capacité).

Réserve et chaufferie en construction



2.3.6 Plans de contrôle

Dans le réseau de chaleur, les contrôles permettent : • La lecture de données pour un meilleur suivi et améliorations. Le suivi peut être fait

à distance, grâce à une connexion internet ou téléphonique entre le réseau et l’utilisateur (Municipalité, consultant, etc.);

• L’acquisition de données de tendance pour prévisions et analyses; • L’avertissement en cas d’alarmes (température, panne, niveau de biomasse, etc.) Des compteurs d’énergie ont également été prévus pour connaître les dépenses énergétiques des deux utilisateurs du réseau, soit l’école et l’église. Ces compteurs facilitent grandement la facturation de la consommation énergétique par la Municipalité.

2.4 Évaluation des coûts

Une évaluation des coûts du projet dans son ensemble doit être effectuée dès la phase préliminaire, se précisant avec les étapes subséquentes.

2.4.1 Coûts d’achat et d’installation Pour la chaufferie collective, les coûts d’achat et d’installation totalisent un investissement d’environ 182 000$ avant taxes. Le tableau suivant détaille l’évaluation des coûts du projet. À noter que ce montant exclut le coût des études préliminaires qui peuvent être requises pour l’établissement des besoins.



Tableau 6 Coût d’achat et d’installation pour la chaufferie centrale

Professionnels 21 388,00 $ Plan de la réserve 3 250,00 $ Chargé de projet 11 138,00 $ Arpentage* 1 000,00 $ Contrat notarié 1 000,00 $ Autres* 5 000,00 $

Chaudière 100 kW marque Énergie Système 61 260,00 $ Achat 32 000,00 $ Installation 22 960,00 $ Installation électrique 2 500,00 $ Installation plomberie 3 800,00 $

Chaufferie et réserve 72 039,73 $ Test de terrain 84,86 $ Réserve en béton 38 000,00 $ Couvercle amovible 5 875,00 $ Porte intérieure de la réserve 1 096,00 $ Électricité, luminaire, disjoncteur 588,57 $ Plancher chauffant 645,30 $ Contrôle 15 750,00 $ Revêtement extérieur* 5 000,00 $ Clôture* 5 000,00 $

Réseau de chauffage 27 474,73 $ Excavation 5 989,00 $ Tuyauterie 440 pieds 15 921,00 $ Compacteur 90,00 $ Isolant styromousse 1 042,61 $ Tuyau de cuivre pour raccordement 503,12 $ Réparation de pavage, long. de rue 2 525,00 $ Travaux publics pour conduite 1 404,00 $

Total 182 162,46 $ TPS 9 108,12 $ TVQ 14 345,29 $ Total taxes incluses 205 615,88 $ * travaux à compléter

CHAUDIÈRE À LA BIOMASSE PROJET COLLECTIF ÉCOLE ET ÉGLISEMUNICIPALITÉ MONT‐CARMEL

COÛT DU PROJET



Pour la chaudière du Centre communautaire, les coûts d’achat et d’installation totalisent un investissement d’environ 21 000$ avant taxes. Le tableau ci-dessous détaille l’évaluation des coûts du projet.

Tableau 7 Coût d’achat et d’installation pour la chaufferie du Centre municipal

Chaudière 73kW marque Maxim 15 755,66 $ Achat 14 500,00 $ Installation électrique 676,58 $ Raccordement plomberie 579,08 $

Composante réserve 2 589,25 $ Réservoir à granule avec vis 2400 livres 2 025,00 $ Treillis 39,25 $ Béton pour structure 372,00 $ Ralonge de cheminée 153,00 $

Clotûre 1 326,00 $ Acier d'armature 126,00 $ Clotûre 1 200,00 $

Conduite 1 275,00 $ Tuyaux et solution de propylène glycol 1 200,00 $ Location de machinerie 75,00 $

Total 20 945,91 $ TPS 5% 1 047,30 $ TVQ 7,50% 1 649,49 $ Total taxes incluses 23 642,70 $

CHAUDIÈRE À LA BIOMASSE PROJET CENTRE COMMUNAUTAIREMUNICIPALITÉ MONT‐CARMEL

COÛT DU PROJET



2.4.2 Coûts d’opération – chaufferie centrale L’évaluation des coûts d’opérations de la chaufferie centrale a été faite en considérant les points suivants : • Approvisionnement en biomasse à 30% d’humidité (résineux) à 50$/tmv (tonne

métrique verte) • Coût d’un voyage par camion de 24m³ (semi-remorque) : 100$ • Besoin énergétiques pour l’école et l’église totalisant 260 000 kWh (réf. section 2.1.2)

Il en résulte un coût d’opération estimé à 14 590$ par année et des économies de 5 130$, soit 0.0196$ du kWh.

Tableau 8 : Coût d’opération pour la chaufferie collective

Coûts unitaires Coûts totaux Coût du kWhApprovisionnement 6 550,00 $ 0,0252 $ 97 tmv de résineux à 30%Hb 50,00 $ 4 850,00 $ 0,0187 $ 17 livraisons par camion 24 m3 100,00 $ 1 700,00 $ 0,0065 $

Exploitation 3 970,00 $ 0,0153 $ 1 Assurance 750,00 $ 750,00 $ 0,0029 $ 12 mois de frais internet 30,00 $ 360,00 $ 0,0014 $ 12 mois d'électricité 30,00 $ 360,00 $ 0,0014 $ 1 Entretien et remplissage 2 500,00 $ 2 500,00 $ 0,0096 $

Total 10 520,00 $ 0,0405 $

Amortissement Coûts unitaires Coûts totaux Coût du kWh30 ans pour la chaudière 1 066,67 $ 1 066,67 $ 0,0041 $ 50 ans pour la chaufferie réseau 3 003,24 $ 3 003,24 $ 0,0116 $

Total 4 069,91 $ 0,0157 $

Coûts unitaires Coûts totaux Coût du kWhÉcole110000 kWh 0,0770 $ 8 470,00 $ 0,0770 $ Église150000 kWh 0,0750 $ 11 250,00 $ 0,0750 $ Total260000 kWh 19 720,00 $ 0,0758 $

COÛTS D'AMORTISSEMENT POUR UN AN

CONSOMMATION ANTÉRIEURE POUR UN AN

CHAUDIÈRE À LA BIOMASSE PROJET COLLECTIF ÉCOLE ET ÉGLISEMUNICIPALITÉ MONT‐CARMEL

PRÉVISION DES COÛTS D'APPROVISIONNEMENT ET D'EXPLOITATION POUR UN AN



2.4.3 Coûts d’opération – chaufferie du Centre municipal L’évaluation des coûts d’opérations de la chaudière du Centre municipal a été faite en considérant les points suivants : • Approvisionnement en granules à 170$/tm • Coût d’une livraison: 200$ • Besoins énergétiques annuels pour l’édifice municipal : 84 373 kWh (réf. section

2.1.2) Il en résulte un coût d’opération estimé à 6 245$ par année et des économies de 2 643$, soit 0.0313$ du kWh.

Tableau 9 Coût d’opération pour la chaufferie du Centre municipal

Coûts unitaires Coûts totaux Coût du kWhApprovisionnement 4 060,00 $ 0,0481 $ 18 tm de granule 170,00 $ 3 060,00 $ 0,0363 $ 5 livraisons par camion 200,00 $ 1 000,00 $ 0,0119 $

Exploitation 1 460,00 $ 0,0173 $ 1 Assurance 100,00 $ 100,00 $ 0,0012 $ 0 mois de frais internet ‐ $ ‐ $ ‐ $ 12 mois d'électricité 30,00 $ 360,00 $ 0,0043 $ 1 Entretien et remplissage 1 000,00 $ 1 000,00 $ 0,0119 $

Total 5 520,00 $ 0,0654 $ note: granule calculé à 20 MJ/kg

Amortissement Coûts unitaires Coûts totaux Coût du kWh30 ans pour la chaudière 483,33 $ 483,33 $ 0,0057 $ 50 ans pour la chaufferie réseau 128,92 $ 128,92 $ 0,0015 $

Total 612,25 $ 0,0073 $

Coûts unitaires Coûts totaux Coût du kWhCentre communautaire84373 kWh 0,1040 $ 8 774,79 $ 0,1040 $ Total84373 kWh 8 774,79 $ 0,1040 $

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2.5 Échéancier de projet L’établissement d’un échéancier de projet permet de planifier toutes les étapes de projet adéquatement et d’effectuer un meilleur suivi afin de rencontrer les objectifs dans les délais prescrits. Voici les échéanciers pour la chaufferie du Centre municipal et de la chaufferie collective, tel que connu lors de la réalisation du projet de la Municipalité de Mont-Carmel.

2.5.1 Chaufferie du Centre municipal

JANV FÉV MARS AVRIL MAI JUIN JUILLE AOÛT SEPT OCT NOV DÉCÉtablissement des besoinsCommande de la chaudièreLivraison de la chaudièreInstallation de la chaudièreMise en serviceUtilisation ‐ fin du projet

ANNÉE 2010

2.5.2 Chaufferie centrale – école et église

JANV FÉV MARS AVRIL MAI JUIN JUIL. AOÛT SEPT OCT NOV DÉC JANV FÉV MARSÉtablissement des besoins*Plans et devisCommande de la chaudièreConstruction de la réserveLivraison de la chaudièreInstallation de la chaudièreRaccordements (plomberie, électricité)Contrôles Mise en serviceUtilisation ‐ fin du projet

ANNÉE 2010 ANNÉE 2011

* l’établissement des besoins a débuté durant l’année 2009

2.6 Réalisation et suivi de projet Les étapes précédentes étant bien établies, il est important d’effectuer un suivi de projet adéquat jusqu’à la toute fin. Des rencontres d’équipe, avec tous les intervenants requis, doivent être tenues régulièrement afin de discuter de l’avancement des différentes étapes, gérer les imprévus, discuter des pistes de solutions pour rencontrer les objectifs, etc. Les rencontres peuvent être coordonnées par le responsable de la Municipalité, ou par un chargé de projet. Dans le cas de Mont-Carmel, les rencontres et le suivi de projet était effectué par la Directrice Générale de la Municipalité, Mme Odile Soucy.



3 Analyse économique La période de recouvrement de l’investissement (PRI) du projet a été évaluée grâce à un progiciel développé pour la Municipalité de Mont-Carmel par R+O Énergie (voir annexe 2).

3.1 Chaufferie centrale Le graphique suivant illustre les flux monétaires pour la chaufferie centrale (église et école). On constate que la PRI est de 15 ans. Dans le cas de la chaufferie collective, le PRI est plus élevé compte-tenu de l’investissement initial important et du coût de l’énergie antérieur qui était relativement bas (chauffage électrique). Il est important de noter que ce calcul n’inclut pas les subventions, qui comme on le verra à la section 5.2, peuvent réduire la période de récupération.

Graphique 1 Flux monétaires cumulatifs pour la chaufferie centrale



3.2 Chaufferie de l’édifice municipal

Le graphique suivant illustre les flux monétaires pour la chaufferie du Centre municipal. On constate que la PRI est 6 ans, incluant un taux d’inflation de 2%. Dans le cas de la chaufferie du Centre municipal, le PRI est bas compte-tenu de l’investissement initial peu coûteux et du prix de l’énergie antérieur qui était relativement élevé (chauffage au mazout).

Graphique 2 Flux monétaires cumulatifs pour la chaudière du Centre municipal



4 Considérations relatives à la biomasse La grande particularité de la biomasse en comparaison aux autres combustibles traditionnels (mazout, gaz) est sa variabilité. Plusieurs facteurs peuvent influencer le rendement énergétique du système. Les principaux aspects relatifs à la biomasse forestière au Québec sont expliqués dans cette section.

4.1 Humidité de la biomasse Une humidité trop élevée de la biomasse peut engendrer plusieurs inconvénients :

• Diminution du pouvoir calorifique, • Augmentation des coûts de transport et de manutention, • Augmentation des émissions, • Détérioration de la biomasse.

On peut évaluer le pouvoir calorifique (GJ/tonne) de la biomasse en fonction de son taux d’humidité.

Graphique 3 Pouvoir calorifique vs taux d’humidité

Source : SEREX

En règle générale, un taux d’humidité supérieur à 30% n’est pas recommandé pour le chauffage à la biomasse, dû aux trop grandes pertes d’énergie pour vaporiser toute l’eau contenue dans la matière.



En plus de réduire le pouvoir calorifique, l’humidité a pour effet d’augmenter les coûts de transport et manutention. Elle engendre également une augmentation des émissions de monoxyde de carbone, car elle nuit à l’efficacité de la combustion dans la chaudière. Finalement, la biomasse trop humide pourra se détériorer plus rapidement (moisissures, pourrissement) si elle est entreposée pour une longue période dans un endroit clos.

4.2 Comparaison des types de biomasse Le choix du biocombustible sera fait en fonction des caractéristiques suivantes :

• Rendement énergétique • Humidité • Teneur en cendres

• Volume • Mode de livraison • Coût

Le tableau ci-dessous démontre les principales différences selon le type de combustible. Mont-Carmel prévoit utiliser les granules dans son installation pour l’édifice municipal et les copeaux semi-secs (environ 30% d’humidité) dans sa chaufferie centrale. Par contre, pour la chaufferie centrale, la qualité de la biomasse peut varier grandement, pour des raisons d’approvisionnement et pour des fins expérimentales (de concert avec Biopterre). Les résultats de ces essais, réalisés dans les mois à venir, pourront contribuer au développement technologique du chauffage à la biomasse (voir section 6).

Tableau 10 Comparaison de différents types de biomasse (valeurs à titre indicatif)

Type de biomasse Copeaux verts Copeaux semi-secs Granules Humidité (%) 50 30 10 Densité (kg/m³) 200-270 200-270 650 Homogénéité Variable Variable Très homogène

Pouvoir calorifique

supérieur (MJ/kg) 11 13 18

Coût Moyen Moyen Élevé Efficacité de la

chaudière 70% 75% 85%

Avantages • Coût moyen

• Coût moyen • Bon rendement

énergétique • Constitue un bon

rapport efficacité / coût, si l’installation le permet

• Haut rendement énergétique

• Qualité constante • Très homogène • Facilité de

manipulation • Volume

d’entreposage réduit

• Facilité de manipulation et de livraison

• Écoulement facilité



Type de biomasse Copeaux verts Copeaux semi-secs Granules

Inconvénients

• Homogénéité variable

• Rendement énergétique faible

• Livraison par camion

• Qualité variable • Volume

d’entreposage élevé

• Installation plus complexe

• Risques de blocage

• Homogénéité variable

• Livraison par camion

• Qualité variable • Volume

d’entreposage élevé

• Installation plus complexe

• Risques de blocage

• Coût élevé

Applications

• Espace disponible pour chaufferie et réserve de biomasse

• Espace disponible pour chaufferie et réserve de biomasse

• Peu d’espace disponible pour la chaufferie

• Simplicité d’installation

4.3 Approvisionnement en biomasse Bien que la ressource en biomasse semble abondante et accessible au Québec, et particulièrement dans le Bas St-Laurent, il peut s’avérer plus complexe que prévu de s’approvisionner façon régulière et fiable en biomasse, de même que d’avoir une constance dans la qualité de la matière.

4.3.1 Entente avec le fournisseur Il est primordial d’établir une entente d’approvisionnement avec un fournisseur de biomasse (ex. groupement forestier, usine de transformation, intermédiaire). Cette entente doit comprendre :

• les caractéristiques de la biomasse (humidité, teneur en impuretés, taille des copeaux),

• la fréquence ou les délais de livraison, • le mode de livraison (ex. camion semi-remorque), • le coût.

Un des volets du Laboratoire Rural de la Municipalité de Mont-Carmel, est de fournir la biomasse forestière à partir des ressources sur son territoire (gouvernance de la forêt). Ceci permettra de subvenir en partie ou en totalité aux besoins de la chaufferie centrale. Pour l’instant, ce volet n’est pas encore complété et la Municipalité a dû trouver une alternative pour son approvisionnement.



4.3.2 Vérifications à la livraison Lors de la livraison par camion de la biomasse, il est important de vérifier le volume livré, le poids et le taux d’humidité. Le taux d’humidité ne devrait jamais dépasser 30%. Le contrat d’approvisionnement doit spécifier le coût au m³ de copeaux anhydres ou le coût au m³ de copeaux verts à 30% d’humidité maximal et la grosseur maximum des copeaux. Les premières livraisons de biomasse à Mont-Carmel n’ont pas toutes été concluantes, mais ceci a permis de tester le système et de poursuivre le volet exploratoire avec Biopterre.

4.4 Notions techniques à maîtriser En regardant de plus près les diverses caractéristiques de la biomasse et en se documentant sur le sujet, on se doit de comprendre certaines notions importantes. Cet approfondissement des connaissances permet d’être en mesure de faire le meilleur choix possible dans les diverses offres en biomasse et ainsi atteindre les meilleurs rendements énergétiques. Par exemple, un fournisseur pourra vous proposer une biomasse au coût de 60$ par tonne anhydre et un autre fournisseur, au coût de 50$ par tonne verte. Laquelle des deux options est la plus avantageuse? Ou encore, quel est le nombre de MAP (m3 apparent) et de tonne métrique verte (tmv) à 30% Hb requis si notre consommation d’électricité est de 200 000 kWh? Un progiciel a été développé pour la Municipalité de Mont-Carmel afin de mieux évaluer toutes les caractéristiques de la biomasse et de s’approvisionner en possédant les connaissances requises. Les détails sont présentés à l’annexe 2.



5 Bénéfices du projet

5.1 Bénéfices environnementaux Le chauffage à la biomasse comporte de nombreux avantages environnementaux :

• l’absence d’émissions de gaz à effet de serre (CO2), • l’utilisation d’une ressource renouvelable, • la proximité de cette ressource.

Pour le premier point, comme le démontre le tableau ci-dessous, on peut comparer les émissions de gaz produites par différents modes de chauffage, notamment le mazout et le gaz naturel, par rapport à la biomasse. On constate que du point de vue des émissions de CO2, principal constituant des gaz à effet de serre (GES), la combustion de la biomasse est neutre et n’a donc pas d’impact négatif sur le réchauffement climatique.

Tableau 11 Émissions de gaz selon le mode de chauffage

ÉMISSIONS DE GAZ LORS DE LA COMBUSTION (MG/MJ) SELON LE COMBUSTIBLE UTILISÉ

Efficacité

de la chaudière

SO2 NOx COV CO CO2 Particules

Mazout 75 % 140 50 10 50 78000 5 Gaz

naturel 75 % 0 40 5 50 52000 0

Chaudière à la

biomasse 75 % 10 45 2 100 0 15 - 100

SO2 : dioxyde de souffre NOx : oxydes d’azote COV : composés organiques volatiles CO : monoxyde de carbone CO2 : dioxyde de souffre

Deuxièmement, les combustibles à base de biomasse proviennent d’une ressource renouvelable et abondante qui, bien gérée, peut durer indéfiniment. La production de biomasse est un procédé de valorisation de résidus forestiers, donc un « déchet » de l’industrie de la coupe de bois, qui sans cette utilisation, serait laissée là où elle se trouve. Finalement, le territoire québécois est très bien positionné pour l’utilisation de cette ressource, de par sa disponibilité et son accessibilité. Ceci favorise un approvisionnement local, contribuant par le fait même, à l’économie de la région.



5.2 Bénéfices économiques Tel qu’exposé à la section 2.4, le prix de revient de l’énergie pour un système de chauffage à la biomasse est inférieur à celui d’un système au mazout, et à résistance électrique. Bien entendu, le prix dépendra du coût de la biomasse, qui connaît des fluctuations importantes. Somme toute, les PRI calculés représentent un investissement qui sera rentable à long terme. De plus, il existe des programmes de subventions aux échelles provinciale et fédérale qui encouragent grandement cet investissement, réduisant ainsi le PRI. Fond municipal Vert Le Fond Municipal Vert est un organisme fédéral finançant des plans, des études et des projets environnementaux des municipalités. Les subventions sont accessibles pour la réalisation de plans de développement durable de collectivité, d’études de faisabilité et d’essais sur le terrain, tandis que les subventions sont jumelées à des prêts pour les projets d’immobilisations. Le financement est attribué dans cinq secteurs d’activité municipale : les sites contaminés, l’énergie, les transports, les matières résiduelles et l’eau. Note importante : dû au nombre grandissant de demandes, le FMV a suspendu l’acceptation de toute nouvelle demande. Une mise-à-jour de la situation sera connue d’ici le 31 juillet 2011. Consultez le site internet pour plus de détails : www.fmv.fcm.ca. Agence de l’efficacité énergétique L’agence de l’efficacité énergétique est un organisme provincial ayant pour mission de promouvoir l’efficacité énergétique et le développement de nouvelles technologies énergétiques pour toutes les formes d’énergie, dans tous les secteurs d’activité, au bénéfice de l’ensemble des régions du Québec. L’AEE propose un Programme d’aide à l’utilisation de la biomasse forestière pour le chauffage (applicable seulement aux consommateurs de combustibles fossiles à l’exception du mazout lourd). En résumé : • Aide financière pour le volet analyse – Études de faisabilité

75% des dépenses admissibles sans dépasser un montant maximal de 25 000$ par bâtiment ou réseau de chaleur, pour la durée du programme.

• Aide financière pour le volet analyse – Études d’approvisionnement

75% des dépenses admissibles sans dépasser un montant maximal de 25 000$ par bâtiment ou réseau de chaleur, pour la durée du programme.



• Aide financière pour le volet implantation

Vous obtiendrez le plus petit des montants suivants : − La somme nécessaire pour réduire la période de récupération de l’investissement

(PRI) à 4 ans ; − Jusqu’à 50% des coûts admissibles du projet, incluant toute contribution provenant

de programmes des distributeurs d’énergie ou de programmes gouvernementaux ; − Un maximum de 500 000$ par projet ; − Le montant demandé par le requérant à l’étape de la préparation de la proposition.

Consultez le site internet pour plus de détails : www.aee.gouv.qc.ca.

5.3 Bénéfices sociaux-économiques L’utilisation de la biomasse permet de créer des emplois localement, soit en moyenne un emploi pour 2000 m3 de biomasse valorisée. La valorisation énergétique des résidus emmènera également le développement d’une expertise et d’une industrie relative à la récolte en forêt, à la production d’équipement de chauffage, à tout le savoir-faire de l’opération et à la formation entourant cette activité.



6 Prochaines étapes et défis à venir Dans les prochains mois, Biopterre connaîtra les résultats suite aux expérimentations pratiquées sur les nouvelles installations. Ces résultats permettront à Biopterre de déterminer :

• la formulation optimale de la granule; • les spécifications des copeaux; • les pouvoirs calorifiques de chacun.

Les résultats de ces recherches seront présentés lors d’un colloque, prévu en mai prochain. Voici les principaux défis identifiés et restant à relever pour la Municipalité de Mont-Carmel • Identifier une source d’approvisionnement pour les copeaux et établir une entente

avec le fournisseur. Le fournisseur doit être en mesure de garantir la qualité de la biomasse, les quantités requises, les délais de livraison et ce, au meilleur coût possible. Le fournisseur devrait se trouver en territoire rapproché, idéalement.

• Identifier une source d’approvisionnement pour les granules à moindre coût. • Intéresser des promoteurs et entrepreneurs à instaurer un centre de traitement de la

biomasse dans la région. Ceci non seulement pour répondre aux besoins de Mont-Carmel, mais également pour d’autres municipalités ou écoles qui prévoient installer des systèmes de chaufferie similaires.

• Poursuivre le projet de plantation de saule osier enrichi par les boues des étangs aérées de la Municipalité. Le saule osier pourrait devenir un biocarburant très intéressant.



7 Partenaires du projet La Municipalité de Mont-Carmel remercie ses partenaires qui l’ont supporté au cours de ce projet : Partenaires au projet:

• Commission Scolaire de Kamouraska -- Rivière-du-Loup • Fabrique de Mont-Carmel

Partenaires financier :

• Ministère des Affaires municipales, des Régions et de l’Occupation du territoire du Québec

• MRC du Kamouraska Partenaires au développement de l’expertise

• Biopterre - Centre de développement de bioproduits • R+O Énergie – Experts Conseils



8 Références Rapports et études réalisées pour la Municipalité de Mont-Carmel Ressources Naturelles Canada www.nrcan-rncan.gc.ca SEREX – Service de Recherche et d’Expertise en Transformation des Produits Forestiers www.serex.qc.ca FP Innovations – Institut de recherche forestier www.fpinnovations.ca Énergie Systèmes : www.energiesysteme.fr



Annexe1

Systèmesd’alimentationpossiblespourlachaudièrecollective

Source : www.energiesysteme.fr



Annexe2

Unitésdemesuresrelativesàlabiomasseetoutilsdecalcul

Unités de masse et volume tma : tonnes métrique anhydre (bois à 0 % d’humidité) tmv : tonnes métrique verte (taux d’humidité variable) m3 : mètre cube solide de bois m3 app, ou MAP : mètres cubes apparents de bois ou copeaux kg/m3 : densité / masse volumique kg/m3 app : densité / masse volumique apparente Unités de puissance kW : kilo Watt HP : cheval vapeur (Horse power) Unités d’énergie MJ : Méga Joule GJ : Giga Joule kWh : kilo Wattheure Équivalence énergétique du bois 1 tma = 1000 kg de bois à 0% d’humidité (valeur théorique) 1 tma : 2.5 m3 de bois solide résineux 1 tma : 1,90 m3 de bois solide feuillus durs Conversion 1 GJ = 1 000 MJ = 1 000 000 KJ = 1 000 000 000 Joules 1 MJ = 0.278 kWh 1 GJ = 278 kWh 1 kWh = 3.6 MJ = 0.0036 GJ



Influence du taux d’humidité 2 taux d’humidité peuvent être utilisés : Hb et Hs Hb(%) : Taux d’humidité sur masse brute % de la masse total d’eau par rapport à la masse total du bois Hb(%) = kg d’eau x 100 / kg total de bois Hs(%) : Taux d’humidité sur masse anhydre % de la masse total d’eau par rapport à la masse anhydre du bois Hs(%) = kg d’eau x 100 / kg anhydre de bois Pour la combustion et la plupart des procédés thermochimique, le taux d’humidité est une considération majeure. Il a un effet direct sur l’efficacité énergétique. Masse volumique apparente (kg/MAP) MVA : Masse volumique apparente des copeaux à un taux d’humidité Hb(%) MV : Masse volumique du bois solide à un taux d’humidité Hb(%) MV basal : Masse basale du bois (masse anhydre/volume saturé d’eau) F = Le facteur de foisonnement pour de copeaux moyens (<60 mm) varie de 2 à 3 F : Nous utiliserons un facteur F de 2,5 ou 40% de bois solide anhydre sur le volume total. MV = MV basal (100/100-Hb) exemple: 579 kg/m3 = 405 kg/m3 basal (100/ 100-30) MVA = MF / F exemple: 231.6 kg/MAP = 579 kg/m3 / 2.5 F = MV / MVA exemple: 2.5 = 579 kg/m3 / 231.6 kg/MAP % = MVA / MV exemple: 40% = 231.6 kg/m3 x 100 / 579 kg/MAP Pouvoirs calorifiques PCS : Pouvoir calorifique supérieur Énergie produite par la combustion d’un combustible anhydre, prenant en compte la chaleur latente de la vapeur d’eau. Résineux : 19.78 MJ/kg PCI : Pouvoir calorifique inférieur Énergie produite par la combustion d’un combustible anhydre si on ne tient pas compte de la chaleur latente. Résineux : 18,49 MJ/kg PCN : Pouvoir calorifique net Combustible brûlé tel quel. Varie grandement en fonction du taux d’humidité PCI = PCS x 93,5% exemple: 18,49 MJ/kg = 19,78 MJ/kg x 93,5% PCN = PCI (1-Hb / 100) - 0.2452Hb exemple: 12.22 MJ/kg = 18.49 MJ/kg (1-30 / 100) - 0.02452 x 30



Progiciel L’exemple suivant est tiré du progiciel développé par R+O Énergie permettant d’évaluer un projet de chaufferie à la biomasse. Ce progiciel détermine le coût de l’énergie, le rendement, le volume de biomasse requis, le pouvoir calorifique, etc. et peut être adapté selon les besoins.

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CHAUFFERIE COLLECTIVE À LA BIOMASSE - …€¦ · optique de développement harmonieux et durable. ... gestion des différents volets du Laboratoire dont la chaufferie centrale à