MATINÉE TECHNIQUE 21 SEPTEMBRE 2018 - AUDITORIUM DU MONDE - Syctom
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Partenariat d’innovation
Cotraitement des boues des eaux usées du SIAAP et de la
fraction organique des ordures ménagères résiduelles du Syctom
MATINÉE
TECHNIQUE
21 SEPTEMBRE 2018
AUDITORIUM DU MONDE
DOSSIER D’INFORMATION
1
LEXIQUE
BIOCHAR (ou biocharbon, biocharcoal, charbon d’originale INTRANTS : matières utilisées pour la méthanisation (fraction
végétale) : produit solide obtenu à partir de procédés de traitement organique résiduelle, boues d’épuration des eaux usées, graisses et
thermochimiques de matières organiques (torréfaction, pyrolyse…), fumier équin dans le cas du projet Cométha)
riche en carbone et pouvant notamment être utilisé comme
combustible ou amendement agricole
MÉSOPHILE : se dit de la méthanisation fonctionnant à une
température d’environ 37 °C
BIOGAZ : produit gazeux de la méthanisation, essentiellement
composé de méthane (CH4), de dioxyde de carbone (CO2) et de vapeur MÉTHANATION : processus de conversion de l’hydrogène (H2),
d’eau (H2O) ; d’autres composés gazeux sont également présents en du monoxyde de carbone (CO) et éventuellement du dioxyde de
très faible quantité, comme le sulfure d’hydrogène (H2S) carbone (CO2 ) en méthane (CH4 )
BIOMÉTHANE : gaz constitué à plus de 97 % de méthane (CH4), MÉTHANISATION (ou digestion anaérobie) : processus biologique
obtenu par épuration du biogaz et pouvant être injecté dans le réseau de dégradation de la matière organique en absence d’oxygène,
de distribution de gaz naturel ou utilisé comme carburant pour permettant de produire du biogaz et du digestat
véhicules fonctionnant au GNV (Gaz naturel véhicule)
PHASE 1 : 1ère phase du partenariat d’innovation avec une étape
BOUES ISSUES DE LA DÉPOLLUTION DES EAUX USÉES : de caractérisation des intrants puis une étape de recherche et de
résidu ultime de la dépollution des eaux usées, constitué validation en laboratoire des solutions techniques envisagées
majoritairement de matière organique récupérée et / ou
formée lors des différentes étapes de traitement
PHASE 2 : 2ème phase du partenariat d’innovation consistant en la
conception, la construction et l’exploitation d’une ou deux unité(s)
DIGESTAT : produit solide humide de la méthanisation, pilote(s) sur un des sites du SIAAP, sur la base des études réalisées en
principalement composé de matière organique non convertible Phase 1
en biogaz et de matières minérales (azote, phosphore)
PHASE 3 : 3ème et dernière phase du partenariat d’innovation
DIGESTEUR : cuve étanche où se déroule la méthanisation consistant en la conception, la construction et la mise en route d’une
seule et unique unité industrielle, sur la base des études réalisées en
EAU SUPERCRITIQUE : état mi-liquide et mi-gazeux de l’eau, Phase 2
obtenu à haute température et à haute pression (374 °C, 221 bars)
PYROLYSE : procédé de conversion thermochimique moyenne
FRACTION ORGANIQUE RÉSIDUELLE (FOr) : fraction température (350-900 °C), se déroulant en absence ou en présence
essentiellement composée de matières organiques obtenue suite à une très réduite d’oxygène et permettant de décomposer la matière
action de tri d’Ordures ménagères résiduelles (OMr) ; dans le cadre du organique en 3 sous-produits valorisables : syngaz, biochar et huile
projet Cométha, cette fraction n’est pas destinée à un retour au sol
après traitement contrairement aux biodéchets collectés séparément SÉPARATION DE PHASES : étape de déshydratation du digestat
permettant de séparer la phase solide (digestat déshydraté) de la phase
liquide, plus ou moins chargée selon la méthode utilisée
GAZÉIFICATION : procédé de conversion thermochimique à haute
température (700-1 200 °C) se déroulant en absence ou en présence
très réduite d’oxygène (milieu réducteur) et permettant de convertir SICCITÉ : pourcentage massique de matières sèches contenues
la matière organique en un gaz de synthèse (syngaz) valorisable dans un produit humide ; un produit constitué à 80 % d’eau possède
énergétiquement une siccité de 20 %
2
SOLUTION DE RÉFÉRENCE : filière de traitement considérée SOMMAIRE
par le groupement comme étant la plus adaptée pour répondre aux
objectifs du partenariat d’innovation, la pertinence de cette filière
devant être démontrée lors des tests en laboratoires de la Phase 1 2. SYCTOM ET SIAAP, DEUX OPÉRATEURS
PUBLICS FRANCILIENS EN SYNERGIE
SOLUTIONS ALTERNATIVES : solutions pouvant se substituer
à une ou plusieurs parties de la solution de référence et répondant 4. LE SYCTOM, L’AGENCE MÉTROPOLITAINE
a priori moins bien aux objectifs du partenariat d’innovation mais DES DÉCHETS MÉNAGERS
présentant un intérêt réel que le groupement cherchera à démontrer
lors de la Phase 1, avec une possible intégration dans la solution de 5. LE SIAAP, SERVICE PUBLIC DE
référence
L’ASSAINISSEMENT DES EAUX USÉES
STRUVITE : matière fertilisante riche en azote et en phosphore, 6. LE PROJET COMÉTHA
valorisable en agriculture et produite à partir du traitement des
intrants 8. LE PARTENARIAT D’INNOVATION,
LA FORME RETENUE POUR LA MISE EN
SYNGAZ (ou gaz de synthèse) : produit gazeux issu de procédés ŒUVRE DU PROJET COMÉTHA
thermochimiques à haute température (pyrolyse, gazéification),
essentiellement composé d’azote (N2 ), de dioxyde de carbone (CO2), 11. SUEZ, ARKOLIA ÉNERGIES ET ETIA :
de monoxyde de carbone (CO) et d’hydrogène (H2), pouvant être UNE ALLIANCE QUI PARTAGE
valorisé énergétiquement UN ADN COMMUN
EN MATIÈRE D’INNOVATION
THERMOPHILE : se dit de la méthanisation fonctionnant à
une température d’environ 55 °C 19. TILIA, DBFZ, FRAUNHOFER IGB,
GICON ET FRANCE BIOGAZ :
TORRÉFACTION : procédé de conversion thermochimique POUR UN PARTENARIAT DYNAMIQUE,
« doux » (200-350 °C environ), se déroulant en absence ou en présence TRANSPARENT, COOPÉRATIF
réduite d’oxygène et permettant de transformer la matière organique ET OUVERT
en biochar
27. VINCI ENVIRONNEMENT, NALDEO,
VOIE LIQUIDE : procédé de méthanisation se déroulant à une CEA LITEN ET INSA DEEP :
siccité comprise entre 5 % et 15 % UNE OPPORTUNITÉ UNIQUE DE METTRE
EN COMMUN NOS EXPERTISES
VOIE ÉPAISSE (ou pâteuse) : procédé de méthanisation se
déroulant à une siccité comprise entre 20 et 35 % 35. CMI, SOURCES,
UNILASALLE ET UTC :
UNE VÉRITABLE OPPORTUNITÉ
COMMUNE AU SERVICE
DE L’ENVIRONNEMENT
Syctom et SIAAP, septembre 2018
Conception réalisation :
Imprimé sur papier recyclé Cyclus® print
1
SYCTOM ET SIAAP, DEUX OPÉRATEURS
PUBLICS FRANCILIENS EN SYNERGIE
Le Syctom et le SIAAP sont au service du territoire le plus densément peuplé de France :
l’agglomération parisienne et le cœur de l’Île-de-France. De par leurs missions, la gestion des
déchets ménagers et l’assainissement des eaux usées, ils s’inscrivent pleinement dans l’économie
circulaire francilienne et participent au développement d’une réflexion à grande échelle.
UN TERRITOIRE ET DES INTÉRÊTS EN COMMUN
Le Syctom et le SIAAP partagent de nombreux points Mettre en commun savoir-faire, expertises, perfor-
communs. Acteurs publics, ils assurent le traitement des mances et projets leur paraît donc être une évidence :
déchets ménagers et l’assainissement des eaux usées le Syctom et le SIAAP sont convaincus que leur capacité à
ainsi que la production d’énergies renouvelables et de créer des synergies industrielles leur permettra à moyen
récupération. Acteurs industriels, ils sont confrontés terme d’offrir des solutions innovantes, d’optimiser
quotidiennement à des défis techniques majeurs, sur un des certains projets au bénéfice du développement du
territoires les plus denses du monde. Acteurs responsables, territoire et de gagner en efficacité environnementale et
ils visent une gestion exemplaire de leurs déchets au énergétique.
bénéfice des Franciliens et de leur environnement.
Mettre en
commun
expertises,
performances
et projets
2
Seine aval
Sevran
Seine Grésillons Saint-Ouen Seine Morée
Seine centre
Romainville
Nanterre Paris XVII Marne aval
Isséane PARIS
Ivry/Paris XIII
Paris XV
Seine amont
JUXTAPOSITION DES PÉRIMÈTRES
DU SYCTOM ET DU SIAAP
3
LE SYCTOM, L’AGENCE MÉTROPOLITAINE
DES DÉCHETS MÉNAGERS
Créé en 1984, le Syctom regroupe 84 communes Le Syctom est administré par un Comité syndical, com-
réparties sur 5 départements : Paris, Hauts-de- posé depuis le 1er janvier 2017 des élus locaux représen-
Seine, Seine-Saint-Denis, Val-de-Marne et Yvelines. tant les 12 Établissements publics territoriaux (EPT) de
Il est en charge du service public de traitement et de la Métropole du Grand Paris et la Communauté d’Ag-
valorisation des déchets ménagers d’un territoire de glomération Versailles Grand Parc, qui adhère pour
5,8 millions d’habitants, soit la moitié de la population une partie de ses communes au Syctom.
francilienne. Dans le cadre de sa mission de service Le Syctom, acteur industriel majeur, a pour objec-
public, le Syctom a traité en 2017 près de 2,3 millions tif un avenir « zéro déchet non-valorisé ». À cette fin,
de tonnes de Déchets ménagers et assimilés (DMA), il développe ses capacités de tri de collectes sélectives,
dans ses 3 Unités de valorisation énergétique (UVE), adapte ses centres à l’élargissement des consignes de
son centre de transfert et ses 6 centres de tri de col- tri, gère de nouvelles déchèteries, modernise ses UVE
lecte sélective (papiers et emballages). et prépare le déploiement d’un ensemble de solutions
pour une gestion optimale des biodéchets.
d’informations sur
syctom-paris.fr
Projet d’Ivry-Paris XIII
Crédit photo : AIA Life Designers
4
4
LE SIAAP, SERVICE PUBLIC DE
L’ASSAINISSEMENT DES EAUX USÉES
Le SIAAP, Syndicat interdépartemental pour l’as- Acteur engagé pour l’environnement, le SIAAP réa-
sainissement de l’agglomération parisienne, est lise une mission d’intérêt général qui va au-delà du
l’acteur public de référence pour l’assainissement traitement des eaux usées : valorisation énergé-
des eaux usées domestiques, industrielles et plu- tique des sous-produits issus de l’épuration des
viales, au service de 9 millions d’habitants. Une fois eaux usées, protection des milieux naturels, anti-
transportées vers l’une de ses usines, tout au long cipation des évolutions aussi bien climatiques que
d’un réseau de 440 kilomètres de canalisations, démographiques. Depuis 2016, le SIAAP a engagé
2,3 millions de m3 d’eaux usées sont dépolluées, un plan stratégique de long terme : « SIAAP 2030 :
chaque jour, dans 6 usines de traitement des eaux ensemble, construisons l’avenir », pour donner au
usées, avant d’être rejetées dans la Seine et dans la SIAAP les moyens d’être toujours plus performant,
Marne, en permettant le maintien du bon état écolo- grâce à l’optimisation de ses process, de son organi-
gique des eaux et la préservation de la biodiversité. sation et de son outil industriel.
Le Conseil d’administration du SIAAP est composé
de 33 conseillers départementaux désignés par les 4
d’informations
départements le constituant : Paris, Hauts-de-Seine, sur www.siaap.fr
Seine-Saint-Denis et Val-de-Marne.
Usine de dépollution des eaux usées Seine aval
Crédit photo : SIAAP
55
LE PROJET COMÉTHA
Confrontés à des enjeux similaires sur les matières à traiter et pour la production d’énergie,
le Syctom et le SIAAP ont choisi de partager leur expertise pour la conception d’un projet de
traitement commun des boues issues de la dépollution des eaux usées et de la fraction organique
résiduelle des ordures ménagères : le projet Cométha.
LES RAISONS D’ÊTRE
Le cœur des missions du SIAAP et du Syctom est de traiter valorisation par retour au sol étant interdite dans le cadre
les déchets des usagers : les boues issues de la dépollution du partenariat d’innovation et l’enfouissement restant la
des eaux usées et les déchets ménagers et assimilés. Dans solution la moins adaptée.
leur stratégie industrielle, les deux services publics doivent
Pour les boues des eaux usées et pour la FOr, le SIAAP
donc prévoir les installations qui puissent s’adapter à la
et le Syctom font face au même défi : la valorisation des
nature et au volume des déchets réceptionnés.
déchets ultimes. C’est donc logiquement, et dans la lignée
À l’échelle du SIAAP, la valorisation matière des boues est de leur coopération historique, qu’ils se sont associés pour
historiquement privilégiée, par épandage ou compostage. imaginer une solution commune répondant à leurs besoins.
Toutefois, l’éloignement croissant des sites utilisateurs et
la complexification des contraintes de gestion de ce mode
de valorisation rendent nécessaire la recherche d’autres UN CONTEXTE PROPICE
formes de valorisation, durables et de proximité, au bénéfice À LA PRODUCTION DE GAZ RENOUVELABLE
d’une économie circulaire privilégiant les circuits courts.
La production de gaz renouvelable est depuis quelques
Concernant les déchets ménagers, un des enjeux est années encouragée par les pouvoirs publics. La Loi de
d’apporter une solution pertinente pour le traitement de la transition énergétique pour la croissance verte (LTECV)
matière organique contenue dans les ordures ménagères prévoit de porter à 10 % la part du gaz renouvelable en
tout en mettant fin à l’enfouissement des déchets. Si la 2030. L’ADEME, GRT Gaz et GRDF jugent qu’atteindre un
mise en œuvre de la collecte séparative des biodéchets mix de gaz 100 % renouvelable est possible d’ici 2050.
contribuera à cet objectif, elle n’y suffira pas, avec la La Région Île-de-France, dans son Plan énergie climat,
persistance d’une Fraction organique résiduelle (FOr) prévoit que les énergies renouvelables représentent
dans les ordures ménagères. Le Syctom envisage donc la 40 % de la consommation francilienne en 2030 et 100 %
pour 2050. Ces objectifs ambitieux doivent désormais se
création d’installations de prétraitement permettant de
traduire dans des projets et des actions concrètes.
réduire les tonnages orientés en incinération, en séparant
notamment la FOr. Cette fraction doit faire l’objet d’une
valorisation innovante à la fois énergétique et matière, la
6
LES AMBITIONS
Démontrer la pertinence du mélange : aucune solution Maximiser la transformation de la matière organique :
n’existe à ce jour pour co-méthaniser les boues des eaux outre la production de gaz renouvelable, l’ambition du par-
usées, les FOr, les graisses d’épuration, voire le fumier tenariat d’innovation est aussi d’aboutir à une solution tech-
équin. Des procédés innovants restent à imaginer. Le pro- nique maximisant la transformation de la matière organique
jet Cométha entend démontrer que le mélange d’intrants avec à la clé un volume minimisé de sous-produits. Une ambi-
est susceptible de déboucher sur un bilan énergétique tion qui répond à l’enjeu majeur de traitement de déchets
et environnemental très supérieur à celui atteint dans le ultimes produits par les habitants et que les collectivités
cadre de filières séparées. ont le devoir de traiter.
Développer des solutions innovantes et conformes aux Conforter la responsabilité du SIAAP et du Syctom : le
objectifs de transition énergétique et de production d’éner- projet Cométha est un pari ambitieux que le SIAAP et le
gies renouvelables et de récupération : depuis l’adoption de Syctom relèvent compte tenu de leur responsabilité liée
la LTECV, les appels au développement d’énergies renouve- à la taille et aux enjeux du territoire sur lequel ils inter-
lables et de récupération, alternatives aux énergies fossiles, viennent. Les réflexions menées dans le cadre de ce par-
se multiplient. Le projet Cométha pourrait permettre d’en- tenariat d’innovation doivent faire avancer la recherche
visager à une large échelle des productions énergétiques de au service de l’ensemble des acteurs des filières de l’as-
récupération avec un niveau de performance inégalé. sainissement des eaux usées et du traitement des déchets
ménagers.
PRIORISER INCLURE ÉTUDIER
76 000
tonnes de FOr*
Boues des
eaux usées** 20000
tonnes de
ENVISAGER 500 TONNES DE GRAISSES* fumier équin*
* Tonnages exprimés en matières brutes
** Dans une proportion significative pour participer à l’optimisation du procédé
7
LE PARTENARIAT D’INNOVATION,
LA FORME RETENUE POUR LA MISE EN ŒUVRE
DU PROJET COMÉTHA
Considérant leurs besoins et leurs attentes en matière d’innovation, le Syctom et le SIAAP ont
choisi la procédure du partenariat d’innovation pour mettre en œuvre le projet Cométha. Leur
action conjointe en ce sens s’inscrit dans l’objectif de développement durable n° 17 de l’ONU qui
suggère « des partenariats efficaces entre les gouvernements, le secteur privé et la société civile »,
notamment pour les secteurs relatifs à l’énergie durable.
UNE PROCÉDURE FAVORISANT LA RECHERCHE
ET LE DÉVELOPPEMENT AU SERVICE DE L’ACTION PUBLIQUE
Le partenariat d’innovation permet de mettre en place un Après examen des dossiers, 4 groupements ont été rete-
cadre propice aux travaux de recherche et de développe- nus en décembre 2017 pour participer à la première étape
ment, au bénéfice de tous. D’une part, les entreprises, les du partenariat d’innovation :
laboratoires/universités et startups sont rémunérés pour
leurs travaux, reçoivent les moyens nécessaires à leurs CMI / Sources / UniLaSalle / UTC
recherches et sont protégés en termes de propriété intel-
lectuelle. D’autre part, les maîtres d’ouvrage obtiennent Suez / Arkolia Énergies / ETIA
un système de traitement sur mesure, inexistant à ce jour Tilia / GICON France Biogaz / DBFZ / Fraunhofer IGB
sur le marché, dans un délai raisonnable et sans remise en
concurrence à l’issue des premières étapes de recherche VINCI Environnement / Naldeo / CEA LITEN
et développement. Chaque groupement associe des entreprises - grandes et
petites, des laboratoires, des universités et des startups.
UN DÉFI RELEVÉ PAR 4 GROUPEMENTS PLURIELS Dès à présent, le Syctom et le SIAAP se félicitent de la
Le cahier des charges du partenariat d’innovation pour le diversité des approches et les apports de chacune des par-
cotraitement des boues des eaux usées du SIAAP et de la ties de ces groupements pluriels.
fraction organique résiduelle du Syctom a été lancé début
2017. La démarche a été reçue très favorablement par
d’informations sur les
les acteurs du secteur avec pas moins de 9 candidatures
4 groupements pages 11 à 41
reçues.
8LE DEGRÉ DE MATURITÉ LES ÉTAPES CLÉS DU PARTENARIAT D’INNOVATION
ATTENDU (TRL)
Les attentes du Syctom et du SIAAP
La phase 1, de début 2018 à mi-2019, d’exploitation réelles les solutions
sont fortes en matière de recherche, est dédiée à la recherche et aux proposées par un ou deux groupe-
de développement et d’innovation. La essais en laboratoire. Ses travaux ments. Le ou les prototypes indus-
mise en application de ces solutions terminés, chaque groupement pro- triels seront installés sur un ter-
doit toutefois s’effectuer à moyen posera un Avant-projet sommaire rain du SIAAP situé à Seine Amont
terme. C’est pourquoi le niveau de (APS) de pilote industriel. Les pro- ou à Seine Aval. À l’issue de cette
maturité technologique - Technology jets seront évalués par le Syctom phase, un seul groupement sera
readiness level (TRL) - visé est compris et le SIAAP, qui retiendront un ou sélectionné, si les résultats sont
entre 3 (conception préliminaire) et 8 deux groupements si les résultats concluants.
(préproduction). sont concluants au regard des
objectifs fixés. La phase 3, de fin 2022 à fin 2026,
consistera en la construction et
La phase 2, de fin 2019 à fin 2022, en la mise en service d’une unité
sera consacrée à la construction industrielle, sur un terrain du
et à l’exploitation d’un ou plusieurs SIAAP.
pilotes industriels visant à éprouver
sur le terrain et dans des conditions
LE FINANCEMENT ET LES SUITES DU PROJET
À ce jour, le coût prévisionnel respectives du Syctom et du SIAAP
de l’opération est estimé à envi- au projet en fonction des solutions
ron 90 millions d’euros, en incluant retenues.
l’unité industrielle définitive qui
succédera au pilote industriel. Le Syctom et le SIAAP sont
accompagnés de bureaux d’études
Le partenariat d’innovation est pour l’assistance à la maî-
supervisé par un Comité de pilo- trise d’ouvrage : SETEC Énergie
tage présidé par le président du Environnement, SETEC Hydratec,
Syctom et composé à parité de SAGE Engineering et Méthaconsult.
représentants du Syctom et du Ils sont également conseillés sur le
SIAAP dont son président. À l’issue plan juridique par la SCP Sartorio &
de la première phase, le Comité de Associés et sur le plan communica-
pilotage se réunira pour détermi- tion par Parimage.
ner les participations financières
910
SUEZ, ARKOLIA ÉNERGIES ET ETIA :
UNE ALLIANCE QUI PARTAGE
UN ADN COMMUN
EN MATIÈRE D’INNOVATION
11ÉDITORIAL
Pour les collectivités et les industriels, il UN PARTENARIAT D’INNOVATION améliorations sur toute la chaîne de trai-
est essentiel de gérer de façon optimale POUR RÉPONDRE AUX NOUVEAUX tement des intrants et pas uniquement
les ressources. L’enjeu de la performance ENJEUX DES SERVICES PUBLICS sur le procédé de co-méthanisation.
environnementale est au cœur de la stra- Notre solution sera le fruit d’une collabo-
tégie des clients de SUEZ, qui a fait de Pour notre équipe, ce projet est double- ration féconde entre parties prenantes
l’économie circulaire une de ses priorités ment motivant de par son contenu à forte qualifiées : organismes publics, startups,
en matière de recherche et développe- valeur environnementale et sa forme PME et grands groupes. Notre solution
ment. Dans ce domaine, le Groupe investit contractuelle, celle d’un partenariat est particulièrement performante car elle
chaque année plus de 70 millions d’euros. d’innovation. combine des approches plurielles techno-
Fort de ses partenariats avec le monde Dans ces conditions, donner naissance logiques ou industrielles, qu’elles soient
universitaire et de 5 brevets déposés, à un procédé de traitement commun des logistiques, techniques ou réglemen-
ARKOLIA Énergies ne cesse d’innover, boues du SIAAP et de la fraction organique taires. L’ensemble des étapes fonction-
comme le démontre sa troisième place au des ordures ménagères résiduelles du nelles de notre proposition est par ailleurs
palmarès 2018 des inventeurs de la French Syctom permet de proposer une solution approfondi avec le Syctom et le SIAAP.
Tech en Occitanie-Montpellier. Son pro- en parfaite adéquation avec les attentes Enfin, cette mise en relation autour d’un
cédé de méthanisation Arkométha® a été et les besoins des donneurs d’ordre. projet commun apporte des bénéfices
lauréat du Trophée Expobiogaz 2013, des En effet, notre équipe s’engage aux côtés technologiques mais aussi organisation-
appels à manifestation d’intérêt et des du Syctom et du SIAAP dans une démarche nels. Méthodes de travail novatrices,
appels à projet déchets organiques retour qui va bien au-delà d’une offre conforme agilité, idées de ruptures, expérience du
au sol traitements et énergie de l’ADEME. à un cahier des charges. Plus ouvert, le contexte des marchés publics : chaque
Le Groupe ETIA possède un laboratoire partenariat d’innovation enclenche une jour est une opportunité de se nourrir les
de R&D ainsi que des bureaux d’études dynamique de co-construction au ser- uns des autres, dans une émulation qui
experts en matière d’innovation techno- vice d’une solution qui est perfectionnée profite à tous les partenaires du projet.
logique et de mise au point des procédés. au fil des phases de recherche et déve- Notre équipe mobilise 4 experts, 14 ingé-
ETIA est labellisé BPI Excellence depuis loppement et en fonction des résultats nieurs et 71 techniciens, notamment
2010 pour sa politique d’innovation, avec des expérimentations. Pour une meilleure dans des startups et universités, pour la
68 brevets déposés et environ 10 % de performance, il est possible, grâce à notre conduite de nombreux essais et de plus de
son chiffre d’affaires consacré à la R&D. regroupement d‘acteurs, de suggérer des 4 000 analyses.
Conclure un partenariat d’innovation avec le Syctom et le SIAAP, de développement durable des territoires. Il est également
c’est participer à la genèse d’une solution de co-méthanisation primordial de veiller à optimiser la valorisation matière des
pionnière, à la charnière de plusieurs mondes – traitement sous-produits pour des installations vraiment respectueuses
de l’eau, valorisation des déchets, production d’énergie et de l’environnement. Grâce à ses performances, énergétique et
optimisation de la ressource – aux performances encore jamais matière, la filière de cotraitement novatrice proposée au Syctom
atteintes, et unique en Europe. La co-méthanisation est une filière et au SIAAP créera une boucle vertueuse en Île-de-France pour
structurante pour la transition énergétique et une opportunité valoriser au mieux les ressources !
Philippe Maillard Laurent Bonhomme Olivier Lepez
Directeur Général adjoint Associé et Président Président du Groupe ETIA
de SUEZ en France d’ARKOLIA Energies
12UNE ÉQUIPE MOBILISÉE POUR UN PROJET D’ÉCONOMIE CIRCULAIRE EXEMPLAIRE
Le Groupe SUEZ s’est associé à de jeunes marchés publics et sa vision transverse leur cohérence. ARKOLIA Énergies et le
sociétés françaises aux offres complé- des marchés de l’eau et des déchets, SUEZ Groupe ETIA apportent leurs techno-
mentaires. La diversité de notre équipe est a conçu une solution qui s’appuie sur un logies de pointe pour proposer la filière
essentielle : c’est cette alliance qui offre assemblage innovant de ses procédés globale la plus adaptée aux besoins du
à chacun la possibilité de participer à ce et de ceux de ses partenaires et coor- Syctom et du SIAAP.
projet d’ampleur. Avec son expérience des donne les essais réalisés afin de garantir
SUEZ, UN GROUPE ENGAGÉ POUR L’ÉMERGENCE DE LA FILIÈRE MÉTHANISATION
Crédit photo : SUEZ
Leader mondial dans la gestion intelligente et durable des res- Unité de méthanisation, nouveau process
sources, le Groupe SUEZ compte 90 000 collaborateurs et a réalisé Amétyst II, Montpellier (34)
un chiffre d’affaires de 15,9 milliards d’euros en 2017. SUEZ valorise Le nouveau process Amétyst II traite les déchets ména-
dans le monde 17 millions de tonnes de déchets par an et produit gers et assimilés des 430 000 habitants de Montpellier
3,9 millions de tonnes de matières premières secondaires, ainsi que Méditerranée Métropole. Plus important centre de métha-
7 TWh d’énergie locale et renouvelable. nisation par voie sèche en France et référence technique en
Avec plus de 50 unités de méthanisation des boues de stations Europe, l’unité valorise la fraction organique des déchets
urbaines, 5 unités de méthanisation de déchets (dont 3 planifiées), en produisant du compost et du biogaz. Géré par SUEZ
3 unités exploitées pour le compte de collectivités et plusieurs pro- depuis 2008 et transformé à la suite d’un programme d’in-
jets avec le monde agricole, SUEZ se positionne comme un acteur vestissement de 10 millions d’euros, le site a augmenté de
essentiel de la méthanisation, pleinement engagé pour atteindre 50 % sa production énergétique et alimente en chaleur un
l’objectif national de 10 % de gaz vert injecté dans les réseaux à écoquartier de 5 000 habitants et une clinique.
horizon 2030. Au sein de son centre de recherche et développe- > 173 000 tonnes de déchets ménagers et assimilés trans-
ment situé au Pecq (78), le CIRSEE, SUEZ a intégré les labora- formés chaque année
toires « METHA’Lab » dédié à la méthanisation et « WASTE’Lab »
> 20 GWh électriques et 14 GWh thermiques produits en
pour le traitement et la valorisation des déchets. L’ouverture
2017
d’un « BioRessourceLab » consacré à la valorisation des déchets
organiques biodégradables, en partenariat avec le laboratoire > 27 000 tonnes de compost normé produites
de biotechnologie de l’environnement de l’Institut national de la > + de 51 % des déchets du territoire sont valorisés en nou-
recherche agronomique (INRA), est également prévue à Narbonne. velles ressources
13ARKOLIA ÉNERGIES : DÉMOCRATISER LES ÉNERGIES RENOUVELABLES EN INNOVANT
Crédit photo : ARKOLIA Énergies
Créée en 2009, ARKOLIA Énergies propose la construction, clé en main, Unité de méthanisation en matière épaisse en
de centrales de production électrique à partir d’énergies renouve- continu, Ferme Nagapèse, Parisot (81)
lables. Elle compte plus de 60 salariés et a réalisé un chiffre d’affaires de
39 millions d’euros en 2017. Avec 140 MW installés et 600 MW en porte- Une unité pilote de la technologie Arkométha® a été
feuille, elle fait partie des 10 premiers acteurs multi-énergies, français et mise en service en 2014 au sein d’une ferme biolo-
indépendants. gique s’étendant sur 120 hectares avec 70 vaches
allaitantes. Le but est de diversifier les activités
Sa différence réside dans son approche multi-énergies (solaire, de la ferme en valorisant les effluents d’élevage en
éolien, biomasse), et sa capacité à développer des technolo- énergie. L’énergie thermique produite est réutilisée
gies françaises de rupture, tel que sur les éoliennes offshore, le pour chauffer un séchoir à fourrage et les bâtiments
« solar to gaz » (par méthanation biologique) ou dans la filière bio- et le digestat est épandu sur l’exploitation.
gaz, avec 5 brevets déposés et un budget R&D de plus de 4 millions > 990 tonnes de fumier, 950 tonnes d’ensilage
d’euros sur 3 ans. En partenariat avec différentes universités, elle est sou- d’herbe, 180 tonnes de déchets de céréales et 480
tenue par l’ADEME pour Arkométha®, la première technologie française tonnes de lisier sont traitées
en méthanisation sélectionnée dans les Investissements d’avenir (IA).
> 1 050 Nm3 de biogaz et 1 800 kWh d’électricité sont
ARKOLIA intervient dans les études et la conception, la construction, produits par jour
l’exploitation et la maintenance afin d’optimiser le rendement des cen-
trales électriques, avec ses moyens internes d’ingénierie technique et
financière, son laboratoire de recherche, son suivi des constructions et
de la maintenance.
14ETIA, UN GROUPE AUX COMPÉTENCES PLURIDISCIPLINAIRES AU SERVICE DE L’ÉCONOMIE CIRCULAIRE
Crédit photo : ETIA
Fondé en 1989, le Groupe ETIA est un bureau d’ingénierie et équipementier fran- Production de biochar (Indonésie)
çais qui compte 35 salariés et réalise un chiffre d’affaires de 8,5 millions d’euros
(dont 95 % à l’international). Il est spécialisé dans l’innovation technologique, les Le but de l’installation est de convertir les
équipements et les procédés de traitement thermique en continu des produits coproduits et déchets de biomasse en un
vracs pour l’agro-industrie et la valorisation des biomasses résiduelles et des matériau présentant de meilleures caracté-
déchets en matières et en énergies renouvelables. Son portefeuille couvre plus ristiques combustibles que le produit initial.
de 150 machines livrées dans 35 pays sur 5 continents. ETIA possède des com-
La biomasse torréfiée est un combus-
pétences en :
tible solide hydrophobique, facile à stocker
> ingénierie mécanique, automatisme : robotique, assemblage et dosage, détec- et résistant aux agents externes (cham-
tion et vision ; pignons, bactéries, parasites…). La bio-
> valorisation des boues de stations d’épuration, des digestats et lisiers ; masse est chauffée en l’absence d’oxy-
gène à des températures allant jusqu’à
> production d’électricité à partir des ordures ménagères et des Combustibles
400 °C. Le produit traité a une densité de
solides de récupération (CSR) et valorisation énergétique des déchets : plas-
350 kg/m3 et une humidité initiale de
tiques et pneus notamment ;
10-12 %. Le gaz produit est brûlé en sortie
> conversion thermochimique de biomasse : production d’électricité, de chaleur de réacteur. Pour ce projet, ETIA a livré trois
et gaz « verts » ; réacteurs Biogreen®.
> traitement des denrées végétales : séchage, torréfaction, débactérisation, etc. ;
> 1 500 kg/h de déchets de biomasse
> solutions naturelles pour l’agronomie : production de biochar, d’hydroréten-
teurs et fabrication de substrats agronomiques ; > Mise en service en 2012
> valorisation des biomasses résiduelles : séchage, torréfaction, production de
charbon végétal, conversion thermochimique, gazéification.
15NOTRE PROJET
L’AMBITION DE LA FUTURE UNITÉ DE COTRAITEMENT Nos filières se construisent ainsi autour de trois ensembles
DU SIAAP ET DU SYCTOM : CRÉER UNE BOUCLE DE fonctionnels :
VALORISATION HAUTE PERFORMANCE 1 / La co-méthanisation développée par ARKOLIA Énergies,
optimisée grâce à un fonctionnement piston multiphases et
Pour relever les enjeux de performance technique, environne- une agitation par le biogaz, maîtrisée et d’exploitation aisée
mentale et économique, nous avons conçu deux filières, l’une
fondée sur un intrant envisagé globalement, l’autre mettant 2 / Des procédés de conversion thermochimique permettant
en œuvre des traitements spécifiques selon les intrants. d’obtenir :
Au cœur de l’économie circulaire, les systèmes de traitement n syngaz riche en carbone ensuite transformé par
u
à énergie positive proposés produisent du biométhane biométhanation ;
réinjectable dans le réseau ou valorisable sous forme de ne phase liquide contenant du carbone plus facilement
u
BioGNL et permettent de valoriser tous les sous-produits méthanisable.
sortant du process : une partie du phosphore et de l’azote
contenus dans les intrants pourra être recyclée. 3 / La maximisation de la valorisation des sous-produits :
utilisation du CO2 issu de la purification du biogaz pour pro-
duire des microalgues, nouvelles sources organiques pour
DÉPASSER LES RENDEMENTS HISTORIQUES la co-méthanisation ;
DE VALORISATION DE LA MATIÈRE ORGANIQUE alorisation spécifique du phosphore et de l’azote en
v
matières premières secondaires.
Grâce à l’utilisation judicieuse de technologies innovantes de
conversion thermochimique et de traitements biologiques
comme la méthanation, nos filières de traitement parviennent
à convertir en énergie une partie difficilement accessible de
la matière organique. C’est cet assemblage, pensé par SUEZ,
qui permet d’augmenter significativement la production de
biométhane et de parvenir à une valorisation matière et éner-
gétique maximale de chaque intrant.
16>>GLOBALE
UNE SOLUTION Solution
AVECglobale
UNE FILIÈRE EN CO-MÉTHANISATION DE TOUS LES INTRANTS
Biométhane
FOr Optimisation de la
Biogaz production de
Micro-algue
Biogaz biométhane
Micro-algues
supplémentaire
Chaleur
Boues
d’épuration
Fertilisant
(N, P)
Grais- Co-méthanisation Conversion de la matière Transformation des sous-
ses organique issue de co- produits sortants
méthanisation en matières premières
Eau peu
chargée
Fumier
Matières
équin
minérales
INTRANTS PROCÉDES SORTANTS
UNE SOLUTION ALTERNATIVE AVEC UNE FILIÈRE DE CONVERSION THERMOCHIMIQUE
>> Solution alternative
POUR UN TRAITEMENT SPÉCIFIQUE DU FUMIER ÉQUIN
Biométhane
FOr
Optimisation de la
Micro-algue
Biogaz production de
Micro-algues
Biogaz biométhane
supplémentaire
Chaleur
Boues
d’épuration
Fertilisant
(N, P)
Co-méthanisation Conversion de la matière Transformation des sous-
Grais- organique issue de co- produits sortants
ses méthanisation en matières premières
Eau peu
chargée
Fumier
équin Matières
Prétraitement spécifique par minérales
conversion thermochimique
INTRANTS PROCÉDES SORTANTS
1718
TILIA, DBFZ, FRAUNHOFER IGB,
GICON ET FRANCE BIOGAZ :
POUR UN PARTENARIAT DYNAMIQUE,
TRANSPARENT, COOPÉRATIF
ET OUVERT
19ÉDITORIAL
Chèr(e)s participant(e)s à la matinée avec l’esprit du partenariat d’innovation. de construction à ce stade, et d’organi-
technique organisée par le Syctom et le À l’heure où notre gouvernement met la ser le moment venu la sous-traitance
SIAAP, coopération franco-allemande au cœur en phase 3 en fonction des solutions qui
Nous espérons que la présentation de du projet économique et environnemen- seront finalement retenues dans le par-
notre groupement et de notre solution tal de notre pays, nous sommes persua- tenariat. Tout autre choix aurait contraint
technique vous aura donné un aperçu dés que notre équipe exemplaire pourra la solution, et limité la liberté de choix du
convaincant de nos compétences et de faire de ce projet de co-méthanisation Syctom et du SIAAP dans le cadre du
une référence européenne de classe projet. Aucune entreprise de construc-
la proposition innovante que nous avons
mondiale, à la charnière de l’économie tion ne dispose en effet d’une palette de
conçue pour le traitement commun des
circulaire, de la transition énergétique et compétences suffisamment large pour
boues du SIAAP et de la fraction orga-
de la modernisation des grands services garantir, le moment venu, sa capacité à
nique résiduelle du Syctom. En complé-
publics. réaliser l’ensemble des solutions.
ment des informations présentées, vous
pouvez trouver dans la documentation Enfin, le modèle du partenariat d’inno- Cette économie de projet permettra
ci-jointe des informations plus détaillées vation exige notamment un travail en d’adapter au mieux, le moment venu, le
sur notre groupement, ainsi que sur la transparence totale des partenaires les cahier des charges des sous-traitances
manière dont nous abordons le partena- uns avec les autres, et dans leur rela- à la visée du projet, et de bénéficier
riat d’innovation. tion avec le maître d’ouvrage. Tilia ayant, d’une mise en concurrence optimale des
depuis l’origine, fait de l’innovation col- sous-traitants pressentis. Il en résultera
Notre proposition, enrichie par le dia-
laborative et de la transparence deux un bénéfice économique et technique
logue constant conduit avec les équipes
des clefs de sa méthode, il lui a paru pour le Syctom et le SIAAP.
du Syctom, du SIAAP et de leur assis-
tant à maîtrise d’ouvrage, et par le travail naturel de s’engager pleinement dans la La combinaison de ces quelques points
approfondi auquel il a donné lieu, répond démarche proposée par le Syctom et le essentiels garantit à nos yeux un parte-
de façon rigoureuse à l’ensemble des SIAAP. Ces principes clés, au même titre nariat dynamique, transparent, coopéra-
objectifs que ce partenariat d’innovation par exemple que la neutralité technolo- tif et ouvert avec les maîtres d’ouvrage,
doit permettre d’atteindre ensemble, gique au service de l’optimisation, sont aux différentes phases du projet.
grâce à une combinaison innovante de partagés par l’ensemble des membres du
solutions qui pourront être mises en groupement.
œuvre avec un maximum de sécurité pour À cet égard, il convient de souligner que
le Syctom et le SIAAP. Cette sécurité si la solution proposée présente une
concerne aussi bien les performances complète cohérence, et a été étudiée
techniques et environnementales atten- sans laisser de côté aucun paramètre
dues que les performances économiques, important de conception, d’exploita-
et la stricte tenue des délais fixés par le tion ou de performance, ni en ce qui
cahier des charges. concerne ses différentes étapes, ni en
Ensuite, au-delà de la combinaison des ce qui concerne leur articulation, elle
compétences de nos entreprises et est cependant entièrement « ouverte »
organismes, qui allie le meilleur de la au travail collaboratif avec les équipes
recherche européenne et une expérience du Syctom et du SIAAP, et par nature
opérationnelle éprouvée, c’est une véri- adaptable, dans le cadre d’approches
table équipe franco-allemande, réactive de scénarisation qui sont d’ores et déjà
et mobilisée par ce projet, qui s’est for- développées en commun, en utilisant les
mée dès les premières étapes de concep- outils du groupement.
tion du partenariat, dans le dialogue avec Dans cet esprit, nous avons choisi de ne
le Syctom et le SIAAP, et en résonance pas intégrer au groupement d’entreprise
20PRÉSENTATION DE NOTRE GROUPEMENT
Notre groupement, piloté par Tilia et une culture d’optimisation et de per- un enracinement très fort dans la
composé d’entreprises et d’organismes formance dans les domaines de la coopération avec des organismes
de recherche, partage cinq caracté- consultation lancée par le Syctom et d’intérêt général, dans un cadre de
ristiques importantes au regard des le SIAAP, qui lie l’ensemble des étapes développement local.
attentes exprimées par le Syctom et le allant de la recherche appliquée et de la
C’est cette expérience partagée qui
SIAAP. conception à l’exploitation opération-
a guidé la formation du groupement,
nelle des services et infrastructures ;
une vision commune de la transition les choix qui dessinent la solution pro-
énergétique et environnementale, de une expérience partagée dans les posée, et les partis de méthode qui la
ses fondements technologiques, et domaines de la méthanisation et une soutiennent.
du renforcement de l’économie cir- maturité coopérative éprouvée, qui
Dans les pages qui suivent, quelques
culaire dans les territoires ; leur a toujours permis, dans leurs pro-
points clefs de l’expérience et de la
jets, de combiner l’innovation avec l’at-
un rôle pionnier au niveau européen culture de chacune de nos organisa-
teinte des performances attendues et
dans le champ de travail et d’exper- tions, et sur la coopération qui les unit
la maîtrise des risques économiques
tise qui est le leur, exprimé par des dans le présent projet.
et technologiques inhérents à ce
références prestigieuses, en France
domaine ;
et en Allemagne notamment ;
ORGANISATION DU GROUPEMENT SUR LA DURÉE TOTALE DU PARTENARIAT D’INNOVATION
PHASE 1 PHASE 2 PHASE 3
RECHERCHE DÉVELOPPEMENT ET ACQUISITION ET CONSTRUCTION
TESTS ET ESSAIS EN LABORATOIRE CONSTRUCTION D’UN PILOTE D’UNE UNITÉ INDUSTRIELLE
PILOTAGE PILOTAGE PILOTAGE
21TILIA plusieurs centaines de millions d’euros, GICON ET FRANCE BIOGAZ
incluant des phases de construction.
Cette entreprise franco-allemande, Ils ont également une capacité éprouvée GICON et sa filiale française France
fondée et dirigée par deux Français, à diriger de façon fructueuse des grands Biogaz est l’un des leaders européens
Cyril Roger-Lacan et Christophe Hug, projets de coopération franco-alle- de la conception, de l’ingénierie et de
déploie aujourd’hui dans 18 pays, avec mande dans le domaine de l’énergie et la réalisation d’installations de biogaz
plus de 100 collaborateurs appuyés de l’environnement. À titre d’exemple, à haute performance. Connu pour la
par un large réseau mondial d’experts, les gouvernements français et allemand, fiabilité technico-économique de sa
un savoir-faire de transformation des puis la Commission Européenne en 2018, conduite de projets, dans un domaine
grands services publics environnemen- ont approuvé le projet copiloté, aux où trop d’installations, notamment
taux, dans un cadre de partenariat qui côtés d’Enedis et Innogy par Tilia et Dena en France, rencontrent des difficul-
vise d’abord le renforcement de ses par- (Agence allemande de l’énergie), pour tés tenant à des défauts de concep-
tenaires et clients publics. Son modèle le développement d’une optimisation tion (sécurité des intrants, procédés,
fondamental est donc très proche de énergétique territoriale transfrontalière débouchés…), ou de réalisation (mau-
celui du partenariat d’innovation. et d’un « smart grid » franco-allemand vaise gestion de l’instabilité des intrants
entre la Sarre et la région Grand Est sur et de leur mix notamment), l’entreprise
En Île-de-France et dans le contexte a conçu et réalisé des installations dans
le réseau basse tension (20 kV), dans
particulier des défis environnementaux ces contextes et avec des « mix » d’in-
lequel 18 grands industriels et orga-
du Grand Paris, où s’inscrit le présent trants variés, incluant diverses formes
nismes de recherche se sont engagés.
projet, Tilia conduit avec succès des de déchets et des boues d’épuration.
projets phares tels que le développe- Dans plusieurs autres projets, Tilia
ment par étapes successives du réseau travaille en coopération étroite et L’entreprise a parfaitement réussi le
de chaleur et de froid géothermique concrète avec des chercheurs et des transfert des savoir-faire opération-
innovant du plateau de Saclay (contrat scientifiques, soit dans le cadre de pro- nels et d’innovation accumulés en
de 7 ans, 2013-2020 ; 50 millions d’euros grammes de recherche appliquée - tels Allemagne du fait de l’importance et
d’investissement) ou le projet « SIAAP que ceux qui sont inhérents à la récupé- de la relative ancienneté de la part du
2030 » de transformation stratégique et ration du phosphore - soit dans le cadre secteur du biogaz dans la production
d’optimisation opérationnelle du SIAAP. de projets opérationnels : récemment, d’énergies renouvelables, exercice dans
Ces projets témoignent de la capacité des chercheurs du CEA ou de l’École lequel d’autres sociétés françaises ont
de Tilia à conduire des transformations des Mines de Paris ont ainsi été intégrés échoué. Le nombre de ses références
innovantes et profondes dans de grandes à des équipes projet sur des projets de en installations de méthanisation
organisations industrielles de services transition énergétique territoriale. atteste de sa capacité à apporter au
environnementaux et énergétiques com- partenariat un ensemble complet de
Tilia apporte donc au projet cette expé- compétences métier sur l’ensemble
plexes. D’autres territoires, tels le
rience unique de pilotage de projets de la chaîne allant de l’ingénierie à la
Grand Lyon, les Hauts-de-France,
complexes, et d’intégration de l’inno- réalisation. Son expertise a d’ailleurs
Berlin ou Hambourg bénéficient de sa
vation dans une vision d’exploitation plusieurs fois été primée, notamment
compétence.
à long terme, performante et réaliste. son projet Richmond au Canada, élu au
Ses dirigeants, et notamment Christophe Elle apporte également son expérience top 100 des projets d’infrastructures
Hug qui dirige le présent projet, ont eu de première main d’un ensemble de innovants.
à conduire au cours de leur carrière, en sujets de valorisation énergétique de
pleine responsabilité opérationnelle, de boues et de déchets, et notamment de
nombreux projets d’investissements de méthanisation.
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