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FMGC teste un prototype transformant les fumées en énergie
08.03.2013
La Fonderie Mécanique Générale Castelbriantaise (FMGC) accueille une opération pilote de production d'énergie à Soudan. La société Enertime, une des 50 start-up européennes spécialisées dans les éco-technologies, teste un prototype qui transforme des fumées en énergie. Le prototype ORC de production d'énergie d'Enertime est opérationnel sur le site de la FMGC à Soudan depuis le 14 novembre 2012 Le prototype ORC de production d'énergie d'Enertime est opérationnel sur le site de la FMGC à Soudan depuis le 14 novembre 2012

Le Pôle Technologique de l'Environnement du Pays de Châteaubriant, labellisé Pôle d'Excellence Rurale par l'Etat, a conforté la volonté des industriels d'améliorer l'efficacité énergétique de leurs activités, et de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Depuis 5 ans, les initiatives innovantes se multiplient.

Après Sarval et Castel Viandes qui se sont unis pour créer la plus grande unité de méthanisation de Loire Atlantique, Valdis, à Issé, c'est la Fonderie Mécanique Générale Castelbriantaise (FMGC) qui s'est lancée, depuis 4 mois, dans une expérimentation pour produire de l'électricité à partir de la chaleur de ses fumées.

Elle a, pour cela, nouer un partenariat avec une jeune entreprise figurant dans le top 50 des « cleantech » européennes à fort potentiel de croissance, Enertime, qui a été créée en 2008 par Gilles DAVID, ancien directeur d' AREVA bioénergie. Le prototype ORC est doté de deux turbines spécialement adaptées aux fluides innovants, conçues par Enertime Le prototype ORC est doté de deux turbines spécialement adaptées aux fluides innovants, conçues par Enertime

Dotée d'une équipe de 11 personnes dont 9 ingénieurs, la société Enertime, basée en région parisienne, est spécialisée dans l'ingénierie, le conseil et le développement de projets pour les industriels, investisseurs et collectivités dans les énergies renouvelables, notamment le solaire, et également dans la conception de centrales à cycle organique.

Pour Gilles DAVID, ces machines à Cycle Organique de Rankine (ORC) sont aux machines à vapeur ce que les éoliennes sont aux moulins à vent, la technologie de valorisation électrique de la chaleur du XXIème siècle.

Basées sur les mêmes principes thermodynamiques du cycle de Rankine (savant écossais du 19ème siècle, disciple de Carnot) que les cycles vapeur, elles emploient un fluide organique (différent de l'eau, issu de la chimie du carbone), qui en circulant en cycle fermé récupère la chaleur perdue sur un échangeur, se vaporise puis se détend dans une turbine associée à un alternateur, transformant ainsi l'énergie thermique en électricité. Les fumées issues de la chambre de combustion du cubilot de la fonderie sont transformées en énergie par le prototype ORC Les fumées issues de la chambre de combustion du cubilot de la fonderie sont transformées en énergie par le prototype ORC

Cette technologie développée à l'origine pour les sites isolés puis pour la géothermie est déployée depuis 30 ans, et a largement fait ses preuves avec plus de 1 500 MW de puissance installée.

Selon Gilles DAVID, les solutions ORC sont incontournables dès que la source de chaleur est à une température inférieure à 250°C. Dans tous les cas, elles sont moins chères que les solutions vapeur pour des puissances jusqu'à 3 MW.

Elles sont aussi beaucoup plus fiables de par la nature des fluides utilisés, sont entièrement automatisées, nécessitent peu de supervision et ont des plages de fonctionnement très larges. La multitude des fluides disponibles permet de construire des modules adaptés à la valorisation de chaleur à partir de 80°C jusqu'à 350°C et demain au-delà.

Dans cette gamme de température, les machines ORC atteignent des rendements meilleurs que ceux offerts par les cycles vapeur de même taille (typiquement de 10% à 20% net des auxiliaires, en fonction des températures récupérées).

Gilles DAVID souligne que la faisabilité économique d'un projet de récupération de chaleur perdue n'étant jamais liée au rendement du projet mais uniquement à la compétitivité du MWh produit, l'impression de faible rendement n'est pas fondée.
La Fonderie Mécanique Générale Castelbriantaise est un des leaders européens dans la fabrication de contrepoids en fonte La Fonderie Mécanique Générale Castelbriantaise est un des leaders européens dans la fabrication de contrepoids en fonte
Ainsi, un module ORC installé en récupération de chaleur sur un cubilot de fonderie peut réduire de 30 % la consommation électrique de la fonderie en produisant une électricité sans émission de CO2 additionnelle et à un coût inférieur au coût de production d'un EPR, sans même tenir compte des coûts et pertes évitées, liés au transport de l'électricité.

Ce projet a convaincu Gérard THUET, Président du directoire de la Fonderie Mécanique Générale Castelbriantaise ( FMGC), qui a accepté d'accueillir la première installation expérimentale en France, d'un nouveau prototype ORC dénommé ORCHID, d'une puissance de 1 mégawatt électrique.

Pour mener à bien ce projet, Enertime a bénéficié d'une aide de 1,8 millions d'euros de la société TOTAL, suite à sa sélection dans le cadre du 6ème appel à manifestations d'intérêt national (AMI), organisé avec l' ADEME en 2011, pour tester des démonstrateurs concourant à l'efficacité énergétique dans l'industrie.
Les contrepoids en fonte produits par la FMGC sont notamment destinés à des chariots élévateurs Les contrepoids en fonte produits par la FMGC sont notamment destinés à des chariots élévateurs
Le prototype ORC, livré dans 2 containers de 40 pieds, a été mis en service le 14 novembre 2012 à la FMGC, après déclaration du projet au régime des Installations Classées Protection de l'Environnement (ICPE).

Il est installé en sortie de combustion d'un haut fourneau de la fonderie (cubilot à vent chaud) sur le système de refroidissement des fumées, et récupère la chaleur sous forme d' huile thermique.

Le cubilot est un équipement de fonderie qui permet de produire de la fonte en continu à partir de ferraille et de coke. Le procédé génère des quantités importantes de CO2 qui sont brûlées dans une chambre de combustion puis refroidies avant le traitement des fumées.

Pierrick PINCEMIN, responsable maintenance de l'usine FMGC, précise que le cubilot d'une capacité de 20 tonnes/heure, pouvant monter au maximum à 30 tonnes/heure, fonctionne vingt-quatre heures sur vingt-quatre, cinq jours par semaine.
L'entreprise FMGC emploie plus de 300 collaborateurs sur son site de Soudan L'entreprise FMGC emploie plus de 300 collaborateurs sur son site de Soudan
La chaleur valorisée représente une puissance thermique de 5 à 6 MW. L'électricité produite par le prototype ORC est réinjectée dans le réseau interne de l'usine pour environ 5 000 MWh par an. Le prototype ORC permet également d' arrêter les aéro-réfrigérants existants et donc d'économiser 100 MWh supplémentaires.

Le Centre Technique des Industries de la Fonderie ( CTIF) et les équipes d'ingénierie et de maintenance de l'usine participent au projet. Le fabricant du cubilot vent chaud et le fabricant des échangeurs du système de refroidissement des fumées ont également été mis à contribution.

Le premier test de fonctionnement en continu du prototype ORC s'est déroulé avec succès en janvier 2013. Le suivi de cette expérimentation par l'ADEME et la société TOTAL va permettre de répondre à 3 grands objectifs :
- Valider la conception et la construction en site réel du prototype ORCHID sur une période de fonctionnement représentative.
- Etudier l'impact de la machine sur le procédé industriel et la mise en place de contre-mesures éventuelles.
- Confirmer la pertinence économique d'un projet de récupération de chaleur industrielle de ce type à court ou moyen terme en fonction du prix de revente de l'électricité sur le réseau français et à l'international.

Pour Gilles DAVID, l'enjeu se compte en centaines de mégawatts électriques en France, et à terme en milliers d'emplois et milliards d'euros à l' exportation. Et cela est triplement vertueux : pour la maîtrise des émissions de CO2, la compétitivité des sites concernés, et le développement d'une filière innovante créatrice d'emplois en France et fortement exportatrice.

Site Internet : www.enertime.com


Site Internet FMGC : www.fmgc.fr

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