Bioélectricité à partir des eaux usées: Inbev le fait depuis cinq ans déjà!
Par Els Jonckheere | Energymag | 06.11.09 | Publié dans Energymag N° 14 |
En tant que plus gros producteur de bière au monde, Inbev se doit de montrer l'exemple dans le domaine de l'exploitation durable. La protection de l'environnement est ainsi portée haut dans le groupe: restriction de la quantité de déchets, diminution des consommations d'eau, meilleure efficacité énergétique et passage aux énergies renouvelables sont des priorités au sein de toutes les implantations. Les sites Benefralux jouent un rôle de pionnier dans ces objectifs. Comme à l'usine de Stella Artois, l'une des premières à s'être équipée d'une installation de biométhanisation.
Stella Artois est l'une des trois marques majeures qu'Inbev commercialise mondialement. C'est en outre la bière la plus ancienne du groupe, brassée depuis 1366 à Louvain, même si l'origine du nom remonte à 1717, lorsque la brasserie fut reprise par Sebastien Artois. C'est là que se trouvent les fondations du plus grand brasseur au monde qu'est devenu AB Inbev. L'an dernier, le site louvaniste de Stella Artois a produit quelque 6 millions d'hectolitres de bière. «Ce processus génère énormément d'eau usée: la production d'un litre de bière donne environ cinq litres d'eau souillée. Elle n'est pas toxique, mais contient de très nombreuses particules organiques. Ce taux élevé de COD – chemical oxigen demand – est rapidement décomposé, mais en cas de déversement direct dans les eaux de surface, ils diminueraient considérablement le taux d'oxygène dans l'eau, avec des conséquences néfastes pour la faune aquatique», explique Marc Verbraeken, Process Engineer Energy & Fluida de AB Inbev. «C'est la raison pour laquelle nous commençons par purifier l'eau usée, avant de l'évacuer vers la Dyle. Depuis 1980, cela se fait selon une méthode aérobie: la boue biologique, avec des organismes vivants est ajoutée à l'eau. Grâce à l'aération active, au moyen de surpresseurs, les organismes se nourrissent de particules organiques dans l'eau usée. L'eau est ainsi purifiée, répondant aux normes de qualité pour être déversée dans les eaux de surface. Bien que l'installation aérobie donne des résultats satisfaisants et efficaces depuis plusieurs années, la technologie présente néanmoins quelques inconvénients. Comme les micro-organismes respirent, il faut d'importantes quantités d'air pour arriver à une épuration optimale. Cela coûte beaucoup d'énergie! En outre, l'amoncellement rapide de boue biologique fait que vous avez continuellement des résidus. Et le traitement de ceux-ci gonfle les coûts».
Adjonction d'un digesteur anaérobique
Afin de limiter les frais et de charger le moins possible l'environnement, Inbev décida en 2004 d'adjoindre à l'installation d'épuration un digesteur anaérobique. «Celui-ci permet de pré-traiter l'eau selon un processus sans apport d'oxygène. Au lieu de transformer les particules organiques de l'eau usée en boue et en CO2, les bactéries anaérobies produisent du biogaz composé de méthane et de CO2. Ce méthane peut être transformé en énergie verte, ce qui nous permet de faire des économies considérables sur la facture d'électricité. Un autre avantage du traitement anaérobique est une diminution significative de la consommation d'énergie lors du processus aérobie, puisqu'il faut moins d'aération: au total, notre consommation a chuté de 6%! En outre, la production de boue aérobie a chuté de 45%! Enfin, celle-ci se développe très lentement, ce qui limite également la charge d'évacuation des excédents», explique Frans Symon, Opérateur chez AB Inbev. D'emblée, l'objectif était également de valoriser le biogaz. Après le démarrage de la station d'épuration anaérobie en janvier 2004, le groupe de projet a réfléchi quelques mois à l'analyse de la production de biogaz. «Il était important de vérifier ce qu'on allait en faire. Car en principe, il y a deux possibilités: la production d'électricité au moyen d'un moteur ou la production de vapeur dans une chaufferie. Cette dernière option ne nous semblait pas une bonne alternative, vu que la station d'épuration était située très loin de la production de vapeur. C'est pourquoi, notre analyse nous a mené assez rapidement à l'application électrique», poursuit Marc Verbraeken.
Intervention de spécialistes
Comme il faut un moteur spécial (entraîné au biogaz) pour la production d'électricité et que cette technique ne faisait pas encore partie du domaine des connaissances au sein d'Inbev, le producteur décida de confier l'ensemble du projet à une société spécialisée. Des quatre entreprises contactées, Inbev choisit finalement Aspiravi. Cette entreprise a vu le jour en 2002 et est née d'une initiative collective des communes comprenant les Intercommunales flamandes Interelectra, IVEG, PBE et WVEM.» Bien que notre société soit encore relativement jeune, nous avons déjà des années d'expérience et une vaste connaissance de tout ce qui entoure l'énergie. Aujourd'hui, nous nous spécialisons dans l'investissement, dans la réalisation et l'exploitation d'installations renouvelables et écologiques. Actuellement, nous exploitons une soixantaine d'éoliennes, deux petites centrales hydrauliques et quatre moteurs au gaz», explique Pieter De Clercq, Operations Manager d'Aspiravi. «Le fait qu'Aspiravi puisse faire la démonstration de sa grande expérience et qu'elle avait déjà trois installations au biogaz en fonctionnement, a été un des arguments déterminants pour que nous leur fassions confiance. Par ailleurs, nous avions trouvé une forme de collaboration intéressante pour les deux parties», explique Marc Verbraeken. «Nous avons entièrement conçu et construit l'installation. Elle reste notre propriété et c'est également Aspiravi qui l'exploite. Inbev fournit le biogaz, nous nous chargeons de la transformation en électricité et en chaleur, que nous vendons ensuite à la brasserie. Comme Inbev fournit la matière première, le prix de cette énergie verte est nettement inférieur à celui des fournisseurs traditionnels d'énergie. En outre, nous avons un contrat impliquant que les revenus de ce projet sont partagés entre les deux parties», confirme Pieter De Clercq.
Comment fonctionne le système?
En avril 2004, Inbev et Aspiravi ont signé un accord de principe, après quoi l'installation fut conçue. En septembre, la brasserie a obtenu les permis de construire et d'environnement nécessaires et fin janvier 2005, le système était déjà opérationnel. Mais comment cela fonctionne-il? «En premier lieu, le biogaz est traité dans une colonne de lavage, de manière à répondre aux spécifications qualitatives du moteur. Le biogaz part ensuite vers un réservoir tampon d'environ 600 m3: une espèce de ballon dans lequel il est temporairement stocké. Ce passage est nécessaire afin d'équilibrer les variations dans la production de biogaz et de garantir un fonctionnement stable du moteur. Enfin, le biogaz purifié est transformé en électricité et en chaleur au moyen d'un moteur à haut rendement. Nous avons opté pour un moteur de un mégawatt, avec lequel nous produisons environ 3,5 millions de kWh par an. Cela correspond environ à la consommation énergétique de 1.200 ménages et elle sera entièrement utilisée par les unités de production du site brassicole de Louvain. Quant à la chaleur, celle-ci sera utilisée pour optimaliser le rendement de l'épuration anaérobie», explique Pieter De Clercq.
Une histoire à succès
Quatre ans plus tard, Inbev et Aspiravi sont toujours satisfaits du résultat. «Les pronostics en matière de revenus en électricité se vérifient: 5% de le consommation d'électricité de l'usine est générée par le biogaz. L'installation biogaz produit en effet plus d'électricité qu'elle n'en consomme. C'est grâce au fait que nous avons réussi à maintenir la température dans le réacteur anaérobique à un niveau de 34°C en quasi continu. Dans ces conditions idéales, les organismes donnent leur meilleur rendement, ce qui maximalise notre production de biogaz», explique Marc Vebraeken. «En ce qui nous concerne, nous sommes très satisfaits des performances du système. Nous pouvons donc parler d'une véritable réussite», conclut Pieter De Clercq.


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