GRAINE 2019 - Projet BIOGRAFIC.
Mots-clés : Sols / Agriculture / Forêt
Contexte : Les installations à la biomasse produisent aujourd’hui plus de 200 000 tonnes de cendres en France. Ces cendres représentent une quantité importante de déchets que les exploitants des centrales biomasse doivent valoriser ou éliminer, en fonction de la typologie des cendres (sous-foyer, volantes), de la technologie de combustion utilisée (chaudières à grille, lit fluidisé, spreader stocker) et des filières de traitements existantes (valorisation agronomique, envoi en centre d’enfouissement, etc.). Une étude territoriale et économique a permis d’estimer à environ 12,6 kt et 37,7 kt respectivement pour l’hypothèse basse et l’hypothèse haute les gisements de cendres de biomasse disponibles dans la région Hauts-de-France et à 5,0 kt et 15,7 kt respectivement pour l’hypothèse basse et l’hypothèse haute pour le territoire breton. Ce chiffre est voué à augmenter du fait du développement croissant de ce type de chaufferie. Une voie de valorisation intéressante des cendres de chaufferie bois concerne leur utilisation dans des matériaux de construction. Chaque année en France, plus de 117 millions de tonnes de granulats sont utilisées, dont la grande majorité sont issus de l’extraction des carrières ou des fleuves. Or, ces ressources se raréfient et sont de plus en plus difficilement accessibles. Le secteur du BTP a développé des matériaux en substituant une partie des matières premières traditionnelles (ciment, granulats) par des matières premières secondaires (laitiers de haut fourneau, cendres volantes, granulats recyclés, etc.). Récemment, le projet ADEME Graine, intitulé « Valorisation des cendres de chaudière Biomasse dans l’élaboration de Matériaux composites pour le Génie Civil » (BIMGC) a montré la faisabilité d’utiliser les cendres sous-filtres (issues de chaudières à grille) en substitution du ciment.
Description : L'acronyme BIOGRAFIC signifie : Valorisation des cendres de BIOmasse en tant que GRAnulats et FIller dans des blocs de Construction. L’objectif du projet BIOGRAFIC est d’évaluer le potentiel de valorisation de cendres issues de chaudières biomasse à lit fluidisé en tant que substitut des granulats naturels dans des bétons secs à démoulage immédiat pour la fabrication de blocs de maçonnerie pour la construction. La substitution du sable et gravillon permettra de valoriser un volume important de cendres. L’introduction d’un sous-produit issu de la biomasse dans une matrice cimentaire doit cependant faire l’objet d’une étude préalable vu la complexité de l’interaction des cendres avec l’eau de gâchage et les différents constituants du béton. Les performances sanitaires et environnementales des blocs de maçonnerie incorporant des cendres de biomasse devront également être évaluées. L’étape laboratoire est incontournable avant d’envisager un passage à l’échelle industrielle et montrer la faisabilité des caractéristiques du produit final à commercialiser. Une phase de test industriel, c’est-à-dire la fabrication à une grande échelle des mélanges validés en laboratoire est prévue. Les blocs fabriqués seront envoyés au CERIB pour des essais complémentaires qui pourraient aboutir à la certification du produit en vue d’une commercialisation.
Objectifs et résultats attendus : Les objectifs du projet BIOGRAFIC sont d’étudier la valorisation des cendres volantes et sous-foyer de chaudières biomasse à lit fluidisé, en développant des composites cimentaires pour la fabrication de blocs de construction avec des propriétés thermo-physiques conformes aux normes en vigueur (NF EN 771-3/CN). Les différentes phases du projet sont les suivantes : Identifier, caractériser et effectuer le criblage des cendres sélectionnées fournies par la Société Dalkia. Actualiser les flux de gisement sur les deux territoires de l’étude, les Hauts-de-France et la Bretagne, avec un focus sur les cendres issues des chaudières à lit fluidisé. Étudier la forte demande en eau de ces cendres qui a un impact sur la rhéologie et la résistance mécanique des produits élaborés. Étudier l’influence de la substitution de sable par des cendres sous-foyers broyées et l’ajout de cendres fines sous forme de fillers sur les propriétés de mise en œuvre et physico-mécaniques des mortiers. Déterminer les taux d’incorporation possibles de cendres de biomasse. Transposer l’étude aux bétons secs à démoulage immédiat. Démontrer la faisabilité de la fabrication du produit sur une chaîne de fabrication industrielle. Effectuer une analyse de cycle de vie (ACV) des blocs de construction. Étudier l’influence de la substitution de sable par des cendres sur les performances sanitaires et environnementales des blocs de maçonnerie. Établir un dossier technique préalable à une demande de certification des blocs de construction par le CERIB en vue d’une commercialisation par Carrières Biallais.
Bénéficiaire : UNIVERSITE D ARTOIS
Localisation : Arras, Hauts-de-France, FRANCE
Début : 01/01/2021 — Durée : 30 mois
Budget total : 343987.71 € — Aide ADEME : 170666.84 €
Statut : Clos