Développement en boucle locale d'une filière cohérente et globale de valorisation en cascade des cendres de bois issues de chaufferies collectives.
Acronyme : PAN'ash (GRAINE 2023)
Programme : GRAINE (Phase 2) - Production, valorisation des biomasses et préservation des écosystèmes 
Mots-clés : Economie circulaire / Déchets
Contexte : Les chaufferies de biomasse sont actuellement plébiscitées pour aider à la transition énergétique de la France et le nombre d’implantations de chaufferies sur le territoire a doublé depuis 2009. Les chaufferies collectives permettent la combustion de biomasse dont le principal résidu solide est la cendre. Une région comme l'Occitanie produit environ 15 kt de cendre par an. La majorité de ces cendres sont traitées en logique “déchet”: soit destinée à l’épandage soit enfouie en décharge. Depuis quelques années, la quantité de cendres augmentant, les projets de valorisation des cendres sous-foyer et volantes se sont développés. Il ressort de ces différentes études que les caractéristiques des cendres sont fortement dépendantes de la chaufferie considérée. Les filières de valorisations identifiées sont donc confidentielles car elles sont réservées aux chaufferies produisant une grande quantité de cendres uniformes. Par ailleurs, des verrous technologiques et réglementaires limitent le réemploi de la cendre dans des matériaux à destination du BTP. Le projet PAN’ash s’inscrit dans cette démarche de valorisation des cendres de bois. Il a pour ambition de valoriser intégralement les cendres issues de chaufferies collectives produisant des quantités et des compositions chimiques de cendres variables. Les travaux de R&D prévus pour le projet PAN’ash découlent des résultats de 2 stages réalisés courant 2023. Le premier sur la caractérisation des cendres et des lixiviats mené au laboratoire RAPSODEE de l’IMT Mines Albi. Le second stage, portant sur le remplacement de fillers siliceux par de la cendre dans des mortiers, mené au LMDC de l’INSA Toulouse, ce laboratoire ayant déjà travaillé sur des thématiques similaires pour d’autres types de matières. Le projet et les partenaires du consortium sont implantés en Région Occitanie. Les deux laboratoires partenaires sont le LMDC (UPS / INSA Toulouse), et Rapsodee (IMT Mines Albi). La société ash’UP est hébergée à l’incubateur de l’IMT Mines Albi. Elle a également intégré CITE+ (l’incubateur ESS de la région Occitanie) et est suivie par le BIC Plein Sud Entreprises dans les Pyrénées Orientales, ce qui lui a permis de tisser des liens avec la communauté de commune des Pyrénées catalanes. Enfin le dernier partenaire, Spie Batignolles Malet, est implanté à Portet sur Garonne et rayonne à l’échelle nationale.
Description : Le projet PAN’ash est un projet fédérateur liant les fournisseurs de cendres, une start’up ambitionnant de valoriser intégralement la cendre de bois, plusieurs laboratoires de recherches convaincus par des débouchés prometteurs issus de ces travaux de recherche, et un grand groupe national du secteur du BTP souhaitant expérimenter à l’échelle 1 les voies de valorisation définies au cours du projet. Ainsi sur le territoire de la Région Occitanie, PAN’ash va analyser et caractériser les cendres collectées auprès des chaufferies collectives. Elles seront sélectionnées pour obtenir un panel représentatif de l’ensemble des chaufferies du territoire. Ainsi, les cendres provenant de sites de production différents seront caractérisées par la laboratoire RAPSODEE. Elles seront lixiviées puis les boues de cendres seront de nouveau analysées. Le LMDC pourra ainsi mener des études comparatives afin de définir la meilleure voie de valorisation et établir les différences de propriétés entre matières lixiviées et non lixiviées. Les séries d’essais de caractérisation mécanique des sols permettront d’ajuster les formulations pour aboutir à terme à la réalisation d’un POC qui sera mis en application à l’échelle 1 par Spie Batignolles Malet. La réussite de ce projet tient à la coordination du consortium et à l’apport d’ash’UP dans le domaine de la lixiviation des cendres. En fin de projet, des planches expérimentales seront réalisées par Spie Batignolles Malet pour permettre l’analyse des relargages par lixiviation des sols traités par le laboratoire Rapsodee. En conclusion du projet PAN’ash, le consortium sera en mesure de fournir un livrable à destination des producteurs de cendres, leur permettant d’ajuster les performances de leurs chaufferies pour produire des qualité de cendres les mieux adaptées à cette nouvelle voie de valorisation. A la suite du projet, les partenaires maîtriseront l’ensemble des paramètres de fonctionnement et de coordination de cette nouvelle filière de valorisation des cendres. Ils pourront déployer cette technologie progressivement à l’échelle nationale, en diffusant aux différents acteurs de cette filière les procédés et recettes de produits optimums pour la valorisation de la boue de cendre. En structurant la filière “cendre de bois”. Cette action permettra de massifier le traitement des cendres et leurs valorisations à grande échelle.
Objectifs et résultats attendus : Les objectifs du projet sont les suivants : Déterminer les propriétés physico-chimique des cendres sèches et lixiviées pour identifier les compositions compatibles avec des applications en BTP et/ou technique routière, Définir un procédé permettant la maîtrise et l’isolation des ETM pour le ré-emploi des cendres, Formuler des matériaux composés à partir de cendres de bois et mener des analyses mécaniques et physicochimiques sur ces formulations du laboratoire à l’échelle 1, Créer une dynamique territoriale pour l'instauration d’une filière cohérente et globale afin de massifier la récupération et le traitement des cendres et leur utilisation dans le BTP. Les résultats attendus sont : Base de donnée sur l’analyse des cendres sèches et lixiviées pour les chaufferies du territoire quelles que soient leurs caractéristiques, Procédés de traitement des cendres pour garantir une utilisation en BTP, Création d’un cahier des charges à destination des producteurs de cendres pour améliorer l’acceptabilité des cendres dans les matériaux BTP, Montrer l'innocuité de la solution sur le relargage d’ETM dans les milieux naturels, Définir une méthode et critères associés de caractérisation des cendres à diverses étapes du process industriel de la valorisation des cendres, Réaliser des échantillons de produits représentatifs de l’application industrielle.
Bénéficiaire : UNIVERSITE DE TOULOUSE
Localisation : Tarn, Occitanie, FRANCE
Début : 15/09/2025 — Durée : 36 mois
Budget total : 572231.13 € — Aide ADEME : 300000 €
Statut : Suivi du projet