Cométha

Cométha est le projet commun du Syctom et du SIAAP pour le traitement des déchets solides et liquides. Il vise une production optimale de biométhane à partir de la méthanisation et d’autres procédés innovants

Concevoir une solution de traitement commun, durable et performant

Cométha est le projet commun du Syctom et du SIAAP pour le traitement des déchets solides et liquides. Il vise une production optimale de biométhane à partir de la méthanisation et d’autres procédés innovants. Après une phase de recherche et de développement, deux groupements vont construire et faire fonctionner deux unités pilotes pendant plusieurs mois. À terme, une installation industrielle pourrait être construite.

Anticiper l’évolution du contexte réglementaire

Les stratégies respectives du Syctom et du SIAAP sont fondées sur l’évolution des pratiques et les besoins de traitement associés afin que les deux opérateurs puissent garantir la continuité des services publics avec des installations adaptées à la nature et au volume des déchets réceptionnés.

Leurs stratégies prennent aussi en compte l’évolution du contexte réglementaire.

Cométha doit éclairer le Syctom et le SIAAP sur les solutions alternatives au retour au sol pour la valorisation de certains produits.

En effet, pour la gestion des boues d’épuration, le retour au sol est historiquement privilégié parépandage ou compostage. Toutefois, l’éloignement croissant des zones agricoles, la complexification des contraintes de gestion et la recherche d’une meilleure valorisation du gisement de biogaz rendent nécessaire la recherche d’autres formes de valorisation durables et de proximité.

Pour la gestion des déchets, des évolutions majeures sont en cours et vont s’accélérer les prochaines années : déploiement de la collecte séparée des biodéchets, fin de l’enfouissement et amélioration de la performance énergétique des installations.

Les solutions de traitement sont connues, sauf pour certains déchets résiduels comme la fraction humide, susceptible de persister dans les ordures ménagères même après la mise en place de la collecte séparée des biodéchets, et pour laquelle le retour au sol n’est pas souhaitable.

Ces deux déchets liquides et solides – boues d’épuration et fraction humide des ordures ménagères - ont pour point commun une forte teneur en matière organique et leur traitement commun offre des perspectives intéressantes en termes de valorisation énergétique et de valorisation matière.

Les perspectives offertes par COMÉTHA

Cométha offre un terrain d’expérimentation pour de nombreux procédés et pratiques d’avenir dans le traitement des déchets et l’assainissement des eaux usées.

La cométhanisation de déchets de sources variées n’est pas une nouveauté, et Cométha vise à démontrer qu’un traitement commun permet d’atteindre un bilan énergétique et environnemental très supérieur à celui atteint dans le cadre de filières séparées.

De nombreuses voies d’optimisation sont ainsi étudiées dans le cadre de Cométha : optimisation de procédés existants, étude et mise au point de dispositifs de préparation et de prétraitement…

Cométha est aussi l’occasion d’évaluer les procédés de traitement thermique alternatifs à l’incinération, notamment la pyrolyse, la carbonisation hydrothermale et la gazéification.

Ils trouvent une place très intéressante dans une filière complète de traitement, puisqu’ils permettent de :

  • Maximiser la production de gaz de synthèse, dont une large partie est valorisable en biogaz ;
  • Produire des résidus dans un volume minimisé ;
  • Atteindre l’équilibre énergétique de toute une filière.

Cométha permet enfin l’étude de plusieurs technologies de récupération de l’azote et du phosphore, nutriments essentiels à l’agriculture. La France ne dispose pas de sources primaires pour le phosphore, dont l’approvisionnement est jugé critique.

UNE PROCÉDURE POUR LA RECHERCHE ET LE DÉVELOPPEMENT AU SERVICE DE L’ACTION PUBLIQUE

La coopération constitue un des trois enjeux majeurs de l’Agenda 2030 de l’ONU, repris dans l’ODD n°17 qui suggère « des partenariats efficaces entre les gouvernements, le secteur privé et la société civile ». Cométha répond directement à cet objectif en proposant un cadre de coopération inédit entre établissements publics, instituts de recherches et entreprises, favorisant l’émergence d’approches nouvelles et créant un terrain d’expérimentation pour les technologies émergentes.

Au regard de leurs attentes en matière d’innovation, le Syctom et le SIAAP ont retenu une forme de marché public particulière pour la mise en oeuvre de Cométha : le partenariat d’innovation.

Il met en compétition plusieurs groupements, dans un cadre propice aux travaux de recherche et de développement, permettant l’émergence de solutions innovantes.

Les groupements - constitués d’entreprises, de laboratoires/universités et de startups - sont rémunérés pour leurs travaux, reçoivent les moyens nécessaires à leurs recherches et sont protégés en termes de propriété intellectuelle.

Ainsi, les maîtres d’ouvrage acquièrent un système de traitement sur mesure, inexistant à ce jour sur le marché, dans un délai raisonnable et sans remise en concurrence à l’issue des premières étapes de recherche et développement

Les étapes du partenariat d’innovation

Le Syctom et le SIAAP ont opté pour un partenariat d’innovation en trois phases. Progressivement, ils sélectionnent les projets qui paraissent les plus prometteurs et qui correspondent le plus à leurs attentes.

La phase 1 : recherche et essais

Pendant les 18 mois de la Phase 1, quatre groupements ont conçu des filières de traitement,sur la base des informations fournies par le Syctom et le SIAAP et de leurs propres recherches et essais en laboratoire.

Cette première phase, déterminante pour l’avenir de Cométha, a été riche d’enseignements pour le Syctom et le SIAAP, particulièrement en démontrant l’opportunité technique du traitement commun des déchets solides et liquides.

À l’issue de cette première phase, deux groupements ont été sélectionnés par le Syctom et le SIAAP

La Phase 2 : construire et évaluer deux unités pilotes

La Phase 2 vise la construction et l’exploitation d’unités pilotes, puis la conception d’une unité industrielle.

Une unité pilote est une installation industrielle miniature qui permet de confirmer la faisabilité de ce qui a été imaginé en laboratoire et d’évaluer les performances qu’il est réellement possible d’atteindre, dans des conditions s’approchant le plus possible de celles d’une unité industrielle. Le fonctionnement des unités pilotes n’est pas nécessairement continu.

Les unités pilotes de Cométha traiteront ainsi des volumes très réduits de déchets solides et, génèreront des volumes réduits de biogaz et produiront des quantités limitées de nutriments.

Très différentes dans leur fonctionnement, les unités pilotes imaginées par les groupements ont des points communs :

  • l’utilisation d’un mélange inédit de déchets et liquides ;
  • la production optimale de biogaz, au travers de l’optimisation de la méthanisation et/ou d’autres technologies de production ;
  • la réduction du volume de sous-produits solides, au moyen de procédés thermiques.

Les unités pilotes sont construites sur les usines du SIAAP, à Seine Valenton (dans le Val-de-Marne) et à Seine Grésillons (dans les Yvelines). Ces implantations ne préjugent pas de l’implantation de la future unité industrielle.

Les unités pilotes

  • L’unité pilote du groupement John Cockerill – Sources

Ce groupement est conduit par le groupe européen John Cockerill, associé à la société française Sources, constructeur français d’usines de traitement des eaux. Les deux sociétés travaillent avec deux partenaires académiques : l’école d’ingénieurs UniLaSalle Beauvais et l’Université de Technologie de Compiègne (UTC).

  • L’unité pilote du groupement Gicon - Tilia

Ce groupement est conduit par la société allemande GICON et sa filiale française France Biogaz, concepteur et constructeur d’installations de méthanisation, associée à la   franco-allemande Tilia, spécialiste du pilotage de projets énergétiques. Le groupement compte par ailleurs deux instituts de recherche allemands, le Deutsche Biomasse Forschung Zentrum et le Fraunhofer IGB.

Les prochaines étapes

Les unités pilotes seront construites à partir du début de l’année 2021 et fonctionneront pendant plusieurs mois afin d’évaluer les performances des différentes solutions.

À l’issue de cette période la création d’une unité industrielle pourra être envisagée. Le site d’implantation de cette unité n’est pas connu à ce stade.

Le coût de l’opération est estimé à 100 millions d’euros, en incluant l’unité industrielle définitive.

La méthanisation

La MÉTHANISATION est un processus biologique de dégradation de la matière organique en absence d’oxygène, permettant de produire du biogaz et du digestat. Le BIOGAZ est un produit gazeux essentiellement composé de méthane, de dioxyde de carbone et de vapeur d’eau. Une fois épuré, il forme du BIOMÉTHANE (constitué à plus de 97 % de méthane) qui peut être injecté dans le réseau de distribution de gaz naturel ou utilisé comme carburant pour certains véhicules. Le DIGESTAT est un produit solide humide composé de matière organique non-dégradée par la méthanisation et de matières minérales.

Dans le cas de Cométha, le digestat est transformé au moyen de TRAITEMENTS THERMIQUES (pyrolyse, gazéification, carbonisation…). Ces procédés permettent - sous action de la chaleur et/ou de la pression, et sous atmosphère contrôlée en oxygène – de transformer une partie du digestat en un GAZ DE SYNTHÈSE, essentiellement composé d’azote, de dioxyde de carbone, de monoxyde de carbone, de méthane et d’hydrogène. Ce gaz de synthèse peut être valorisé pour produire de la chaleur ou bien converti en biogaz grâce à la MÉTHANATION.