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08 Kann 2014 | La Revue POLYTECHNIQUE

La station d’Anzère se chauffe aux pellets

La commune valaisanne d’Anzère exploite la plus grande centrale de chauffage à granulés de bois d’Europe. Née d’une initiative privée, cette centrale thermique alimente en chaleur 600 appartements, deux hôtels, une piscine couverte, ainsi qu’un centre de bien-être. La commande et la visualisation des processus complexes de cette installation ont été planifiées et réalisées par le système WAGO Solution Provider Atelier R2D2.
La nouvelle centrale de chauffage à distance située à proximité d’Anzère, en Valais, permet d’économiser entre un et deux millions de litres de mazout par an et plus de 2500 tonnes de gaz carbonique. La station touristique, qui surplombe la vallée du Rhône, possède la plus grande centrale de chauffage à granulés d’Europe centrale. Avec une puissance de 6,3 MW, le bâtiment surplombé de deux imposantes cheminées, alimente une quinzaine d’immeubles du village en chauffage et en eau sanitaire. Débuté en 2005, le projet a été entièrement financé par des fonds privés.
 
Le système de la centrale à pellets d’Anzère est composé de deux circuits distincts, le transfert de chaleur s’opérant par des échangeurs (cylindre au centre de l’image).
 

Des chauffages à mazout obsolètes
Voici comment tout a commencé: la famille de Markus Mann, qui dirige la société allemande MANN Energie, possède un appartement à Anzère depuis 1972. L’entreprise produit de l’électricité à partir d’énergies renouvelables. Comme les chauffages à mazout des appartements de vacances de la région, construits dans les années 1960, se faisaient vieillissants, il fallait les remplacer. Markus Mann, a alors suggéré de construire un chauffage centralisé à bois. Il développa ce projet avec Albert Bétrisey, de la commune voisine d’Ayent. Ils fondèrent alors la filiale Mann Energie Suisse Sàrl. «Nous avions besoin de douze immeubles pour démarrer. Nous avons démarché une PPE après l’autre», raconte Markus Mann. Au final, ce sont 600 appartements, soit quinze immeubles, deux hôtels, une piscine, ainsi que le nouveau centre de bien-être, qui ont été connectés à la centrale thermique, les trois derniers bâtiments cités consommant à eux seuls 12 à 13 % de l’énergie produite par l’installation.
 
Le contrôleur programmable 750-880 de la société WAGO constitue le cœur de l’installation de chauffage à distance.
 

Une centrale mise à rude épreuve
Les travaux ont débuté en 2010. Durant le premier hiver, les deux immeubles connectés ont été alimentés par la centrale thermique via une station mobile de chauffage. Les travaux ont été achevés durant l’automne suivant. L’installation définitive était prête à affronter l’hiver 2011-2012 particulièrement rude, au cours duquel on a parfois enregistré des températures de -20 °C, aussi bien de jour que de nuit. Des conditions parfaitement surmontées par la nouvelle centrale thermique d’Anzère: «Tout au long de l’hiver, nous n’avons utilisé qu’une seule chaudière pour exploiter l’installation et réguler la demande en énergie en fonction des besoins», confirme Xavier Aymon, responsable du projet Atelier R2D2. Les besoins en énergie de l’ensemble du système de chauffage sont déterminés par la différence entre la température de départ et de retour du circuit primaire propre à la centrale thermique. En moyenne, le circuit de chauffage présente une température de départ de 85 à 90 °C et une température de retour de 60 à 65 °C. En cas d’irrégularités ou de défaut du système, le responsable de la maintenance reçoit un message sur son téléphone portable (SMS) via une connexion Internet VPN (Virtual Private Network). Il est en mesure de régler la plupart des problèmes à distance.
 
Le nouveau centre de bien-être d’Anzère est chauffé par la centrale à bois d’Anzère et consomme à lui seul un huitième de l’énergie produite par l’installation.
 

Un système pour commander et visualiser
L’installation se compose d’une centrale thermique et d’un réseau de chauffage à distance, qui distribue l’énergie thermique dans les immeubles. Le système comporte deux circuits de chauffage distincts: un circuit primaire propre à la centrale et un circuit secondaire qui alimente les immeubles. Le transfert de chaleur aux immeubles s’opère via des échangeurs, qui séparent clairement les circuits de chauffe.
La commande WAGO intègre les différents protocoles de communication de manière simple, montrant ainsi à quel point elle est ouverte et flexible. Le contrôleur WAGO utilise le protocole de communication ETHERNET (protocole S7) pour prendre en charge et contrôler tout le système. grâce Le pilote développé par la société WAGO a permis de simplifier l’intégration de cette communication basée sur Ethernet.
La commande centrale et la visualisation de toute l’installation se trouvent dans le même bâtiment que la centrale thermique. A l’aide d’un bus de terrain (réseau de communication), la commande gère également la demande des quinze sous-stations réparties dans le village d’Anzère. Ce réseau de communication suit le même tracé que le réseau d’eau, qui s’étend sur 1,7 km entre la centrale thermique et les différents immeubles du village. Tous les quarts d’heure, les informations envoyées par les quinze sous-stations via le protocole Modbus/RTU RS-484 sont enregistrées sur un serveur. Les données sont ensuite visualisées graphiquement sur un écran. Elles sont mises à disposition par le système dans un fichier Excel.
Toute l’installation est automatisée. Les besoins en granulés de bois sont ainsi planifiés automatiquement pendant les pointes de consommation. «Pour ce projet, nous avons fourni les composants d’automatisation standard, ainsi que les logiciels de programmation, ainsi qu’un support technique», indique Stéphane Rey, responsable produits en automatisation de la société WAGO. Celle-ci fournit des composants d’automatisation et collabore avec des fournisseurs de solutions certifiés. Ces partenaires locaux sont très proches des clients finaux et les assistent dans la réalisation des projets. Xavier Aymon, du système WAGO Solution Provider Atelier R2D2, collabore avec succès avec celle-ci et a planifié, programmé et réalisé le projet d’Anzère.
 

 
Quelques chiffres
  • La puissance cumulée des deux chaudières de la centrale thermique d’Anzère est de 6,3 MW.
  • Les deux silos à pellets peuvent contenir 400 tonnes de granulés de bois, soit l’équivalent de l’énergie fournie par 200’000 litres de mazout.
  • La consommation moyenne annuelle est de 2000 t de granulés pour une production de 8000 MWh.
  • Le réseau de chauffage à distance s’étend sur un rayon de 1,7 km.
  • Le circuit renferme 240 m³ d’eau.
  • La température de départ à la sortie de la centrale est d’environ 85 à 90 °C; au retour, la température de l’eau est de 60 à 70 °C.
 

Du potentiel à utiliser
Le premier hiver a mis la nouvelle installation d’Anzère à l’épreuve. Elle est équipée de deux chaudières d’une puissance de 3,25 MW chacune. La consommation moyenne est de 2000 t/an de pellets pour une production d’énergie thermique de 8000 MWh. La centrale est particulièrement performante, puisqu’elle atteint un rendement de 85 à 87 %. La gestion de l’air, et donc de la teneur en oxygène, permet une régulation optimale de la combustion. Quant à la consommation d’énergie, elle est minime, puisqu’une puissance électrique de 25 kW suffit pour alimenter toute l’installation. La centrale peut potentiellement fournir chaleur et eau sanitaire à un millier d’appartements. Le réseau présente également davantage de potentiel. En effet, les promoteurs souhaitent le développer dans le reste du village, notamment vers les quartiers Rosalp et Edelweiss, jusqu’à la centrale elle-même. Entre sept et neuf bâtiments supplémentaires sont déjà planifiés. La charge connectée passera ainsi de 1,1 à 1,4 MW.
 
Une énergie propre et durable
Les pellets sont neutres en gaz carbonique, renouvelables et particulièrement durables, étant donné qu’il s’agit d’un produit local. C’est le cas des granulés utilisés dans la centrale thermique de la station d’Anzère. L’entreprise Valpellets SA les fabrique à partir de sciure et de bois provenant de forêts 100 % valaisannes. Pour leur production, on utilise la chaleur récupérée de l’usine de traitement des ordures du village d’Uvrier, située à 16 km d’Anzère. Le bois comprimé à haute pression prend la forme de petits cylindres. Lorsque l’on sait que pour produire 10 kWh d’énergie, il faut 2 kg de granulés ou 1 l de mazout, le bilan de gaz carbonique du pellet est excellent: le bilan carbone d’une tonne de granulés de bois est de 21 kg, contre 1800 kg pour 500 l de mazout.
 
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