1.    Contexte et enjeux

Contexte :

Les boues de STEU sont produites dans des quantités très variables en fonction du nombre d’habitants dont les effluents sont traités (de quelques centaines à plusieurs centaines de milliers). Celles-ci comportent outre de l’eau en majorité, des matières organiques, des sels minéraux mais aussi des éléments polluants sous forme de traces (éléments métalliques, résidus de molécules phytosanitaires ou médicamenteuses…).

De la même façon les stations de traitements des eaux industrielles produisent des effluents de qualités hétérogènes mais contenant la plupart du temps des matières organiques plus ou moins dégradables, et des matières minérales très diverses.

Ces boues peuvent être détruites (incinération) ou valorisées, notamment par méthanisation, produisant ainsi du biogaz et un digestat aux propriétés amendantes et fertilisantes. Ce biogaz peut être ensuite épuré et injecté sous forme de biométhane dans le réseau de gaz géré par GRDF.

La valorisation énergétique de ces boues constitue un potentiel pouvant aller jusqu’à 2 TWh de biométhane à l’échelle de la France métropolitaine. C’est par ailleurs un gisement de plus de 12 millions de tonnes de boues à valoriser  représentant un potentiel agronomique significatif.recyclage du phosphore notamment)

La méthanisation des boues de STEU est une des meilleures solutions pour exploiter leurs qualités agronomiques et énergétiques tout en préservant les sols et les eaux des pollutions puisqu’elle permet de réduire à la fois les pathogènes et certains résidus organiques. Elle permet également de réduire d’environ 1/3 le volume des boues.

Toutefois, la méthanisation des boues de STEU est confrontée à plusieurs difficultés qui limite son développement :

• Composé essentiellement d’eau, les boues de STEU ont un PCS assez faible par tonne de matière brute : pour être techniquement et financièrement envisageable, la méthanisation de boues de STEU doit traiter de grandes quantités de boues. Actuellement, le seuil minimum est évaluer à environ 60 000 éq habitants, hors la grande majorité de ces stations sont bien plus petites.
• Ramené à leur capacité de production de biogaz leur transport sous forme brute est donc coûteux. Les gisements, le plus souvent dispersés dans de petites stations sont donc difficiles à regrouper pour assurer une logique économique.
• Les polluants et les micro-organismes potentiellement pathogènes, même s’ils sont en réalité présents à des doses très faibles et que notamment les teneurs en traces métalliques sont de plus en plus réduites, inquiètent les pouvoirs publics et les agriculteurs. La législation à ce propos évolue régulièrement en diminuant les teneurs maximales autorisées et inclues de nouvelles molécules : il est donc indispensable d’assurer le respect permanent des normes et la traçabilité des analyses pratiquées, tout en recherchant à diminuer au maximum leur taux résiduels avant épandage.

De leur côté, les boues de STEP industrielles ont des caractéristiques très diverses pour lesquelles des solutions doivent être apportées au cas par cas.

Enjeux :

La valorisation par méthanisation des boues de STEU a beaucoup progressé pour celles de plus de 60 000 éq habitants mais elle ne peut pas d’étendre à des installations plus petites et l’épandage des digestats pourrait être remise à moyen terme. Or celle-ci représente :

• Des enjeux agronomiques pour les sols car elles permettent la fourniture d’éléments fertilisants (N, K et surtout une des principales sources de Phosphore alors que les gisements naturels s’épuisent), ce qui génère de la valeur agronomique mais également économique – pour les agriculteurs – et environnementale grâce au remplacement de fertilisant chimiques.
• Un enjeux énergétique puisque le potentiel de méthanisation des boues de STEU est de 2 TWh dont environ 1/4 dans des stations de taille inférieure à 60 000 éq habitants.
• Des enjeux environnementaux car la méthanisation réduit les nuisances (odeurs) et limite les volumes de boues.

La valorisation des boues industrielles reste très peu avancée en raison de leurs diversités et de la présence de matières difficiles à méthaniser (lignine par exemple) ou de molécules présentant des risques de pollution des digestats.

2.    Cahier des charges techniques

       i.          Projets attendus :

Les projets attendus seront situés en France Métropolitaine et devront permettre une meilleure valorisation quantitative et/ou qualitative des boues de STEU ou de STEP industrielles

Ils pourront se situer dans un ou plusieurs champs suivants (liste non exhaustive):

• Techniques diminuant le coût de production du biométhane.
• Techniques augmentant la production du biométhane à quantités de boues méthanisées égales (augmentation du rendement).
• Techniques diminuant la présence des polluants et des pathogènes ou permettant de mieux garantir le respect des normes sanitaires.
• Moyens de transporter et de regrouper puis méthaniser les boues de façon moins coûteuse ou sur de plus grands périmètres (canalisations, concentration avec ou sans récupération de l’eau…) ;
• Pratiques d’amélioration de l’utilisation ou de la valorisation des digestats de boues

Le projet devra vérifier les critères suivants :

• Être situé en France Métropolitaine, dans la zone de desserte de GRDF ou à proximité (ou dans la zone de desserte d’un autre opérateur gazier si lui-même est également partenaire du projet).
• Être innovant en France, c’est-à-dire mettreen œuvre une solution technique qui n’est pas opérationnelle en France (par exemple pour un démonstrateur il peut exister un prototype en France ou quelques installations à l’étranger).
• Il permet d’améliorer quantitativement ou qualitativement la valorisation des boues de STEU/STEP vis-à-vis des enjeux agronomiques, énergétiques, environnementaux, humains ou financiers.
• Les projets permettant de rendre rentable la méthanisation des boues de STEU de taille inférieure à 60 000 éq habitants, ou ceux qui permettront d’améliorer la garantie des normes sanitaires seront particulièrement appréciés.

     ii.          Programme de travail de l’étude – Description

Les porteurs de projets auront jusqu’au 15 novembre 2021 pour soumettre les éléments suivants. L’ensemble des réponses apportées par les porteurs de projets devront être déposés dans les champs « pièce jointe » du formulaire ci dessous. Tous les formats de document sont acceptés à condition que la pièce jointe ne dépasse pas la taille de 10Mo. La liste des réponses à apporter sont :

• Un résumé opérationnel du projet de 3 à 5 pages indiquant le programme de travail proposé.
• Un calendrier de réalisation avec les principaux jalons de type GANTT;
• La nature du projet (étude, prototype, démonstrateur industriel, …)et le niveau de maturité des technologies utilisées (TRL, nombre de constructeurs…)
• S’il existe d’autres installations similaires en France ou dans d’autres pays
• Les principales caractéristiques (principes de fonctionnement, composants, coûts, rendements…)
• Un schéma de gestion des flux illustrant le principe de la solution et impacts
• Les avantages et inconvénients du point de vue des enjeux identifiés : énergétiques, agronomiques, environnementaux, financiers.
• Les partenaires du projet en précisant leurs rôles et leurs apports
• Le budget prévisionnel global
• Les attentes vis-à-vis de GRDF : conseils, appui techniques, financements…

3.    Choix du ou des lauréats

GRDF pourra retenir jusqu’à 6 lauréats en fonction de l’intérêt des différents projets. Si aucun des projets ne répondait au cahier des charges, GRDF se réserve la possibilité de ne retenir aucun projet ou bien de relancer l’appel à projets ultérieurement.

Le part de financement de GRDF ne pourra pas dépasser :

• 60 % pour les études (études de faisabilité, études de conception…)
• 50 % pour des expérimentations ou de la R&D en laboratoire
• 30 % pour des démonstrateurs industriels
• 20 % pour une installation industrielle existant déjà hors de France

Les critères de sélections :

• Intérêt du projet selon les critères techniques du 2.i
• Expérience des porteurs de projets
• Capacités financières et techniques des porteurs de projets pour assumer leur suivi et leur réalisation pendant la durée des projets
• Perspectives concrètes d’industrialisation et de commercialisation de la solution proposée

       i.          Procédure de candidature

Le candidat pourra être un groupement d’entreprises et/ou de laboratoires et/ou de collectivités mais coordonné par une entreprise qui sera le porteur de projet.

Les réponses devront être envoyées via le formulaire disponible sur le site https://innovation.grdf.fr/appels-a-projets/.

L’appel à projets est ouvert jusqu’au 15 novembre 2021.

     ii.          Sélection des candidats – critères de notation

Les candidats devront démontrer leur capacité à répondre à l’appel à projet en produisant un mémoire comprenant :

• la description des candidats et de leurs expériences sur le sujet proposé. Dans le cas de groupement, la description de l’organisation pour la réalisation de l’étude et les accords entre les partenaires du projet (à minima un accord de partenariat signé type MoU) ;
• une présentation du projet proposé et des applications visées en tenant compte des demandes exposées au § 2 ;
• une présentation du programme de travail envisagé ;
• une description des moyens affectés à l’étude (moyens humains, planning, budget) ;
• une justification de la conformité aux critères de l’appel à projet ;
• la propriété intellectuelle déjà générée par les candidats sur le thème évoqué.

Si vous êtes impliqués sur cette problématique, n’attendez plus pour postuler. Cet appel à projets est doté d’une enveloppe globale de financement de 40 000€ qui pourra prendre la forme d’un investissement sur un prototype ou d’un accompagnement par un cabinet de conseil (étude de marché, préparation à une levée de fonds, conseils, etc…).