Les résidus agro-industriels proviennent de différents traitements des produits agricoles dans
l’agro-industrie (industries de l’huile végétale,installations de traitement des noix sèches, et autres).
Malgré une certaine utilisation locale dans de vieux appareils traditionnels, beaucoup d’entre eux étaient considérés comme un problème environnemental, car d’énormes quantités étaient accumulées sans traitement ni destination appropriés. Par exemple, jusqu’à il y a 20 ou 30 ans, le tourteau d’olive s’accumulait dans des bassins qui s’infiltraient dans
les aquifères et, à part une utilisation locale dans les poêles traditionnels, il n’y avait aucune autre utilisation. D’autres, comme les coques d’amandes,étaient également utilisées localement dans les fourneaux traditionnels, mais les quantités qu’une installation de traitement des noix peut produire sur une courte période peuvent être considérables pour
de telles utilisations.
Presque tous les résidus agro-industriels peuvent être exploités pour la production de bioénergie ou d’autres applications. Cependant, lorsqu’il s’agit d’utiliser ces résidus comme biocombustibles, certaines précautions sont à prendre telles que:
Teneur en humidité : de nombreux résidus agro-industriels ont une teneur en humidité élevée
(bagasses, pelures, etc.). Bien qu’il soit possible de brûler ces fractions dans des installations spécialisées, il est plus fréquent de les utiliser comme matières premières pour la production de biogaz ou pour l’alimentation animale. Les assortiments de biomasse comme les cosses, les coquilles, les noyaux ou autres qui ont une teneur en humidité relativement faible
après un processus de séchage peuvent être plus facilement valorisés comme biocombustibles. De plus, leur faible taux d’humidité augmente leur densité énergétique, ce qui facilite le stockage et le transport.
Quantités : l’un des principaux avantages des biocombustibles agro-industriels est que les
quantités produites sont importantes. Mais ce facteur est affecté à deux niveaux :
Le niveau macro (c’est-à-dire pays, région).
Les résidus les plus utilisés de nos jours ont développé des marchés car il y avait une
énorme production concentrée dans une région. Par exemple, les noyaux d’olive sont très couramment utilisés pour la bioénergie en Espagne car la production d’huile d’olive
est massive et, évidemment, tôt ou tard, unesolution a dû être trouvée pour les résidusissus de sa production. Dans d’autres pays ayant de petites productions d’huile d’olive le
marché des noyaux d’olives n’est pas encore développé. Il y a quelques années dans ces
régions ou pays à production massive, c’était un problème mais maintenant avec une
valorisation et une technologie appropriée(dispositifs adaptés), c’est une source d’énergie
renouvelable économique.
Au niveau de l’installation. Il est important que l’installation produise un certain niveau
de quantités du sous-produit. Si les quantités sont faibles, il est difficile pour l’installation de
Introduction:
Des résidus agro-industriels à l’énergie se projeter pour investir et s’engager dans un
changement de pratique pour valoriser le sous produit différement ce qui aura pour effet de
ne pas inciter le consommateur à tendre vers une filière fragile et émergente, qui plus est si
une modification est nécessaire pour l’utiliser en tant que particulier dans un appareil de
chauffage classique.
Pas d’autres utilisations : généralement, si un résidu est utilisé comme biocombustible, c’est parce qu’il n’y a pas d’autre utilisation possible ou, du moins, l’utilisation alternative n’est pas capable d’absorbertoutes les quantités produites. Par exemple, denombreux résidus ont une faible teneur en protéines et une faible valeur nutritionnelle et ne sont donc pas pertinents pour leur utilisation en tant qu ’aliments pour animaux. Les noyaux d’olive peuvent être
utilisés par l’industrie cosmétique pour produire des crèmes gommantes/exfoliantes, mais il s’agit d’un marché de niche, utilisant des parts de marché extrêmement faibles de ce résidu. Si un marché alternatif, non énergétique, existe ou se développe,alors les producteurs de ces résidus peuvent obtenir des prix plus élevés et les privilégieront par rapportaux utilisations énergétiques.
L’Europe dispose d’un potentiel important de résidus agro-industriels pouvant être utilisés comme biocombustible, en raison de la diversité de ses cultures et des agro-industries qui les transforment.
Des pays comme l’Espagne, l’Italie et la Grèce pour l’huile d’olive, la Russie et l’Ukraine pour l’huile de tournesol et la Turquie pour les noix sèches sont lesleaders mondiaux de la production de ces cultures et, par conséquent, de leurs résidus de transformation.
Selon les processus dont ils sont issus, les biocombustibles qui en résultent ont des qualités
différentes. Les résidus qui n’ont subi qu’un traitement physique (séparation dans la plupart des cas) ont une bonne qualité de biocombustible assez régulière et conviennent même à un usage domestique dans de petites chaudières ou même des poêles. C’est le casdes noyaux d’olives, des coquilles de noix sèches,des noyaux de pêches, etc., pour lesquels il suffitd’ajuster l’humidité (ou simplement de les protégerde la pluie) et de modifier la taille des particules dans certains cas pour les homogénéiser (éliminerles fines, casser les grosses particules, etc.). Les biomasses provenant des processus d’extraction de l’huile (tourteaux d’olive, poudre de noyau de raisin)
qui ont subi une extraction chimique à l’hexane et qui sont principalement composées de la chair pressée du fruit, ont généralement plus de cendres et d’autres caractéristiques (par exemple le chlore) qui ne les rendent pas adaptées aux petits systèmes de combustion ; les applications industrielles sont donc préférées.
Certains résidus agro-industriels ont déjà un marché assez bien développé, que ce soit pour des appareils industriels ou domestiques à des fins bioénergétiques; c’est le cas du tourteau d’olive et des noyaux d’olive en Espagne. Pour d’autres résidus ou d’autres pays, la situation n’est pas la même. L’objectif de ce guide est de partager une partie des connaissances et de l’état
de l’art en matière de valorisation de ces résidus, en se basant sur les expériences des pays dont les marchés sont plus avancés et sur des cas concrets et exemplaires.
Comme le montre ce guide, le potentiel est important et les biocombustibles solides agro-industriels pourraient contribuer à la transition énergétique et aider l’Union européenne à atteindre les objectifs de décarbonisation pour 2030 et 2050 de manièrerentable. Toutefois, il est essentiel de les utiliser avecles technologies appropriées et modernes, adaptéesaux particularités du combustible, afin d’éviter les dysfonctionnements ou les émissions excessives.
Dans le langage courant, sur les marchés et parfois dans la littérature scientifique, des termes tels que“résidus”, “déchets” ou “sous-produits” sont souvent utilisés de manière interchangeable pour décrire les types de biomasse générés par les agro-industries.
Le problème est que - du moins dans le contexte juridique européen, tel que défini par la directive-cadre sur les déchets - ces termes ont des implications différentes.
Un produit est une matière délibérément créée dansun processus de production.
Un résidu de production est une matière qui n’est pas délibérément produite dans un processus deproduction. Il peut s’agir ou non d’un déchet.
Un déchet est une substance ou un objet dont le détenteur se défait ou dont il a l’intention ou
l’obligation de se défaire. Le détenteur de déchets doit remplir des obligations légales spécifiques.
Un sous-produit est un résidu de production qui n’est pas considéré comme un déchet si les conditions suivantes sont remplies :
a. l’utilisation ultérieure de la substance ou de l’objet est certaine ;
b. la substance ou l’objet peut être utilisé directement sans autre traitement que la
pratique industrielle normale ;
c. la substance ou l’objet est produit en tant que partie intégrante d’un processus de production
; et
d. l’utilisation ultérieure est légale, c’est-à-dire que la substance ou l’objet répond à toutes les
exigences pertinentes en matière de protection du produit, de l’environnement et de la santé
Résidus, sous-produits ou déchets ?
pour l’utilisation spécifique et n’entraînera pas d’effets négatifs globaux sur l’environnement ou
la santé humaine.
La définition des critères de caractérisation d’un résidu de production en tant que “sous-produit” peut se faire soit au niveau européen (par des actes d’exécution de la Commission européenne), soit au niveau des États membres (à la suite d’une procédure
de notification).
Le statut juridique des résidus agro-industriels estsouvent compliqué par l’absence de tels actes, que ce soit au niveau européen ou au niveau des États membres.
Au moment de la rédaction de ce guide, un processus est en cours en Espagne pour caractériser les grignons d’olive comme un “sous-produit”, mais les actes juridiques nationaux contraignants ne sont pas encore en vigueur.
Les auteurs de ce guide considèrent que les types de biomasse couverts par celui-ci remplissent
généralement les critères de caractérisation en tant que “sous-produits”, du moins dans les États membres où leur production est concentrée. Toutefois, et afin d’éviter tout malentendu, le terme plus neutre de “résidu” est employé tout au long du guide
Noyaux d’olive
DESCRIPTION
Les noyaux d’olive sont un résidu de biomasse solide provenant des olives utilisées dans la production d’huile d’olive. Ce résidu est composé de l’endocarpe (“noyau” ou “os”) de l’olive. Le noyau d’olive se trouve en morceaux broyés, car les olives sont préalablement broyées afin d’améliorer le processus d’extraction de l’huile d’olive par des méthodes physiques. La chair
et la peau des fruits de l’olive ainsi que les noyaux constituent ce que l’on appelle le “grignon d’olive”.
Par conséquent, les noyaux d’olive sont produits comme une fraction distincte par les moulins à olives qui intègrent un processus physique pour séparer le noyau d’olive du grignon d’olive, généralement suivi d’une étape de séchage pour réduire leur teneur en humidité.
En outre, les noyaux d’olive peuvent également être obtenus dans les industries d’extraction d’huile de grignons d’olive. Dans ce cas, le noyau d’olive est généralement obtenu à partir
des grignons d’olive avant l’extraction chimique de l’huile de grignons d’olive, de sorte que les noyaux d’olive ne sont pas mélangés aux produits chimiques et que leur qualité est meilleure. En Espagne, il est maintenant courant de séparer les morceaux de noyaux d’olive avant l’extraction chimique de l’huile, ce qui fait que la teneur en noyaux d’olive contenus dans le tourteau d’olive a diminué ces dernières années, avec des conséquences sur le bilan de masse et la qualité du tourteau d’olive.
En Grèce, la séparation des noyaux d’olive des grignons d’olive n’est pas encore une
pratique répandue.
Alternativement, dans certains cas, le noyau d’olive peut être obtenue à partir du grignon d’olive épuisé (tourteau d’olive) après l’extraction chimique. Cette séparation consiste en un processus de séparation physique ; il n’est plus nécessaire d’effectuer un séchage supplémentaire des noyaux d’olive, car ils ont déjà une faible teneur en eau. Un résumé des opérations à partir desquelles le noyau d’olive peut être obtenu dans l’industrie de l’huile d’olive et de l’huile de grignons d’olive est présenté dans la figure
La teneur en eau du noyau d’olive, obtenu soit au moulin à huile, soit dans les installations
d’extraction des
F IGURE 1
Les parties d’un fruit d’olivier. Source: AVEBIOM
grignons d’olive, estassez élevée - environ 22 à 25 % en poids.
En outre, la capacitéde séparation del’endocarpe du tourteau d’olive est limitée, et les fractions
les plus petites restentdonc dans le tourteau.
F IGURE 3
Bilan de masse dans la production d’huile d’olive en deux phases.
Source: AAE 2013
L’extraction de l’huile d’olive peut se faire par différents procédés, mais les plusrépandus en Europe sont les procédés de centrifugation de l’huile d’olive à deux et troisphases. Le procédé à deux phases est considéré comme le plus moderne et le plus efficace, et il détient aujourd’hui la plusgrande part du marché. Le bilan de masse d’un procédé à deux phases est présenté à
la figure 3 ; comme on peut le constater, chaque tonned’olives produit environ 8,3 % le noyaux d’olive (en poids à laréception, par rapport au poids des olives traitées) ; le rendement réel peut varieren fonction de la variété d’olive et des configurations techniques des procédés.
F IGURE 2
Noyaux d’olive valorisés, nettoyés et séchés. Source: AVEBIOM
.
POTENTIELS ET RÉPARTITION EN EUROPE
La disponibilité des noyaux d’olives est liée à la culture de la production d’huile d’olive, et donc en Europe est principalement dans les pays méditerranéens. Lasurface totale consacrée à la culture de l’olive selon les données de la FAO (http://faostat.fao.org) est d’environ 10,5 Mha (2019).
L’Espagne est le premier producteur mondial d’huile d’olive et, par conséquent, le premier producteur mondial de noyaux d’olive. En Espagne, la culture de l’olive s’étend sur 2,6 Mha (2019). La deuxième plus grande surface cultivée se trouve en Tunisie,
avec environ 1,6 Mha (2019). Cependant, il est remarquable qu’en Espagne le rendement moyen de l’olive soit 5 fois plus important qu’en Tunisie (2,8 t/ha contre 0,5 t/ha). La production européenne d’huiled’olive représente plus de 70 % de la production mondiale.
Les autres pays européens ayant une production importante d’huile d’olive sont l’Italie, le Portugal et la Grèce. Les autres pays non européens producteurs
d’huile d’olive se trouvent principalement dans le bassin méditerranéen : la Tunisie, la Turquie, le Maroc, l’Égypte, l’Algérie ou la Syrie, par exemple.
La production d’olives est soumise à de fortesvariations annuelles dues aux conditions météorologiques, car une grande partie des terressont cultivées sans irrigation, et dans des climats présentant des variations annuelles du régime des précipitations. alternatif des Espagne
ESTIMATION DE LA PRODUCTION DE NOYAUX D’OLIVE PAR PAYS (moyenne 2010- 2019)
F IGURE 4
Des résidus agro-industriels à l’énergie espèces d’oliviers a un impact sur les rendements
de la production d’olives et, par conséquent, sur la production d’huile d’olive et la disponibilité des noyaux d’olive.
Les figures 4 et 5 présentent une estimation des quantités de noyaux d’olive produites en Europe.L’estimation est basée sur la production annuelle d’olives pour la production d’huile d’olive. Ces quantités représentent un potentiel théorique, car ladisponibilité réelle dépend : a) de la quantité réelle de tourteaux d’olive traités pour séparer le noyau d’olive
b) de l’efficacité de ces systèmes (il faut noter que si des systèmes de séparation
inefficace sont déployés dans le moulin à huile ou dans les installations d’extraction, une partie non négligeable du noyau d’olive restera non séparée dans le tourteau d’olive).
En conséquence, une estimation de la quantité de noyau d’olive disponible par pays ou par zone devraitse baser sur la gestion réelle des tourteaux d’olive enpratique.
En ce qui concerne la prospective du potentiel des noyaux d’olive, on s’attend à une croissance de leur disponibilité sur le marché pour deux raisons principales :
1) la pratique de la séparation des noyaux d’olive du tourteau d’olive (avant l’extraction
chimique de l’huile dans les installations d’extraction) est de plus en plus répandue ; par conséquent, le tourteau d’olive contient moins de noyaux
2) la superficie des oliveraies s’étend, se moderniseet fournit des systèmes d’irrigation, de sorte que laproduction tend à augmenter.
ESTIMATION DE LA PRODUCTION DE NOYAUX D’OLIVES (t/a)
-
Les olives sont broyées dans les moulins à huile pour améliorer l’efficacité du processus et, par conséquent, les noyaux sont également broyés. Le produit est granulaire avec des tailles comprises entre 2 et 4 mm environ. Grâce aux travaux de normalisation du projet Biomasud (SUDOE - Interreg) et Biomasud Plus (H2020), il existe en Espagne une
norme de qualité UNE 164003:2014 qui établit les principales caractéristiques physiques et chimiques du biocombustible solide. Cette norme est en coursde mise à jour par le comité espagnol (CTN-164) avec quelques légères modifications des seuils et devrait
être approuvée début 2022. Elle est également en cours de reproduction avec des différences mineures par le comité analogue en Italie (la norme sera
nommée UNI 1609270).
Lorsqu’ils sont séparés, les noyaux d’olive ont une teneur en humidité de 20 à 22 % et contiennentune quantité assez importante de fines qui nuisent à leur qualité de biocombustibles. Il est possible de mettre en œuvre un processus de valorisation qui
consiste essentiellement en deux étapes : réduction de l’humidité et élimination des fines par tamisage.
Le processus peut être facilement intégré dans les installations des moulins à huile ou des extracteurs de grignons d’olive, ou bien dans des installations séparées de sociétés tierces.
Les noyaux d’olive ont une faible teneur en cendres et peuvent donc être utilisés dans tous les types d’appareils, des plus petits (poêles et chaudières individuelles domestiques) aux chaudières industrielles. Aujourd’hui, l’utilisation des noyaux d’olive sans aucune valorisation (séchage et nettoyage des fines) est encore très courante (soit environ 70-80 % en Espagne). Dans ces conditions, la plupart des noyaux d’olive sont consommés
dans des installations industrielles qui, si elles sont équipées de technologies avancées de combustion et d’épuration des gaz, peuvent utiliser le noyau d’olive sans problèmes de combustion ni impacts environnementaux. Des problèmes surgissent lorsque ce n’est pas le cas, par exemple lorsque des
PARAMÈTRE CLASSE DE QUALITÉ UNITÉ
Des résidus agro-industriels à l’énergie noyaux d’olive non valorisés (non nettoyés) sont
utilisés dans des poêles ou des chaudières obsolètes dans les villes, générant des émissions, des problèmes de fumée et d’odeur, ce qui est incompatible avec la
qualité de l’air.
Lorsqu’ils sont valorisés, les noyaux d’olive constituent un biocombustible solide de très haute qualité, dont les caractéristiques sont très proches de celles des granulés de bois de bonne qualité, et qui peut donc être utilisé dans le secteur domestique et tertiaire.
Le Table 1 ci-dessous présente les principales spécifications des noyaux d’olive valorisés (selon le système de certification BIOmasud®).
Déjà, plusieurs fabricants de chaudières à biomasse produisent des modèles de chaudières adaptés à ce combustible, obtenant d’excellents résultats en matière de rendement et de limites d’émissions atmosphériques. De plus, de nombreux appareils à granulés de bois peuvent également utiliser les noyaux d’olive avec quelques adaptations nécessaires étant donné la différence de taille entre les granulés de bois et les noyaux d’olive broyés
(système d’alimentation, pot de combustion, grille, régulations d’air à adapter).
Comme les autres types d’agrobiomasse, les noyaux d’olive ne sont pas hors du champ d’application du règlement 2015/1189 de la Commission fixant les exigences d’écoconception applicables aux chaudières à combustible solide. Dans le cadre du
projet AgroBioHeat, les performances de combustion des noyaux d’olive - ainsi que de plusieurs autres assortiments de combustibles d’agrobiomasse - ont été étudiées dans une série de tests. Les tests ont été réalisés dans des conditions de laboratoire, en
utilisant des chaudières à biomasse de pointe et une procédure de test commune suivant la norme de test des chaudières EN 303-5.
En particulier, les noyaux d’olive ont été brûlés dans une chaudière de 49 kW qui utilise une technologie de combustion à grille mobile, associée à un système ESP pour le contrôle des émissions de particules.
Les émissions saisonnières de CO, d’OGC, de NOx et de PM se sont révélées inférieures aux limites du règlement sur l’écoconception pour les combustibles issus de la biomasse ligneuse. Cela montre comment un tel assortiment de biomasse peut être utilisé dans
un système de chaudière moderne, en obtenant des émissions équivalentes à celles de la biomasse ligneuse.
Plus d’information:
Brunner, T., Nowak, P., Mandl, C., Obernberger, I. (2021)
Assessment of Agrobiomass Combustion in State-of-
the-Art Residential Boilers. Actas de la 29th European
Biomass Conference and Exhibition, páginas 379 - 388.
DOI: 10.5071/29thEUBCE2021-2AO.5.1. Disponible
para su descarga, previa inscripción, en el siguiente
sitio web: http://www.etaflorence.it/proceedings/
FIGURE 6
Noyaux d’olive broyés. Source: AVEBIOM
EXEMPLES D’UTILISATION DES NOYAUX D’OLIVES POUR CHAUFFER
UNE ÉCOLE À GRENADE
Le centre d’enseignement secondaire CES Santiago Ramón est un établissement d’enseignement qui comprend l’enseignement secondaire obligatoire, le baccalauréat et divers diplômes de formation professionnelle, situé dans la partie occidentale de
la ville de Grenade en Espagne. Il est très proche de l’une des principales entrées du centre-ville et du campus universitaire de Fuentenueva, où se trouvent la plupart des diplômes en sciences et en ingénierie
de l’université de Grenade.
L’installation de biomasse du CES Ramón y Cajal de
Grenade a été réalisée en 2018. Elle fait partie d’un
projet de réhabilitation énergétique avec le soutien
de l’IDAE (Institut pour la diversification et les
économies d’énergie), dans le cadre du programme
PAREER-CRECE .
Le bâtiment du CES Ramón y Cajal date de 1983,
avec une surface construite de 7.602 mètres carrés.
Au moment de l’amélioration énergétique, sa cote
énergétique était de C.
Avant l’installation de la chaudière à biomasse, une
chaudière à mazout était utilisée avec une puissance
nominale de 476 kW et un rendement saisonnier de
52 %. La consommation de fioul domestique était
d’environ 13.767 litres par an.
La nouvelle installation de biomasse dispose d’une
chaudière multicombustible de la marque ITB,
modèle INV-9245050, d’une puissance de 450 kW,
accompagnée d’un réservoir tampon de 4.000 litres
(une puissance légèrement inférieure pourrait être
installée en raison de l’amélioration des fenêtres et du
contrôle du système de climatisation, tous encadrés
dans le projet d’amélioration énergétique), avec un
rendement saisonnier de 82,80 %. Le système est
alimenté par un silo vertical de 38 mètres cubes, qui
est masqué de manière à ne pas affecter l’esthétique
du bâtiment. Ce système est également connecté au
système de télésurveillance PRETEL de l’IDAE.
Le passage du fioul domestique à la biomasse a
permis de réaliser des économies annuelles sur
les coûts de combustible de plus de 48 % (prix de
2019). Avec les prix actuels, et compte tenu de la
stabilité des noyaux d’olive, qui est le combustible
le plus utilisé, les économies de coûts seraient plus
importantes. En outre, l’abandon progressif du fioul
domestique a permis de réduire les émissions de CO 2
de plus de 180 tonnes par an
F IGURE 7 ET 8
CES Ramón y Cajal et chaufferie . Source: Intecbio S.L.
19
Des résidus agro-industriels à l’énergie
PREMIER HÔTEL À JAÉN, EN ESPAGNE, UTILISANT
DES NOYAUX D’OLIVE COMME COMBUSTIBLE
Dès 2006, l’hôtel Spa Sierra de Cazorla, situé à La
Iruela, Jaén, en Espagne, a décidé de renoncer aux
énergies fossiles et est devenu l’un des premiers
hôtels à énergie durable d’Espagne et le premier à
utiliser des noyaux d’olive comme combustible. Bien
qu’aujourd’hui cette solution puisse être considérée
comme logique puisque la région de Jaén est un
leader mondial dans la production d’huile d’olive
- et donc de résidus dérivés - jusqu’à cette époque,
les noyaux d’olive n’étaient utilisés que dans des
appareils traditionnels et obsolètes. L’utilisation de
noyaux d’olive dans une chaudière moderne était
un défi car il n’y avait pas de norme et les conditions
entre les fournisseurs étaient parfois différentes.
Après de nombreuses années de fonctionnement
réussi, il est possible de dire que cette expérience
a passé l’épreuve du temps et peut être considérée
comme un bon exemple.
L’installation, d’une capacité
totale de 800 kW, comprend
deux chaudières HERZ
Biomatic de 400 kW et a été
réalisée par son partenaire
espagnol Termosun Energías
S.L. Ces chaudières, même si
elles ont 15 ans de vie utile,
atteignent toujours des
rendements de plus de 95 %.
Elles disposent d’une “unité
à processus multiples” pour
le contrôle automatique de la chaleur, l’épuration
des gaz de combustion et le contrôle des particules,
et elles modulent également la chaleur. De
même, les chaudières sont équipées de dispositifs
automatiques de sécurité contre les incendies et de
collecte automatique des cendres. Les noyaux d’olive
sont alimentés par deux silos d’une capacité de 45
tonnes chacun. La chaleur produite par la chaudière
est utilisée pour l’eau chaude sanitaire, le chauffage
des locaux, le spa et la salle de sport. Les jours
d’hiver, lorsque les chaudières fonctionnent à pleine
puissance, environ 1 300 kg de noyaux d’olive par
jour sont consommés, tandis que la consommation
quotidienne moyenne annuelle est d’environ 730 kg
de noyaux d’olive (fonctionnant onze mois par an
principalement pour le spa et la production d’eau
chaude).
FIGURE 9
Hôtel Spa Sierra de Cazorla.
Source: Termosun Energías S.L.
Des résidus agro-industriels à l’énergie
20
DES CLÉS POUR L’UTILISATION DES NOYAUX D’OLIVE
L’utilisation des noyaux d’olive pour le chauffage dans les applications de chauffage à petite et moyenne
échelle est possible. Pour assurer une performance efficace et environnementale, quelques clés sont à retenir :
VALORISATION. Disposer de noyaux d’olive
de haute qualité est une étape cruciale
pour améliorer la qualité du combustible.
Le processus de valorisation comprend des
opérations de séchage et d’élimination des fines.
Ce processus de valorisation permet d’obtenir
un biocombustible de bonne qualité, adapté
même aux plus petits appareils domestiques.
La CERTIFICATION INDÉPENDANTE de la
qualité par des tiers avec un système tel que
BIOmasud® est de plus en plus nécessaire.
Les noyaux d’olive valorisés de bonne qualité
garantissent des propriétés de combustible
plus constantes et appropriées, à l’intérieur
de la fourchette des normes, et donc une
meilleure performance des poêles et des
chaudières déjà réglés et optimisés pour ces
normes de combustible.
Le noyau d’olive certifiée est un gage de
confiance. D’une part, pour les clients, qui
font davantage confiance au combustible
et au fournisseur. D’autre part, pour les
décideurs et les autorités, qui considèrent
qu’un combustible certifié est la preuve d’un
bon fonctionnement de la chaudière, et donc
de faibles émissions atmosphériques et de la
compatibilité avec la qualité de l’air. En ce sens,
de plus en plus d’appels d’offres publics exigent
ou accordent des points supplémentaires
à la biomasse certifiée, voire subordonnent
l’obtention de financements et de subventions
à la certification du combustible (par exemple,
la loi espagnole RD 477).
L’utilisation des noyaux d’olives ne pose pas de
problèmes en ce qui concerne la manipulation
et l’alimentation du combustible. Cependant,
compte tenu de la PETITE TAILLE DES
PARTICULES DE COMBUSTIBLE des noyaux
d’olive broyés par rapport aux granulés par
exemple, une grille spécialement conçue est
nécessaire afin d’éviter que le combustible ne
glisse par les ouvertures de la grille directement
dans le cendrie r1
.
1 Source: Biomasud Plus project deliverable 5.5 “Guidelines
for assessment of appropriate performance conditions of small do-
mestic heating appliances with relevant Mediterranean solid biofuels”
Le TEMPS DE COMBUSTION de la grille (dans
le cas de grilles mobiles avec un nettoyage
continu) ou les intervalles de nettoyage de la
grille (dans le cas d’un nettoyage discontinu)
doivent être ajustés au temps de combustion
du charbon de bois des noyaux d’olive afin
d’obtenir une conversion élevée du carbone et,
par conséquent, une faible teneur en carbone
des cendres de la grille1
.
off
nts s
voire s
nts et de s
ustible (par e
sup
ub
offoffr
sup
subo
subve
r exem
appe
po
tifiée,
nceme
du com
le RD 477
21
Des résidus agro-industriels à l’énergie
DESCRIPTION
Le tourteau d’olive (également appelé grignon d’olive
épuisé) est un résidu produit à partir du grignon
d’olive obtenu dans les moulins à olives après le
processus d’extraction de l’huile d’olive. Le grignon
d’olive est composé des restes de l’endocarpe (noyau),
du mésocarpe (pulpe) et de l’épicarpe (pelure) de
l’olive après l’extraction physique de l’huile.
Les grignons d’olive conservent une quantité non
négligeable d’huile résiduelle qui peut être valorisée
par un traitement supplémentaire. Dans certains
pays, une deuxième extraction physique appelée
“repaso” (repasse/reprocess) est effectuée pour
réduire la teneur en huile résiduelle de 6 - 7 % à 1,5
% (telle que reçue) au moyen d’un processus de
centrifugation pour extraire l’huile d’olive (méthode
d’extraction physique) dans un “décanteur”. L’huile
supplémentaire peut être encore réduite par des
méthodes d’extraction chimique, employées dans
des installations connues sous le nom de moulins à
grignons d’olive. Dans les pays où le processus de
“repaso” n’est pas répandu, les moulins à grignons
d’olive traitent des grignons d’olive contenant des
quantités plus importantes d’huile résiduelle. La
matière première des moulins à grignons d’olive
peut être soit des grignons d’olive humides bruts,
soit des grignons d’olive humides avec une moindre
teneur en noyaux d’olive broyés, si cette séparation a
été appliquée au préalable.
Tourteau d’olive ‘grignon d’olive épuisé’
Les moulins à grignons d’olive effectuent le séchage
des grignons d’olive entrants (matière première)
afin de réduire leur teneur en eau, puis appliquent
l’extraction chimique. Leur principal produit est
l’huile de grignons d’olive brute, qui peut être
raffinée en huile de grignons d’olive pour le
marché. Leur principal résidu est le tourteau d’olive
(“tourteau d’olive épuisé”), qui est une matière très
sèche et granulée. Aujourd’hui, de nombreuses
installations d’extraction - notamment en Espagne
- séparent l’endocarpe restant du grignon d’olive
avant l’extraction chimique, car il est plus précieux.
Cependant, il n’est pas possible de parvenir à une
séparation complète de tout l’endocarpe, et les plus
petites fractions restent dans le tourteau d’olive à
traiter, et donc, dans les grignons d’olive épuisés.
La figure 10 décrit les chemins alternatifs pour
obtenir les différents biocombustibles dans la chaîne
de gestion des grignons d’olive. Le schéma est
simplifié et ne reprend que les principales options.
Il ne fournit pas le détail des opérations internes
(différentes étapes d’ajout et de récupération de
l’eau, centrifugation et décantation). Les fractions
liquides résiduelles et les déchets ne sont pas non
plus représentés.
Des résidus agro-industriels à l’énergie
22
F IGURE 10
Alternatives pour obtenir des biocombustibles
(grignons d’olive, tourteaux d’olive et
noyaux d’olive) dans les moulins à huile
et les industries d’extraction d’huile de
grignons d’olive. Source: AVEBIOM.
2
23
Des résidus agro-industriels à l’énergie
Comme les noyaux d’olive, la répartition du tourteau
d’olive est liée à la culture de l’olivier. Les grignons
d’olive se trouvent principalement à l’état brut dans
les moulins des pays ou des zones à faible production,
où les installations d’extraction chimique ne sont
généralement pas disponibles. Dans les zones denses
de production d’huile d’olive, il est habituel que le
grignon d’olive brut fasse l’objet d’une extraction
chimique, puis que le tourteau d’olive soit produit
(grignon d’olive épuisé). Les principaux producteurs
en Europe sont l’Espagne, la Grèce, l’Italie et le
Portugal.
Une estimation de la production de tourteaux d’olive
avec le bilan massique de la Figure 3 a été réalisée
dans la Figure 11. En moyenne, 0,197 t de tourteaux
d’olive sont générées pour chaque tonne d’olives
traitées pour l’extraction d’huile d’olive (environ 20%).
Une partie des quantités de tourteaux d’olive est
autoconsommée dans le processus de production
d’huile de grignons d’olive, car il faut de la chaleur
pour sécher les grignons d’olive humides et de la
vapeur pour l’extraction chimique. Dans certains
pays, il est également courant de produire la chaleur
du processus à partir d’unités de cogénération au gaz
naturel. La Figure 11 présente le potentiel théorique
du tourteau d’olive ; pour connaître le potentiel
commercial disponible, il faut soustraire le tourteau
d’olive déjà utilisé en autoconsommation pour
produire de la chaleur dans les usines de broyage de
grignons d’olive
-
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Espagne Grèce Portugal Italie
ESTIMATION DE LA PRODUCTION DE TOURTEAUX D’OLIVES (t/a)
F IGURE 11
Production de tourteaux d’olive (grignons d’olive épuisés) par pays en tonnes par an (2019)
Préparé par AVEBIOM avec les données de FAOstat.
1,400,000
1,200,000
1,000,000
800,000
600,000
400,000
200,000
POTENTIELS ET RÉPARTITION EN EUROPE
Des résidus agro-industriels à l’énergie
24
PARAMÈTRE PLAGE TYPE VALEUR TYPE UNITÉ
HUMIDITÉ 12 – 18 15 w-% a.r.
CENDRES 5 – 10 7.2 w-% d.b.
VCN 15.0 – 16.2 15.7 MJ/kg (a.r.)
TENEUR EN HUILE < 2 1.3 w-% a.r.
D ENSITÉ APPARENTE 600 – 650 kg/m3
A ZOTE 1.0 – 2.0 1.2 w-% d.b.
S OUFRE 0.07 – 0.15 0.08 w-% d.b
CHLORE 0.12 – 0.40 0.2 w-% d.b
TABLE 2
Valeurs types pour le tourteau d’olive. Source: AVEBIOM propre élaboration
Il n’existe pas de norme spécifique
pour le tourteau d’olive en tant que
biocombustible ; toutefois, des valeurs
indicatives sont présentées dans la
norme ISO 17225-1. Le format est
granulaire et il peut être facilement
granulé. Il est déjà assez dense (600-
650 kg/m 3
), de sorte que la granulation,
plutôt que d’améliorer le coût du
transport, peut être une option pour
améliorer l’alimentation ou minimiser
les pertes.
Son taux d’humidité est d’environ 20 %
après le processus d’extraction, mais il est
ensuite séché naturellement de manière
progressive et il est généralement possible de le
trouver à des taux d’humidité inférieurs (environ 15
%).
En tant que combustible, les principales
caractéristiques chimiques à prendre en compte
sont la teneur élevée en cendres - potentiel plus
de 10 fois supérieur à celui des granulés de bois
ou des noyaux d’olive - l’azote, le soufre et le
chlore. Le Table 2 résume les propriétés types du
tourteau d’olive épuisé comme biocombustible.
L’UE établit un maximum de 3% de teneur en huile
dans les échanges de tourteaux d’olive à des fins
bioénergétiques, une teneur plus élevée implique
une taxe car on considère que son utilisation sera
destinée à l’alimentation animale. Les lois nationales
peuvent réglementer la teneur maximale en
huile résiduelle du tourteau
d’olive.
En raison de ces caractéristiques, le tourteau d’olive
est clairement un biocombustible plus adapté à des
fins industrielles. En tant que tel, il nécessite des
équipements capables de faire face à la production de
cendres, dans les simples chauffages domestiques, il
peut causer à l’utilisateur une pratique peu conviviale,
car l’utilisateur devant s’occuper du nettoyage dans
les appareils sans système de nettoyage automatisé.
D’autres paramètres comme les fines, l’azote ou
le chlore rendent difficile son utilisation dans les
appareils domestiques en raison des émissions, de la
corrosion des composants métalliques des appareils,
etc. La plupart des tourteaux d’olive sont utilisés
dans des activités industrielles (autoconsommation
dans les moulins à grignons d’olive, les briqueteries,
les fours à ciment, comme combustible de co-
combustion dans les centrales à charbon ou comme
combustible dédié aux centrales à biomasse, etc.)
Cependant, certaines quantités sont encore brûlées
dans des appareils obsolètes comme appareils
domestiques dans certaines régions, car le
tourteau d’olive a un prix très compétitif
par rapport à la plupart des alternatives
fossiles ou de biomasse.
CARACTÉRISTIQUES : OÙ ET COMMENT SONT-ILS UTILISÉS ?
F IGURA 12
Tourteau d’olives. Source: AVEBIOM
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Des résidus agro-industriels à l’énergie
EXEMPLES DE RÉALISATION
GAZÉIFICATION DES GRIGNONS D’OLIVE
SÉCHÉS À ACEITES GUADALENTÍN
Pour les moulins à huile, le traitement des grandes
quantités de grignons d’olive qu’ils produisent en
tant que résidu est un problème majeur qui nécessite
une gestion durable sur le plan environnemental
et économiquement réalisable. Dans les régions
où la production d’huile d’olive est importante,
les grignons d’olive sont généralement fournis
aux moulins à grignons d’olive, qui procèdent à
l’extraction chimique de l’huile de grignons d’olive
brute. Cependant, les oliveraies situées dans des
zones dépourvues de moulins à grignons d’olive
doivent trouver des méthodes de traitement
alternatives.
Dans de nombreuses régions, les relations entre les
moulins à huile et les moulins à grignons d’olive ont
subi des changements au cours des dernières années.
Le passage à la production d’huile d’olive à deux
phases entraîne la production de grignons d’olive
beaucoup plus humides, avec un taux d’humidité
dépassant souvent 70 % (contre environ 55 % dans
le système à trois phases). Plusieurs moulins à huile
effectuent une séparation des noyaux d’olive en tant
que fraction distincte, et d’autres mettent en œuvre
une extraction physique secondaire de l’huile d’olive
(“repasso”). Ces changements obligent les moulins
à grignons d’olive à entreprendre de nouveaux
investissements dans des bassins pour leur stockage
et à augmenter leurs coûts de transformation, en
particulier l’énergie, ce qui, dans des situations de
faible prix de l’huile de grignons d’olive (leur principal
produit) et du tourteau d’olive (leur principal sous-
produit), génère un stress économique important.
Cette situation a conduit à un cadre instable et
difficile pour les extracteurs, et à la création de
plus de tensions entre les deux types d’industries,
bien que toutes deux soient finalement obligées
de coexister et de se comprendre, puisqu’elles sont
fondamentales dans la chaîne de valeur de l’huile
d’olive.
C’est dans ce contexte que s’inscrit le cas du projet
promu par l’entreprise familiale Aceites Guadalentín,
S.L. située à Pozo Alcón (province de Jaén). Ce
producteur d’huile d’olive (moulin à huile) gère un
bassin d’alpeorujo (grignons d’olive) d’une capacité
d’environ 65.000 tonnes, tant pour sa propre
production que pour les quantités produites par
les moulins voisins. Sa gestion représente un coût
important, entre autres en raison de sa situation
éloignée de toute industrie de grignons d’olive.
L’entreprise qui traite les grignons d’olive humides
pour en extraire l’huile (“repaso”, une deuxième
extraction physique) a une grande consommation
électrique hors réseau, et produit un grignon d’olive
séché (humidité < 15 %, teneur en huile résiduelle
d’environ 1,5 %), qui ne fait plus l’objet d’une
extraction chimique.
L’origine de l’affaire vient de l’intention des Aceites
Guadalentín d’inverser la pratique actuelle, de
transformer la pratique linéaire actuelle en économie
circulaire, et de transformer les problèmes actuels
en une opportunité de nouveaux revenus et
d’économies, avec une bien meilleure performance
environnementale.
Le cœur du projet est un nouveau gazéificateur pour
le tourteau d’olive ou les grignons d’olive séchés.
Le gazéificateur consomme environ 970 kg/h de
grignons d’olive séchés, produisant 2.615 kg/h de
gaz de synthèse (avec un PCI d’environ 5,6 MJ/Nm3
)
et 146 kg/h de biochar (avec une teneur en carbone
d’environ 66,58 %). Le gaz de synthèse est brûlé dans
des moteurs d’une capacité électrique combinée de
1 MWe (2 x 500 kWe), tandis que 1,88 MWt de chaleur
Des résidus agro-industriels à l’énergie
26
est disponible (provenant de la réfrigération et des
gaz d’échappement) - le rendement total du système
est d’environ 62,5 %. L’électricité est utilisée pour
l’autoconsommation, en remplacement de celle
fournie par un groupe électrogène à huile, tandis
que la chaleur est utilisée pour le séchage et d’autres
besoins internes.
L’installation a commencé à fonctionner en
décembre 2021. L’investissement total s’élève à 3
millions d’euros (travaux de génie civil compris),
dont 40 % sont soutenus par l’Agence andalouse de
l’énergie. Le système permet d’économiser environ
200.000 litres de mazout par an, utilisés auparavant
pour la production d’électricité hors réseau. Des
revenus supplémentaires sont générés par le fait
que les noyaux d’olive séparés des grignons d’olive
peuvent maintenant être vendus sur le marché
(la chaleur du gazéificateur remplace la chaleur
d’une chaudière à noyaux d’olive utilisée dans le
processus de repaso) ; Aceites Guadalentín mettra
en œuvre un système de nettoyage et de séchage
pour produire des noyaux d’olive propres à cette fin.
Des revenus supplémentaires peuvent être générés
par la valorisation du biochar (par exemple, comme
agent d’amendement des sols), tandis qu’une unité
de production d’hydrogène pourrait être mise en
place à l’avenir. Le système de gazéification entraîne
une réduction drastique des émissions de CO2 , mais
aussi une réduction des émissions de poussière qui
se seraient produites si le tourteau d’olive avait été
brûlé.
Le système employé par Aceites Guadalentín pourrait
être reproduit par d’autres moulins à olives, de plus
ou moins grande taille, puisque les processus et
les moteurs de gazéification peuvent être de tailles
diverses, ou appliqués en modules. Le modèle peut
également être transféré aux moulins à grignons
d’olive qui pourraient alors consommer leur tourteau
d’olive dans la gazéification. Ce type d’installation
pourrait changer la donne pour l’industrie de
l’huile d’olive et contribuer à
réduire considérablement ses
émissions. Les attentes sont
grandes et de nombreuses
administrations, décideurs et
extracteurs attendent avec
impatience de voir l’évolution
et les performances constantes
de cette installation pilote
unique.
F IGURA 13
Bassin d’Alpeorujo.
Source: AVEBIOM
F IGURA 14
Unité de gazéification de
tourteaux d’olives (4 MWt et
1 MWe) Source: AVEBIOM
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Des résidus agro-industriels à l’énergie
VIOPAR S.A. - LA PLUS GRANDE ET LA
PLUS RÉCENTE CENTRALE ÉLECTRIQUE
À BIOMASSE DE GRÈCE
Avec une puissance installée de 5 MWe, la centrale
à biomasse de VIOPAR S.A. est actuellement à la fois
la plus grande et la plus moderne des unités de ce
type en activité en Grèce. Les principales étapes
de l’histoire de l’entreprise ont été l’achèvement
de la procédure d’autorisation en 2016, sa fusion
avec le groupe Ravago en 2017 et le début de la
construction de la centrale en 2018. La construction
s’étant achevée en 2019, l’exploitation complète a
débuté en 2020.
L’usine est située dans la 2e zone industrielle de
Volos, à proximité du port (17 km) et des zones
agricoles de Thessalie (environ 30 km), ce qui permet
une certaine flexibilité dans l’exploitation des
combustibles de biomasse nationaux et importés.
La centrale est autorisée à fonctionner en utilisant
comme combustibles des tourteaux d’olive épuisés,
des granulés de coques de tournesol ou des résidus
d’égrenage du coton. La consommation annuelle de
combustible est d’environ 38 000 tonnes.
Actuellement, l’usine utilise principalement des
tourteaux d’olives de deux variétés : “ordinaire”, qui
présente une distribution granulométrique plus
typique, et “poudre”, qui est un matériau plus fin, plus
difficile à manipuler par les systèmes de combustion
conventionnels. VIOPAR utilise un four à grille mobile
ainsi qu’un système d’injection pneumatique séparé
pour le combustible en poudre. L’usine utilise la
technologie du cycle organique de Rankine (ORC),
qui offre de multiples avantages (réduction de
la consommation d’eau, absence de nuisances
visuelles), et est entièrement équipée de mesures
antipollution (précipitateur électrostatique, mesures
anti-SOx et anti-NOx), ce qui ramène ses émissions
dans les limites fixées par les directives européennes.
L’exploitation de l’usine apporte également de
multiples avantages à l’économie locale : 7 emplois
permanents pour l’exploitation de l’usine, 120
personnes employées pendant la construction,
200.000 € par an de contributions à la municipalité
locale, plus de 230.000 € par an de revenus au
port de Volos et au moins 200.000 € par an aux
fournisseurs locaux (transporteurs, équipes de
maintenance, fournisseurs de consommables, etc.)
VIOPAR participe aussi activement à des activités
de recherche et développement technologique, en
cherchant des moyens de fournir la chaleur résiduelle
de sa production aux réseaux locaux de chauffage
urbain ou de valoriser les résidus de cendres de
combustion.
F IGURE 15ET 16. Photo aérienne de la centrale électrique à biomasse de 5 MWe de VIOPAR S.A. in Volos, Greece. Source:
VIOPAR
Des résidus agro-industriels à l’énergie
8
DES CLÉS POUR L’UTILISATION DU TOURTEAU D’OLIVE
L’utilisation du tourteau d’olive pour le chauffage est possible, notamment dans les applications industrielles.
Il s’agit d’un combustible complexe, et les clés pour une utilisation appropriée en tant que biocarburant solide
sont donc les suivantes :
QUALITÉ. Bien que le tourteau d’olive soit
un combustible industriel, il y a certains
paramètres qui doivent être contrôlés comme :
HUMIDITÉ / TEMPÉRATURE : juste après
l’installation d’extraction peut avoir un
taux d’humidité plus élevé qui, avec le
temps, les transports et les déplacements,
diminue jusqu’à sa moyenne de 15%, mais
généralement il est stocké dans des cours de
stockage sans aucun type de protection du
toit. L’humidité peut être problématique dans
les chaudières mais aussi dans la logistique
et le stockage. Un taux élevé d’humidité peut
entraîner un problème d’autocombustion.
TEMPÉRATURE : Il est important de surveiller
la température car une auto-combustion dans
le stockage peut se produire si l’humidité est
suffisamment élevée et augmentée avec de
hautes températures extérieures. Les tas stockés
doivent être surveillés et des mesures doivent
être mises en place en cas d’augmentation
des températures (ambiante et du tas). Une
inspection appropriée doit être faite en ouvrant
le tas ; les inspections visuelles de la surface ne
sont pas suffisantes puisque l’auto-combustion
commence généralement à l’intérieur.
CHLORE : Le tourteau d’olive a déjà naturellement
une teneur en chlore assez élevée. Certaines
biomasses similaires, comme les résidus de
la production d’olives de table, sont parfois
mélangées et, en raison des processus qu’elles
subissent (c’est-à-dire l’ajout de sel et d’autres
additifs), la teneur en chlore peut être encore plus
élevée. Cela a des conséquences sur le système
de combustion (corrosion) et sur les émissions
(HCl). Les matériaux de la chaudière doivent
être suffisamment résistants pour supporter le
contenu de cette biomasse et éviter la corrosion.
CENDRES : La teneur en cendres du tourteau
d’olive est en soi assez élevée. Le tourteau d’olive
peut être mélangé à des fractions de biomasse
dont les paramètres de qualité sont encore
plus mauvais ou qui sont contaminées par des
matériaux inertes exogènes (sable, terre, pierres), ce
qui augmente encore la teneur totale en cendres.
Si l’on considère également la composition des
cendres (par exemple, une concentration accrue
d’alcalis), il y a plusieurs implications pour le
fonctionnement de tout système de combustion :
fréquences de nettoyage accrues, scories, émissions
de particules plus élevées, etc. Lors de l’utilisation
du tourteau d’olive comme combustible, il
convient de prêter attention à ces paramètres.
En raison de cette qualité industrielle et de la
teneur relativement élevée en azote, chlore,
cendres, etc., des TECHNOLOGIES APPROPRIÉES
(filtres, injection d’urée,...) pour une combustion
optimale doivent être mises en place pour
éviter de dépasser les seuils d’émissions de
la législation (HCl, particules, NOx).