Eviter les arrêts du poste d'injection : la régulation par la pression aval

En période de fortes congestions du réseau, souvent pendant l'été, ce sont les opérateurs de réseau qui veillent au respect des priorités d'injection dans le réseau entre les différents sites de méthanisation. Mais comment sont gérées ces priorités ?

Le registre des capacités reste le point clef dans cette gestion. En effet, lorsque la production de biométhane est supérieure à la consommation de gaz sur une zone, c'est l'ordre d'arrivée dans le registre des capacités qui va déterminer quel(s) site(s) de méthanisation pourra continuer à injecter “normalement” sur le réseau. C'est la date de commande de l'Etude Détaillée qui détermine ainsi l'ordre des priorités d'injection. Le site de méthanisation disposant d'une Cmax inscrite dans le Registre des capacités sera donc prioritaire.  Pour en savoir plus sur la gestion des priorités d'injection, consultez l'article dédié sur le sujet.

Pour faire face à ces congestions de réseau, il existe des solutions, dont la régulation par la pression aval. Cette technique permet d'optimiser automatiquement le fonctionnement des installations biométhane en modulant l'injection sur le réseau en période de saturation.

1- Qu'est-ce que la régulation du débit d'épuration par la pression aval du réseau (REPA) ? 

• La pression aval 

La pression aval est caractérisée comme étant un indicateur de l'état du réseau à l'aval du poste d'injection de biométhane. Il permet au système d'épuration de réguler le débit d'injection en temps réel et ainsi adapter la quantité de biométhane injectée à l'état de congestion du réseau. 

Lorsque celle-ci augmente, elle indique une baisse de consommation sur le réseau de distribution de gaz, et donc une présence de gaz en excédent par rapport au besoin. A contrario, quand elle diminue, elle indique une augmentation des consommations au-delà des capacités de production locales. 

Par ailleurs, l'historique des mesures de pression aval peut être utilisé pour prévoir les périodes de congestion et adapter la production et les interventions de maintenance. GRDF conseille ainsi cette régulation afin d'assurer un fonctionnement souple et intelligent de l'injection de biométhane. Les données concernant la pression aval sont mises à disposition via la liaison de communication MODBUS du poste d'injection et peuvent être exploitées par l'épurateur de l'installation de production pour régler le débit de production. 

L'objectif de la Régulation de débit d'épuration par la pression aval du réseau (dite « REPA ») est d'exploiter cette donnée pour moduler le débit d'injection sortant de l'épurateur. Si la quantité de biométhane injectée est réduite, le déséquilibre injection / consommation se réduit également, voire s'annule. Cela permet de garder la pression aval sous le seuil de fermeture de la vanne de régulation du poste d'injection, voire de maintenir l'injection si la saturation est courte, et permettre ainsi une reprise plus rapide en fin de saturation. Il s'agit alors de l'utilisation en temps réel.

• Les différentes formes de la REPA  

1. La régulation par palier de débit définis en fonction de la pression  
2. La régulation progressive où le débit est diminué proportionnellement à l'augmentation de la pression, dite « PID » (Proportion, Intégral, Dérivé) 

En amont des saturations, GRDF peut vous communiquer les seuils de réglage pour la REPA afin d'optimiser l'injection pendant ces périodes. 

GRDF réalise une étude des consommations de gaz pour évaluer la saturation potentielle du réseau et propose des solutions de régulation en temps réel ou en utilisation prévisionnelle, en fonction de la valeur de pression aval fournie via la liaison MODBUS du poste d'injection. 

L'utilisation en prévisionnel, un usage complémentaire de la pression aval 

Il s'agit ici d'enregistrer, sur un pas de temps horaire par exemple, la valeur de pression aval sur une période donnée (en été ou année entière selon le besoin). Cette dernière est pour rappel le reflet direct de l'état des consommations du réseau, et donc de l'équilibre injection – consommation. Ainsi, l'historique mesuré de la pression aval donne au producteur la représentation de la capacité d'injection à laquelle il a eu accès sur la période. Il peut alors identifier les périodes à risque en termes de congestion et, l'année suivante, adapter sa production et/ou prévoir des interventions de maintenance en cette période.   

La procédure ci-dessous peut être appliquée par exemple : 

1. Enregistrement de la pression aval (au pas de temps horaire) lors de l'année N 

2. Réalisation de la courbe de pression aval sur l'ensemble de l'année N 

3. Identification des périodes de pression haute (proche et dans les zones en hachures rouges) => Le producteur anticipe et adapte ma production de biométhane lors de ces périodes sur l'année N+1 

4. Même exercice pour l'année N+2 

2- Quels sont les avantages de la REPA 

La REPA présente 3 avantages majeurs : 

1. Optimiser la quantité de biométhane injectée, en évitant les interruptions d'injection 

2. Stabiliser l'injection, évitant les arrêts et reprises de l'unité de méthanisation 

3. Maîtriser la consommation d'énergie et diminuer l'usure prématurée des installations (ex : marche, arrêt compresseur…) 

Bien que la REPA soit une fonction qui limite les impacts des saturations, ce n'est pas une solution miracle. En effet, elle ne supprime pas systématiquement le risque d'arrêt d'injection, notamment lorsque les saturations sont très importantes.

3- Des analyses comparatives disponibles avec et sans REPA. 

GRDF met à disposition des illustrations du fonctionnement de la REPA qui vous permettront d'analyser les impacts d'une gestion des saturations avec et sans REPA. Ces illustrations démontrent notamment que cette solution permet de pérenniser un volume de biométhane injecté dans le réseau. 

Pour aller plus loin

Vous souhaitez optimiser les performances de votre exploitation ? Découvrez la nouvelle rubrique et l'outil Méthacompare.

Retrouvez également les bons réflexes pour optimiser la production de biométhane dans le podcast proposé par Métha Radio.