Biomasse

Définition


Ce terme désigne tous les matériaux organiques créés directement ou indirectement par photosynthèse, soit l'ensemble du monde vivant: végétaux, animaux et micro-organismes. C'est une forme d'énergie solaire.

Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe l'ensemble des énergies provenant de la dégradation de la matière organique.

En écologie, la biomasse est la masse totale (quantité de matière) de toutes les espèces vivantes présentes en un milieu naturel donné.

Le terme énergie de la biomasse désigne donc d'énergie solaire transformée par les plantes chlorophylliennes utilisés soit directement (bois de chauffage), soit après de nouvelles transformations chimiques (biogaz, agro carburant).

Origine de la biomasse


La biomasse est la fraction biodégradable :

  • des produits, déchets et résidus provenant de l'agriculture, y compris les substances végétales et animales,
  • des produits, déchets et résidus provenant de la sylviculture et des industries connexes,
  • des déchets et résidus végétaux de l'industrie.

Constituants de la biomasse


On distingue trois constituants principaux, auxquels correspondent des procédés de valorisation spécifiques :

La biomasse lignocellulosique, ou lignine, constituée par :

  • le bois et les résidus verts,
  • la paille,
  • la bagasse de canne à sucre,
  • le fourrage.

La valorisation se fait plutôt par des procédés par voie sèche, dits conversions thermochimiques.

La biomasse à  glucide, riche en substance glucidique facilement hydrolysable :

  • les céréales,
  • les betteraves sucrières,
  • les cannes à sucre.

La valorisation se fait plutôt par fermentation ou par distillation dits conversions biologiques.

La biomasse oléagineuse, riche en lipides :

  • Colza,
  • Palmier à  huile, etc.

Elle peut être utilisée comme carburant. Il y a deux familles de biocarburants : les esters d'huiles végétales (colza) et l'éthanol, produit à  partir de blé et de betterave, incorporable dans le super sans plomb sous forme d'Ethyl Tertio Butyl Ether (ETBE, voir bioéthanol).

Valorisation de la biomasse (sous forme de chaleur): les bioénergies

Le bois


L'énergie du bois est libérée par combustion sous forme de chaleur et de gaz de bois, utilisée directement ou pour produire de l'électricité. Le bois comme source de chauffage est utilisé à  toute échelle, il existe trois types de combustible bois pour les particuliers : la bûche traditionnelle, le granulé (recomposition de la sciure et de copeaux) et le bois déchiqueté propre en petits morceaux ou plaquettes. Equivalence combustible : Fioul 900 litres = 10m3 de MAP plaquettes (MAP : mètre cube apparent) = 4m3 de granulés.

Rondins de bois

Briquettes de bois

Bûche de bois

Ecorces de bois

Plaquettes industrie de bois

Granulés de sciures de bois

Copeaux de bois

Les avantages


L'amélioration des performances des nouvelles chaudières étrangères (80 à 93%) Les anciennes pollutions générées par les gaz de bois sont évitées car ces chaudières les brûlent également (foyer double combustion) ce qui a permis l'évolution de la technologie.

En revanche, si les surfaces dévolues aux forêts restent constantes, voire progresse, son utilisation n'aggrave pas l'effet de serre. Bien au contraire, le bois est une énergie renouvelable (à condition de gérer la ressource) qui génère des filières et des emplois locaux, ce qui diminue d'autant les pollutions dues à l'acheminement du pétrole, permet à la France d'augmenter son autonomie énergétique et crée un tissu économique (non industriel, c'est la le problème).

Les inconvénients


  • Les coûts de transport et l'impact sur l'environnement (2 fois plus élevé que le fioul).
  • L'utilisation de bois ou de charbon de bois dans des foyers domestiques mal ventilés peut entraîner des problèmes pulmonaires pour les habitants.
  • La pollution (notamment les particules fines).
  • Le manque de filières locales de préparation des combustibles granulés et plaquettes.

NOTE : Il est très important d'avoir un bon tirage pour une cheminée, un insert, un poêle ou une chaudière. Le rendement en dépend et votre sécurité également !

Cas des autres combustibles


Les autres combustibles sont en principe des lignines. La valorisation énergétique est très variable.

Le Miscantus fait l'objet d'études approfondies au Royaume-Uni et aux Etats-Unis, car il procure de très bons rendements.

*Miscanthusest un genre de la famille des plantes (Graminées) originaire d'Afrique et d'Asie du sud. Certaines de ces espèces sont appelées « herbes à  éléphant ». Un hybride, le miscanthus géant a été créé avec comme objectifs de produire de la biomasse lignocellulosique en quantité industrielle pour produire des biocarburant ou un combustible.

Les installations sont des chaudières ou des chaufferies dont la puissance s'échelonne entre quelques dizaines de kW et quelques MW. Ces unités sont très décentralisées, proches des lieux de consommation.

Les installations sont des chaudières ou des chaufferies dont la puissance s'échelonne entre quelques dizaines de kW et quelques MW. Ces unités sont très décentralisées, proches des lieux de consommation.

Les installations peuvent comporter plusieurs chaudières avec des combustibles différents. On parle alors de chaufferies mixtes.

Les chaufferies alimentent des bâtiments en chaleur par l'intermédiaire de réseaux de chaleur.

La taille de ces installations ne permet généralement pas de construire des cogénérations, celles-ci étant trop complexes.

Par la conversion biologique:

Le biogaz


On appelle biogaz les effluents gazeux, méthane essentiellement, issus de la fermentation de matières organiques contenues dans les décharges, les stations d'épuration, etc. Le méthane est un puissant gaz à  effet de serre et sa captation est de toute façon hautement souhaitable. Il peut être considéré comme une ressource énergétique, souvent via sa combustion pour produire de la vapeur et de l'électricité; son utilisation directe dans des moteurs à  gaz pauvres peut aussi être envisagée.

Schéma de biométhanisation

Schéma de biométhanisation comme énergie de chauffage

Zone de stockage pour fabriquer du biogaz
Systême de méthanisation

Les avantages


La méthanisation est une alternative à  l'enfouissement et aux rejets des déchets. La méthanisation permet d'éviter les nuisances olfactives liées au traitement des déchets. Il est propice à  la production et à  l'abondance d'une énergie renouvelable locale.

Les inconvénients


La production de biogaz est onéreuse. Les techniques de méthanisation sont souvent méconnues. Les biogaz sont produit loin des lieux de consommation et onc difficile à  valoriser.

Sous forme de carburant:

Les biocarburants


Les agro carburants (aussi appelés biocarburants) sont composés de plusieurs filières: biodiesel, éthanol. La technologie du moteur diesel permet en effet d'utiliser un grand nombre de carburants. Ils sont issus de la transformation de différentes cultures : canne à  sucre, maïs, colza, tournesol, palmiers à huile, sorgho, manioc. Ils sont surtout utilisés pour le transport mais peuvent avoir d'autres usages. L'impact des cultures nécessaires et des produits de combustion doivent faire l'objet d'études attentives.

Biocarburants

Les avantages


Le dioxyde de carbone rejeté lors de la combustion n'augmente pas l'effet de serre. L'oxygène compris dans les plantes améliore la combustion et diminue le taux d'hydrocarbures imbrûlés ainsi que le taux de monoxyde de carbone.

La culture pour les biocarburants est très précieuse pour le développement de l'agriculture.

Les inconvénients


Une utilisation excessive d'engrais peut entraîner une pollution des sols et des eaux. La fabrication de biocarburant est encore relativement complexe, notamment en ce qui concerne la sélection des produits de base et la gestion de la jachère.

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