Biomasse (énergie) 1

Biomasse (énergie)  Pour l’article homonyme, voir Biomasse (écologie).

Unité de valorisation énergétique de la biomasse(Allemagne)

Dans le domaine de l'énergie, et plus particulièrement desbioénergies, le terme de biomasse désigne l'ensemble desmatières organiques d'origine végétale (algues incluses),animale ou fongique pouvant devenir source d'énergie parcombustion (ex : bois énergie), après méthanisation (biogaz)ou après de nouvelles transformations chimiques(agrocarburant).

La biomasse est aujourd'hui, de loin, la première énergierenouvelable en France. En 2009, la France a produit11 984 ktep à partir de biomasse (bois énergie, biocarburants,biogaz et agrobiomasse) contre seulement 667 ktep éoliens et66 ktep solaires[1]. Cette filière est en développement rapide.

L'énergie tirée de la biomasse est considérée comme une énergie renouvelable et soutenable tant qu'il n'y a passurexploitation de la ressource, mise en péril de la fertilité du sol, tant qu'il n'y a pas de compétition excessived'usages des ressources (terres arables, eau, etc), ni d'impacts excessifs sur la biodiversité, etc.De plus, bien que présentant de nombreux avantages écologiques et en termes de développement local, elle peut êtrepolluante (CO, CO2, fumées, goudrons) si mal utilisée ou si la biomasse utilisée était polluée par des métaux lourds,radionucléides, etc. (sachant que les ressources fossiles sont également naturellement contaminées par des métaux,souvent plus que le bois).Comme dans le cas des ressources fossiles, il s'agit en quelque sorte d'une forme de stockage conjoint d'énergiesolaire et de carbone, provenant originellement des plantes ou de phytoplancton. En brûlant, elle libère du CO2 ,comme le charbon, le gaz ou le pétrole, mais ce carbone a récemment été extrait de l'atmosphère via la photosynthèseet peut théoriquement être à nouveau capté par les plantes, alors que ce processus a eu lieu il y a des millionsd'années pour les ressources fossiles et que les plantes et algues marines ne suffisent plus à absorber le carbone issudes hydrocarbures fossiles. Elle peut être tirée de la nature ou cultivée (agrocarburants, agrocombustibles[2])La biomasse est utilisée par l'homme depuis qu'il maîtrise le feu. Elle reste la première énergie renouvelable utiliséedans le monde, pour le chauffage et la cuisson surtout, mais essentiellement dans les pays peu industrialisés.L'énergie tirée de la biomasse intéresse à nouveau les pays riches confrontés au dérèglement climatique et à laperspective d'une crise des ressources en hydrocarbures fossiles. C'est une filière en développement rapide, ycompris sous des formes industrielles avec les agrocarburants et le bois énergie à usage industriel.Avec 30,7 % du total mondial, les États-Unis sont le premier producteur d'électricité à partir de la biomasse, devantl'Allemagne et le Brésil (7,3 %)[3].Dans l'absolu, le bilan quantitatif CO2 d'une installation est nul quand toute l'énergie qu'il a fallu dépenser pourextraire du combustible de la biomasse provient elle aussi de la biomasse. En régime industriel établi, il est possibled'utiliser de la biomasse pour le fonctionnement de l'installation, en veillant à ne pas libérer d'autres gaz à effet deserre, comme le méthane (CH4) notamment qui a un pouvoir réchauffant environ 21 fois plus important que le CO2 àcourt terme, mais qui disparait plus vite que celui-ci. Une fuite sérieuse dans une installation de méthanisationrendrait son bilan GES très négatif.Son introduction dans les systèmes énergétiques contribue à réduire (en termes de bilan global) les émissions de gazà effet de serre, voire à restaurer certains puits de carbone (semi-naturels dans le cas des boisements et haiesexploités).

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Turbine à vapeur à biomasse de 5 MW de puissance électrique. EntrepriseBlohm & Voss, Allemagne

Histoire

Le feu est utilisé par l'homme pour cuire et sechauffer ou s'éclairer (torche, lampe à huile)depuis plusieurs dizaines de milliers d'années.Des machines à vapeur et des aérostats sontalimentés par du bois.À la toute fin du 19e siècle, Rudolf Diesel,ingénieur thermicien conçoit, pour remplacerla machine à vapeur, un moteur fonctionnant àl'huile végétale (et non au fioul).De récentes crises ont relancé l'intérêt pour labiomasse ; des gazogènes gazéifiant du boisont équipé de nombreux véhicules quand lepétrole a manqué durant les deux guerresmondiales.Les deux dernières grandes crises pétrolières ont relancés l'usage du bois de chauffage, voire de la tourbeDepuis le sommet de la terre de Rio, c'est l'objectif de développement durable, puis avec Kyoto celui de lutter contrele dérèglement climatique qui entretient ou renouvelle cet intérêt. En 2007, selon la FAO, 53 % du bois coupé dansle monde l'était pour le chauffage. De manière plus détaillée, ce taux était de 8 % en Amérique du Nord, 21 % enEurope, 53 % en Amérique du Sud, 77 % en Asie et 90 % en Afrique).

Constituants de la biomasseOn en distingue trois principaux, auxquels correspondent des procédés de valorisation spécifiques :• La biomasse lignocellulosique, cellulose et lignine, constituée par :

• le bois et les résidus verts,• la paille,

briquettes de paille

,• la bagasse de canne à sucre,• le fourrage.

La valorisation se fait plutôt par des procédés par voie sèche, ditsconversions 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

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d'Ethyl Tertio Butyl Ether (ETBE, voir bioéthanol).

Valorisation de la biomasse

Sous forme de chaleur : les bioénergiesCas du bois

Bois sous forme de bûches pourchauffage. Le bois énergie est un

type de bioénergie utilisant labiomasse.

Article détaillé : Bois énergie.L'énergie chimique du bois est libérée par combustion sous forme de chaleur etutilisée directement pour le chauffage ou pour produire de l'électricité. Le boiscomme source de chauffage est utilisé à toute échelle. Plus rarement on utilise lapyrolyse ou la gazéification.

Il existe également d'autres bioénergies qui découlent directement des déchetsque nous produisons. C'est le cas pour le traitement de déchets destinés auxcimenteries sous forme de Combustibles Solides de Substitution (CSS) pourconsommer beaucoup moins de pétrole.Menaces - Les inconvénients sont :•• Les coûts et impacts du transport pour amener le bois là où la ressource manque,• Le risque de contribution à la déforestation ou à une surexploitation des forêts ou à un accaparement des terres

pour y délocaliser une production de biocarburant pour les pays riches[4]. Ainsi, rien qu'en Afrique, ce sont 4,5millions d’hectares de terres (surface équivalente à celle du Danemark) qui seraient en cours d'acquisition par desinvestisseurs étrangers pour y cultiver des agrocarburants, au détriment des cultures vivrières locales ou de laforêt[5].

• Les problèmes de pollution atmosphérique induits par la combustion mal maîtrisée du bois, combustible solide(concerne notamment les anciens systèmes de chauffage non automatiques, particulièrement en zone d'habitatrapproché). L'utilisation de bois ou de charbon de bois dans des foyers mal conçus ou mal ventilés peut entraînerdes problèmes de santé pour les habitants et riverains.

« Dans le contexte international de forte dépendance aux énergies quelles que soient leurs origines, comme lecharbon, le pétrole et le nucléaire, l’énergie biomasse prend une place de plus en plus importante […] Bienque les énergies dites vertes soient une excellente solution parce qu’elles sont neutres dans le cycle du carbone,la biomasse engendre des problèmes d’émissions de particules. Les bioénergies sont donc vertes en CO2 maispeuvent être polluantes en dégradant la qualité de l’air. »[6].

Une alternative à la combustion directe de la biomasse est la torréfaction de la biomasse. En effet, la biomassetorréfiée, également appelée « Biocoal » ou « Biochar », est un combustible solide de haute qualité, idéal pour réduireles émissions de CO2 de nombreuses industries (production d’électricité, production de chaleur, co-génération,chauffage central ...). C’est un nouveau combustible offrant de nouvelles perspectives aux énergies renouvelables.Plus précisément, en torréfiant la biomasse (bois par exemple) le PCI passe de 10-11 GJ/m³ à 18-20G J/m³ ce quiconduit à une économie de près de 50 % en termes de coûts de transport.Une autre alternative à la combustion directe est la conversion du bois en gaz naturel de synthèse.Réduction des risques :En revanche, si les surfaces dévolues aux forêts restent constantes, à proximité des lieux d'utilisation, et que laquantité prélevée est plus ou moins remplacée, alors l'utilisation n'aggrave pas la déforestation et a peu d'impact surl'effet de serre (cf. le bilan carbone du bois énergie).Les autres combustibles sont en principe des lignines. La valorisation énergétique est très variable.

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Le Miscanthus (ou herbe à éléphant) fait l'objet d'études au Royaume-Uni, en Belgique[7] et aux États-Unis. Ilprésente l'avantage d'avoir un très bon rendement énergétique (supérieur à celui du charbon à volume égal). Il permetd'approcher un rendement de 10kWh par mètre carré et par an.

Par conversion biologique

Biogaz

Article détaillé : Biogaz.On appelle biogaz les effluents gazeux, méthane essentiellement, issus de la fermentation de matières organiquescontenues dans les décharges, les stations d'épuration, etc. Le méthane est un puissant gaz à effet de serre et sacaptation est de toute façon hautement souhaitable. Il peut être considéré comme une ressource énergétique[8],souvent via sa combustion pour produire de la vapeur et de l'électricité ; son utilisation directe dans des moteurs àgaz pauvres peut aussi être envisagée. Le biogaz est un gaz combustible, composé en moyenne de méthane (CH4) à65 % et de CO2 à 35 %.

Sous forme de carburant : les biocarburantsArticle détaillé : Biocarburant.Il y a deux familles de biocarburants :•• l'huile végétale brute, et les esters d'huiles végétales (colza,...) ;•• 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).

Comparaison des usages

RisquesArticle détaillé : Traçabilité agroalimentaire.Évaluer les différentes formes de valorisation nécessite de comparer les usages, ce qui suppose de mettre en placedes méthodes d'évaluation et de traçabilité des filière intégrée.La mise en place de la traçabilité en agroalimentaire fait l'objet de réglementations (notamment dans l'Unioneuropéenne). Elle est encouragée par des normes (ISO 22000).La traçabilité permet également de réduire les risques, donc les coûts indirects pour la collectivité.

Gains en valeur carboneLa valeur de la tonne de carbone en 2006 est de l'ordre de grandeur de 100 euros. La valeur marchande de la tonned'équivalent CO2 est très volatile: elle dépend (entre autres) du prix du pétrole, des décisions politiques de Bruxelles(nombre de quotas, politique énergétique à long terme de l'UE) et de la spéculation. Au 13 mars 2008, la Tonned'Equivalent CO2 valait 22 euros.Voir : Bilan carbone

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Comparaison de filièresPour fiabiliser ces évaluations, il est souhaitable de :• mieux identifier les agents économiques des filières concernées ;• mettre en œuvre les projets industriels correspondants, sous la responsabilité d'un ensemblier, qui connaît les

parties prenantes, les étapes de la filière (production, transport,...), le mode projet (cahiers des charges…), lescontraintes (sécurité, législation, normalisation…) ;

• tendre vers des filières intégrées ;• effectuer des calculs de rentabilité économique, en évaluant les actifs engagés (création de valeur).

Notes et références[1] Industrie-IAA-Construction - Production d'énergie primaire d'origine renouvelable (http:/ / www. insee. fr/ fr/ themes/ tableau.

asp?reg_id=0& ref_id=NATTEF11335), sur le site insee.fr[2] Premiers résultats des expérimentations sur les agrocombustibles (http:/ / www. bioenergie-promotion. fr/ 3823/

premiers-resultats-dexperimentations-sur-les-agrocombustibles/ )[3] Pierre Le Hir, « La France veut développer les centrales à biomasse », dans Le Monde du 10-01-2009, , mis en ligne le 09-01-2009[4] Cartographie et liste de compagnies impliquées dans la culture délocalisée des agrocarburants en Afrique (http:/ / www. foeeurope. org/

agrofuels/ FoEE_Africa_up_for_grabs_2010-Map-Tables. pdf)[5] Rapport « Afrique : Terre(s) de toutes les convoitises » (http:/ / www. foeeurope. org/ agrofuels/

FoEE_Africa_up_for_grabs_2010_FRENCH. pdf) ; Amis de la Terre /Friends of the Earth Europe (juillet 2010).[6] Vidéo sous-titrée (http:/ / www. boisenergie. tv/ Filtration-des-particules-La-solution-Advanced-Cyclone-Systems_v122. html) – Salon Bois

énergie 2011, Besançon, sur le site www.boisenergie.tv.[7] Bilan environnemental et énergétique de la culture du miscanthus en Wallonie (http:/ / www. bioenergie-promotion. fr/ 5572/

bilan-environnemental-et-energetique-de-la-culture-du-miscanthus-en-wallonie/ )[8] voir l'article Ressource naturelle et l'article Ressources et consommation énergétiques mondiales

Sources et contributeurs de l’article 6

Sources et contributeurs de l’articleBiomasse (énergie)  Source: http://fr.wikipedia.org/w/index.php?oldid=91980699  Contributeurs: 2A01:E35:8A98:1E30:54D4:308D:D804:2BF, 512banque, ABACA, Acer11, Ahbon?, Alno,Alphos, Anthere, Arkanne, Badmood, Beatnick, Benlhoest, Bonnezeau, Bruno1000, Bserin, Cantons-de-l'Est, Cedmac1, Chandres, Coyote du 86, Crouchineki, David Berardan, Demonblade14,Dhatier, DocteurCosmos, Elboz, Environnement2100, Eritro, Esnico30, Esnos, Esprit Fugace, Ffkpoubelle, Fm790, Frakir, Franz53sda, GaMip, Gabriel Marin 2011, Gem, Ginkgo, Gordjazz,Gotenths, Gribeco, Gzen92, Harmonia Amanda, Hashar, Hautbois, Herman, Howard Drake, IAlex, Il Palazzo-sama, Inizializzazione, JLM, Jarfe, Jatropha, JeanMar987, Jef-Infojef, Jmnil,Jules78120, Julianedm, Kilith, Kyro, La pinte, Lamiot, Le gorille, Le sourcier de la colline, Leag, Les3corbiers, Lixwolf, Lmaltier, Looxix, LordAvalon, Loudubewe, Lucquessoy, Mafiou44,Malta, Manu1400, Marchall, Mf9000, Mike Coppolano, Mikefuhr, Moala, Moniaklisa, Moulins, Moyg, Mrcx, Mwarf, Nakor, Nebulus99, NicoV, Nicolas.hauw, Oblic, Olivier marquis golemon,Orthogaffe, P'tit.pimouss, Pano38, Patrick.charpiat, Pautard, Phe, Pierreti123, Pierson's Puppeteer, Pld, Plyd, PoM, Popol 1d, Pumpica, Rachimbourg, Reychstan, Richieman, Rome2, Saba50,Salmoneus, Sanao, Sebjarod, Sebleouf, ShamaCo, Sherbrooke, Sixsous, Speculos, Spoke, Sum, Suprememangaka, Technologiespropres, Thecyberman, Theoliane, Thestreamer, ThibaultLemaitre, Thooscoo, Tournaye, Urban, Utilisateur 65872, Varman7, VonTasha, Xulin, YSidlo, Yohan, Zedh, 272 ,دوستدار زرتشت modifications anonymes

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