les energies renouvelables : la biomasse

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La biomasse

Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe l'ensemble des matières organiques pouvant devenir des sources d'énergie. Ces matières organiques qui proviennent des plantes sont une forme de stockage de l'énergie solaire, captée et utilisée par les plantes grâce à la chlorophylle. Elles peuvent être utilisées soit directement (bois énergie) soit après une méthanisation de la matière organique (biogaz) ou de nouvelles transformations chimiques (biocarburant). Elles peuvent aussi être utilisées pour le compostage. La biomasse est une énergie qui peut être chimiquement polluante lorsqu'elle serait mal utilisée. Bien qu'elle libère du CO2 en brûlant, comme le biocarburant et le bois, il ne faut pas oublier que ce CO2 avait déjà été extrait de l'atmosphère par la plante lors de sa croissance. Le bilan quantitatif CO2 est donc nul mais à condition que toute l'énergie qu'il a fallu dépenser pour extraire du combustible de la biomasse soit lui aussi d'origine biomasse, sinon il y aurait alors un bilan CO2 défavorable. Bien entendu, en régime industriel établi, l'on utilisera bien sûr pour ce conditionnement du combustible biomasse. Il faut par contre faire très attention à ne pas libérer d'autres gaz à effet de serre, comme le méthane CH4, qui a un pouvoir malfaisant environ 180 fois plus important que CO2 : la moindre fuite sérieuse dans une installation peut la rendre à bilan GES très négatif.

La biomasse est une énergie renouvelable tant que la Nature pourra faire pousser des plantes et animaux. Certaines filières de la biomasse sont encore peu structurées.

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

Cas du bois

L'énergie chimique du bois est libérée par combustion sous forme de chaleur et utilisée directement pour le chauffage ou pour produire de l'électricité. Le bois comme source de chauffage est utilisé à toute échelle.

Menaces - Les inconvénients sont :

... . Les coûts de transport et l'impact sur l'environnement,
... . L'utilisation de bois ou de charbon de bois dans des foyers domestiques mal ventilés peut entraîner des problèmes pulmonaires pour les habitants.

Réduction des risques :

En revanche, si les surfaces dévolues aux forêts restent constantes, à proximité des lieux d'utilisation, et que la quantité prélevée est plus ou moins remplacée, alors l'utilisation n'aggrave pas l'effet de serre ni la déforestation.

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 États-Unis, car il procure de très bons rendements.

Voir sur le miscantus :

Miscanthus dans la Wikipedia anglophone
Recherche au Pays de Galles : http://www.walesbiomass.org/miscanthus.htm
Recherche sur le miscanthus dans l'Illinois

Installations de production de chaleur

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.

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