Biomasse
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Biomasse
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Introduction :
La biomasse est définie comme « la fraction biodégradable des produits, des déchets et résidus d’origine biologique provenant de l'agriculture (y compris les substances végétales et animales), de la sylviculture et des industries connexes, y compris la pêche et l’aquaculture, ainsi que la fraction biodégradable des déchets industriels et municipaux »
Histoire : A la toute fin du 19e siècle, Rudolf Diesel, ingénieur thermicien conçoit, pour remplacer la machine à vapeur, un moteur fonctionnant à l'huile végétale. Les deux dernières grandes crises pétrolières ont relancés l'usage du bois de chauffage, voire de la tourbe
Depuis le sommet de la terre de Rio, c'est l'objectif de développement durable, puis avec Kyoto celui de lutter contre le dérèglement climatique qui entretient ou renouvelle cet intérêt.
Partie 1 : Concept de production
La biomasse peut être valorisée dans les entreprises et dans l’industrie pour la production de chaleur, pour le chauffage des locaux, voir pour la production d’électricité.
La biomasse est l’ensemble de la matière organique non fossile d’origine végétale et animale ainsi que ses produits de transformation et de dégradation (les déchets organiques). Le concept de biomasse sous-entend que la matière est utilisée à des fins énergétiques (car elle contient du carbone et de l’hydrogène) ou agronomiques.
Les installations industrielles
La biomasse peut être valorisée dans les entreprises et dans l’industrie pour la production de chaleur, pour le chauffage des locaux, voir pour la production d’électricité.
Les applications industrielles du bois énergie :
- La cuisson industrielle : Les procédés thermiques à sec, c’est à dire l’utilisation de l’air chaud directement à la sortie du foyer, sont utilisés pour la cuisson des céramiques, des tuiles ou des briques, mais également pour la cuisson des aliments en boulangerie ou en restauration.
- Les entraînements mécaniques : La chaleur sous forme de vapeur est utilisée depuis deux siècles pour l’entraînement des machines dans l’industrie (locomotive). Cet usage perdure dans les secteurs du globe où la biomasse est abondante, et où l’accès aux combustibles fossiles ou à l’électricité est trop onéreux.
- Le froid par machine à absorption : A partir d’une centrale à la biomasse, il est possible d’installer des machines frigorifiques à absorption. Ces machines, utilisant de la chaleur pour faire du froid, sont intéressantes pour une puissance allant de 300 kW à quelques MW. Cela concerne donc des immeubles administratifs conséquents, un hôpital, des laboratoires de chimie, etc.
- Le nettoyage à sec : Le nettoyage industriel par vapeur est fortement consommateur d’énergie. Activité régulière, elle constitue une application adaptée pour la chaleur produite par la biomasse. Elle peut de plus être judicieusement combinée dans les établissements hospitaliers ou certaines industries en complément du chauffage de l’eau chaude sanitaire.
- L’évaporation et le séchage : L’évaporation de l’eau est l’une des plus anciennes applications de la chaleur de la biomasse. Par exemple l’évaporation des saumures dès l’antiquité pour la fabrication du sel. Aujourd’hui beaucoup de liquides sont à sécher dans l’industrie agroalimentaire comme le lactosérum, le sirop de canne, les boues d’épuration, les déjections, etc. Le séchage de produits agricoles, fruits, céréales ou pour la granulation par exemple (luzerne, tourteaux, marcs,…), est également une application énergétique judicieuse des biomasses résiduelles de l’agriculture ou de la forêt.
Les différentes méthanisation :
Définition : Traitement naturel des déchets organique qui conduit à une production combinée de gaz convertible en énergie (biogaz), provenant de la décomposition biologique des matières organiques dans un milieu en raréfaction d’air (appelée « fermentation anaérobie » car sans oxygène) et d’un digestat (les déchets « digérés »), utilisable brut ou après traitement (déshydratation et compostage, hygiénisation) comme compost.
La méthanisation concerne plus particulièrement les déchets organiques riches en eau et à fort pourvoir fermentescible (fraction fermentescible des ordures ménagères, boues de station d'épuration, graisses et matières de vidange, certains déchets des industries agroalimentaires, certains déchets agricoles).
Constituants de la biomasse :
On en distingue trois principaux :
-La biomasse lignocellulosique, ou lignine
- 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, dits conversions thermochimiques.
-La biomasse à glucide :
- 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 l'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.
Deux schémas expliquant le procédé de la biomasse.
Partie 2 : les points de vues économique et écologie
La biomasse comporte en effet de multiples avantages, elle constitue une ressource naturelle abondante, économique et qui n’est pas néfaste pour l’environnement. Effectivement, la combustion de biomasse rejette du CO2 mais cette quantité de CO2 est la même que celle qui est consommé lorsque ces végétaux sont en croissance.
Voici quelques chiffres pour mieux comprendre les avantages de la biomasse :
- Un litre de fioul équivaut à 1,5 kilo de tourteaux de colza ou 2,5 kilos de paille ;
- Une stère de bois produit, une fois déchiqueté, produisent autant d'énergie que 1 000 litres de fuel, soit une Tonne équivalent pétrole (T.E.P).
- 1 mètre cube de plaquettes bois à 22 € équivaut au pouvoir calorifique de 100 litres de fuel à 64 €.
Au-delà de cet aspect écologique, la filière de la biomasse est porteuse d’emplois locaux et «non-délocalisables» (1 emploi pour 1000 tonnes de bois utilisé). Les principales activités résident dans la gestion des forêts, le transport, la commercialisation des bûches, ou encore la fabrication des granulés de bois, des briques de bois reconstituées ou des plaquettes forestières nécessaires à l’alimentation des installations.
Partie 3 : Développement de cette technologie
La biomasse est actuellement en plein essor avec une valorisation de la biomasse humide, des ordures ménagères et des boues des stations d’épurations.
Concernant les boues de ces stations d’épurations l'Association technique énergie environnement (Atee) émet l’hypothèse que d’ici 2020 le nombre de stations équipées de digesteurs devrait doubler.
En ce qui concerne les ordures ménagères la France compte une dizaine d’usines dont leur capacité de traitement avoisine les 900 mille tonnes/ans. Deux à trois nouvelle unités voient le jour chaque année.
La biomasse est une filière d’avenir pour les entreprises notamment dans la Somme où on estime à 600 000 tonnes de boisements forestiers par ans. Ce qui correspondrait à la consommation de plus de 50 000 habitants.
La biomasse promet de nombreux emplois à la clef. Selon les estimations réalisées au niveau national, le nombre d’emplois dans la filière biomasse (30 000 aujourd’hui) devrait en effet doubler à l’horizon de 2020, afin d’atteindre les objectifs du Grenelle de l’environnement. La moitié de ces emplois devraient concerner l’exploitation de la ressource (forêt, biomasse agricole), 10% la logistique, 10% la maintenance et 5% la fabrication d’installations.
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