Définition, enjeux et avantages de l'énergie biomasse

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Sommaire

  1. Qu'est-ce que la biomasse ?
  2. Quel est l'intérêt de la biomasse ?
  3. Le recensement des ressources de la biomasse
  4. Définition de la biomasse
  5. Les applications de la biomasse
  6. Les deux types de biomasse
  7. Définitions
  8. Les intérêts de la biomasse
  9. Les avantages de la biomasse
  10. La directive européenne sur l'utilisation des énergies renouvelables

1. Qu'est-ce que la biomasse ?

Le terme de biomasse énergie en écologie 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 qui nous vient du soleil. Cette énergie est captée par les plantes grâce à la synthèse chlorophyllienne. Le bois est une énergie renouvelable appelée également « bioénergie » en raison de son caractère naturel et écologique. Il s’agit d’une « biomasse » qui repousse à l’infini. De plus, le bois est considéré comme une énergie non polluante en CO2, puisque la pousse de tout nouvel arbre résorbe le gaz carbonique dégagé par la combustion d’un arbre coupé, car ses fibres fixent le carbone lors de sa croissance.

2. Quel est l'intérêt de la biomasse ?

La biomasse propose une alternative intéressante aux énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz) à condition d'utiliser des appareils offrant un rendement élevé, évitant ainsi une pollution de l'air. La biomasse permet le chauffage, la production d’électricité, les transports (grâce aux biocarburants) et la conception de produits « bioplastique ».

3. Le recensement des ressources de la biomasse

Le « sous-développement » de la filière française de la forêt et du bois avait été souligné dans un  rapport de 2012*, une politique de valorisation de la ressource, de l'amont à l'aval doit être engagée tout en gardant comme objectif la nécessité de produire mieux, davantage, en préservant la fertilité des sols, en réduisant les gaspillages et en instaurant une exigence générale de sobriété. Un « observatoire de la biomasse » copiloté par le ministère de l'Agriculture et FranceAgriMer permet de caractériser la disponibilité de la ressource en France, de partager les informations sur les stocks et les flux de biomasse avec toutes les filières utilisatrices actuelles et futures. La France, suivant une directive européenne, s'était fixé comme objectif d'augmenter la part des énergies renouvelables dans son bouquet énergétique, à hauteur de 23 % à l'horizon 2020. La biomasse est constituée de résidus de cultures, de forêts, d'effluents d'élevage, elle est un composant important de ces énergies renouvelables. FranceAgriMer pilote l'observatoire national des ressources en biomasse, il est chargé d'établir, grâce au recensement, l'estimation de ces ressources.

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4. Définition de la biomasse

Depuis le premier choc pétrolier, ce concept de biomasse s'applique aux produits organiques, végétaux et animaux utilisés à des fins énergétiques ou agronomiques. Il désigne au sens large l'ensemble de la matière vivante, c'est-à-dire la masse biologique constituée par les êtres vivants dans un milieu donné.
L'homme utilise la biomasse, ainsi que les animaux qui la consomment, sous la forme d'aliments, de fibres, de matériaux et d'énergie. Le terme « biomasse » désigne également les déchets organiques issus de l'agriculture et de la sylviculture (bois, résidus végétaux, etc.), les déchets organiques ménagers ou industriels, les boues des stations d'épuration ou encore les biogaz produits lors de la fermentation des déchets, qui peuvent être utilisés pour produire de la chaleur ou de l'électricité. La biomasse désigne l'ensemble des sources d'énergie provenant de la dégradation de la matière organique. C'est une énergie renouvelable de 1er plan, présentant de nombreux avantages économiques et écologiques.

5. Les applications de la biomasse

La vapeur d'eau dégagée par la combustion de matières végétales ou animales dans une centrale biomasse met en mouvement une turbine reliée à un alternateur et produit de l'électricité. La biomasse est brûlée dans une chambre de combustion. La biomasse dégage de la chaleur qui chauffe de l'eau dans une chaudière. L'eau transformée en vapeur est envoyée sous pression vers des turbines qui alimentent un alternateur et produisent de l'électricité. Une partie de la vapeur est récupérée pour être utilisée pour le chauffage. C'est ce que l'on appelle la cogénération.

  •  Pour le chauffage domestique : la biomasse (en général du bois ou des résidus végétaux) est brûlée dans des chaudières spécifiques, des poêles ou des inserts pour produire de la chaleur. 
  •  Pour le chauffage collectif : des chaufferies de grande envergure utilisent la biomasse pour chauffer des immeubles ou groupes d'immeubles. 
  •  Pour la production d'électricité : des systèmes de cogénération et des centrales thermiques utilisent la biomasse comme combustible pour produire de l'électricité.

La biomasse est principalement utilisée par combustion directe, mais des procédés novateurs de pyrolyse et gazéification (production d'un liquide ou d'un gaz produit à partir de la biomasse) sont en cours de développement afin d'améliorer l'efficacité énergétique et environnementale de cette ressource.
La biomasse est l'énergie renouvelable nº 1 en Europe.
La biomasse représente environ 50 % de la production d'énergie à partir de sources renouvelables en Europe. Le bois est le type de biomasse le plus utilisé, notamment pour le chauffage domestique (foyers ouverts, poêles, inserts, chaudières) ou les installations collectives (chaufferies au bois).

La biomasse énergie est la matière organique (bois, paille, etc.). Elle peut être brûlée pour fournir de l'énergie et produire de la chaleur (cheminée, chaudière à bois, cuisine) ou de l’électricité. Pendant des millénaires, c’était la source principale d’énergie des hommes et elle est encore très utilisée dans le tiers-monde. Elle peut également générer du biogaz (lui-même brûlé) ou des « biocarburants » pour les véhicules.

6. Les deux types de biomasse

Biomasse sèche
Le bois de feu est la plus ancienne source d'énergie.
Les divers déchets ligneux constituent la « biomasse sèche » et sont également appelés « bois-énergie ».

Biomasse humide
Les déchets organiques d'origine agricole (fumiers, lisiers…), agroalimentaire ou urbaine (déchets verts, boues d'épuration, fraction fermentescible des ordures ménagères…) constituent la « biomasse humide », qui peut être transformée en énergie ou en engrais/amendement.

7. Définitions

Photosynthèse: L'énergie solaire est stockée sous forme d'hydrates de carbone par les végétaux qui utilisent le gaz carbonique atmosphérique. Processus biologique au cours duquel les végétaux utilisent, grâce à l'énergie lumineuse, le gaz carbonique et l'eau pour produire des sucres (amidons notamment) et rejeter de l'oxygène.

Biogaz : C'est un gaz obtenu par la fermentation sans oxygène (anaérobie) de la biomasse. Il se forme dans la nature (feux follets des marais poitevins par exemple) ou à partir de déchets animaux ou végétaux (fumiers, vinasses de distillerie). Il nécessite de l'humidité et une absence d'air. Entre 37 °C et 55 °C se développent des bactéries anaérobies qui provoquent une fermentation : le biogaz, contenant 50 à 65 % de méthane (CH4) et 35 à 50 % de gaz carbonique (CO2).

Biocarburant : C'est un carburant produit à partir de plantes (betterave, maïs, canne à sucre, colza, etc.) qui est destiné à alimenter un moteur thermique. Les biocarburants permettent d'économiser les carburants d'origine fossile (pétrole, gaz) et de réduire théoriquement, en partie, la pollution de l'air.

8. Les intérêts de la biomasse

La valorisation énergétique du bois par exemple est intéressante :

  •  C’est une source d’énergie renouvelable à condition de bien gérer les forêts. 
  •  C’est une énergie dont le coût est compétitif et dont le prix varie peu. 
  •  C’est une énergie moins polluante que les énergies fossiles. Il n’y a pas de rejets de soufre dans les fumées. Il n’y a pas d’impact sur l’effet de serre : le CO2 rejeté dans l’atmosphère correspond en théorie à la quantité de CO2 absorbée par les arbres pendant leur croissance. 
  •  C'est une énergie dont la valorisation est créatrice d'emplois locaux.

9. Les avantages de la biomasse

                                    Les avantages de la biomasse.
La biomasse est une énergie renouvelable de 1er plan à l'échelle française, européenne et mondiale. L'utilisation raisonnée du bois, des résidus végétaux ou des déchets organiques comme combustibles présente en effet de nombreux avantages :
— L'effet de serre de la biomasse est neutre : la quantité de CO2 dégagée lors de la combustion des matières végétales est théoriquement égale à la quantité de CO2 consommée lors de la photosynthèse.
— La valorisation des déchets organiques comme source d'énergie permet de les traiter utilement.
— Matières organiques (d'origine vivante) – comme le bois – constituant une source d’énergie renouvelable.
— L'utilisation du bois-énergie concourt à une exploitation rationnelle et durable des forêts.
— La biomasse est une énergie de proximité qu’il est possible de collecter localement, elle contribue ainsi au maintien des économies rurales.
— Les cendres issues de la combustion de la biomasse peuvent être valorisées comme engrais.

 

10. La directive européenne sur l'utilisation des énergies renouvelables

*La directive européenne 2009/28/CE relative à la promotion de l’utilisation des énergies renouvelables (EnR) a incité tous les États membres à développer la part de ce type d'énergie dans leur bouquet énergétique.  La France s'était fixé un objectif à l'horizon 2020 (plan d'action national de 2010) 23 % d'EnR, soit une production annuelle supplémentaire par rapport à 2006 de 20 millions de tonnes équivalent pétrole (Mtep), chiffre représentant la consommation énergétique annuelle d'environ 5 millions d'habitants.

Cet objectif 2020 représente par secteur :

 

  •  10 % des EnR dans le secteur du transport.
  •  33 % des EnR dans le secteur du chauffage – refroidissement.
  •  27 % des EnR dans le secteur de l'électricité.

Ce plan a identifié la biomasse comme la principale source d'EnR, notamment dans les secteurs du transport (biocarburants de première et deuxième génération) et du chauffage (bois-énergie, résidus de culture, effluents d'élevage, déchets industriels et urbains, etc.).

  •  transport : 90 % des EnR issues de biomasse.
  •  chauffage – refroidissement : 83 % des EnR issues de biomasse.

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