La biomasse

La biomasse est l’une des énergies renouvelable utilisées depuis le plus longtemps en France. Il s’agit de l’ensemble des ressources organiques d’origines diverses (végétale, animale, …), dont on va extraire de l’énergie.

On distinguera trois principaux produits issus de la biomasse : le bois, les agro carburants et les biogaz. Ils forment ce que l’on appelle la biomasse dite « sèche », et la biomasse « humide ».

foret biomasse energie
Très présentes en France, les forets constituent une
importante réserve de biomasse.

Même si la biomasse est une ressource considérée renouvelable, il ne faut pas oublier qu’elle soulève des controverses, développées en dernière partie.

La biomasse: Principe généraux

Pendant la vie d’un végétal, ce dernier va absorber principalement de l’eau (H2O, dans le sol), et du dioxyde de carbone (CO2, dans l’air). A partir ce ces molécules, et sous l’effet de la lumière, il rejettera dans l’air du dioxygène (O2), et fabriquera des molécules organiques qui seront stockées en son sein (dans son tronc, ses branches, ses feuilles…).

De la forme CxHy, c’est à partir de cette dernière que l’on va pouvoir obtenir de l’énergie par combustion, en brûlant le végétal (voir article combustion).

Sur le schéma suivant nous voyons un exemple de molécule organique quelconque. Elle est formée d’une structure carbonée, complétée par des atomes d’hydrogène. Sa formule serait C2H6 (c’est l’éthane). L’énergie chimique n’est pas contenue dans les atomes ; elle l’est dans leurs liaisons.

Pour créer une liaison, il faut en effet dépenser de l’énergie. Lorsqu’on la détruit, on va récupérer cette énergie sous forme de chaleur. Une partie pourra alors être récupérée pour des usages divers.

energie molecule organique biomasse

La biomasse est un dérivé de l’énergie solaire. C’est en effet de cette dernière que provient l’énergie de liaison des molécules organiques.

La biomasse: La filière bois-énergie

On appelle filière bois-énergie toute l’énergie liée au bois. Cela inclus le bois sous sa forme primaire (bûches, …) mais aussi ses dérivés (granulés, plaquettes, …). La France dispose d’importantes ressources, puisqu’elle est boisée à 25%. Ceci lui offre un potentiel de 17 MTep par an ; à stock constant (et donc sans déforestation).

Quoi qu’il en soit, le schéma est simple. L’énergie solaire est captée par un arbre. Ce dernier, via un phénomène de photosynthèse, va convertir le rayonnement solaire en molécule organiques, comme nous le voyons sur le schéma suivant.

Pour cela, outre la lumière, il a besoin d’eau (présente dans le sol via les pluies), de dioxyde de carbone (CO2, présent dans l’air) et de divers nutriments présents dans le sol.

biomasse fonctionnement arbre

Le bilan carbone du bois est donc neutre. En effet, lorsqu’on le brûlera, le carbone qui sera rejeté le sera dans des quantités strictement équivalentes à celles captées par l’arbre lorsqu’il était en vie.

La biomasse: Les agro carburants (bioéthanol et biodiesel)

La famille des biocarburants est principalement composée de deux catégories : les alcools et les carburants de type gras.

Les premiers sont obtenus à partir de végétaux particulièrement riches en sucre. On peut notamment citer la betterave ou la canne à sucre. En utilisant le phénomène de fermentation sur ces végétaux, il est possible de produire du bioéthanol.

Ce dernier est très répandu, puisqu’il peut se substituer très simplement à l’essence classique. On le retrouve dans plusieurs carburants désormais courants : le SP95 E10 (qui en contient 10%) qui est compatible avec la majorité du parc automobile, et le E85 (jusqu’à 85%) qui est quant à lui réservé aux véhicules spécifiquement conçu pour l’utiliser.

betterave bioethanol biomasse
Les betteraves sont utilisées pour produire du bioéthanol

Les biocarburants de type gras sont pour leur part obtenus à partir de graines oléagineuses. On peut citer les fruits du palmier, le tournesol ou encore le colza. Pour en extraire l’huile tant recherché, il faut presser (écraser) ces graines. On dispose alors d’une huile brute, pouvant être employée pour certains usages.

Sa haute viscosité fait qu’elle n’est pas compatible avec tous les moteurs. Il est alors possible de la transformer en biodiesel, compatible avec nos moteurs. On parle de diester.

biomasse fruit palmier
Les fruits du palmier libèrent de l’huile de palme, après écrasement

La biomasse: Le biogaz

Le biogaz est en réalité du méthane ; le préfixe « bio » signifiant simplement le fait qu’il ne proviennent pas d’un stock fossile (d’un gisement). Il provient en effet de la décomposition de déchets, tels que des déchets végétaux ou des excréments liés à l’activité agricole. En les plaçant dans un biodigesteur, qui les maintient à une température optimale, des bactéries dégradent ces déchets, et rejettent le biogaz.

Ce dernier est alors composé principalement de méthane (environ 60%) et de dioxyde de carbone (40%). On trouve des traces d’autres gaz, en faibles proportions (sulfure d’hydrogène, diazote, …).

biomasse dechets animaux
Les déchets animaux peuvent être utilisés

Après purification, le biogaz produit peut soit être directement utilisé (par exemple pour chauffer une ferme), soit être injecté dans le réseau public de gaz. Ce second cas est peu répandu en France.

Les énergies renouvelables

La biomasse: Controverses

L’utilisation de la biomasse soulève cependant plusieurs problèmes. Premièrement, il ne faut pas oublier qu’une énergie est dite renouvelable si on la consomme à un rythme inférieur ou égal au temps qu’il lui faut pour se régénérer. Le risque de surexploitation est donc réel, principalement dans le cas des forets. Ces-dernières mettent plusieurs décennies pour se former, mais peuvent être brûlées en quelques années si elles sont mal gérées.

Un second risque est celui du conflit d’usage. On rencontre par exemple ce cas lorsqu’un terrain arable actuellement utilisé pour produire des denrées alimentaires est soudainement converti en culture de betterave, destinée à produire du bioéthanol.

Les populations locales, qui cultivaient ces terres à des fins alimentaires depuis des générations, voient alors leurs habitudes bouleversées. La conversion progressive de l’usage alimentaire vers l’usage énergétique entraine aussi une augmentation mécanique des prix des céréales, et donc du coût de l’alimentation.

En 2012, l’ONU a sérieusement mis en garde l’Europe et les USA en ce qui concerne la production de biocarburants, alors que les stocks mondiaux de céréales étaient au plus bas.

Pour aller plus loin lire les articles suivants