Biomasse : de quoi parle-t-on ?

La Terre regorge de ressources naturelles formant ensemble la biomasse, laquelle peut être elle-même transformée en énergie. Utilisées depuis la nuit des temps, ces ressources ont peu à peu été remplacées par le gaz naturel, le pétrole et le charbon au moment de la révolution industrielle.

Or, l'utilisation des énergies fossiles constitue aujourd'hui l'une des principales causes du réchauffement climatique. En toute logique, nous devons donc mettre un terme à leur usage le plus rapidement possible - tout du moins, si nous souhaitons inverser la courbe de nos émissions de gaz à effet de serre (GES).

👉 De quoi est composée la biomasse ? À quoi sert-elle ? Est-ce vraiment aisé et avantageux de l'utiliser ?

Réponses dans cet article.

La biomasse en résumé

Cette masse des êtres vivants est employée pour un usage domestique depuis la nuit des temps - pour se nourrir, se meubler, se chauffer ou se déplacer. Son usage s'est ensuite étendu au domaine industriel. Grâce à différents procédés spécifiques, la matière organique se transforme ainsi en produit énergétique (biocombustible, biogaz et biocarburant).

Néanmoins, la révolution industrielle et l'expansion des sources fossiles ont considérablement modifié l'approche de nos sociétés vis-à-vis de la biomasse.

Au moment de la révolution industrielle, les êtres humains ont choisi de recourir aux énergies fossiles, alors synonymes de nombreux nouveaux gains (croissance, rapidité, etc.). Face à l'urgence climatique actuelle, il semblerait cependant que nous soyons appelés à revenir sur nos pas, afin d'enrayer la course folle de nos émissions de gaz à effet de serre (GES).

‍Mais au fait : de quoi est exactement composée la biomasse ? En fonction de l'utilisation finale prévue, on utilise :‍

• du petit bois issu d'élagages, ainsi que d'écorces ;
• du bois abîmé ;
• des résidus de scieries ;
• des résidus non utilisables ou non valorisés par les industriels du bois ;
• des ordures ménagères ou industrielles ; 
• des résidus agricoles (pailles, arbres, feuilles, boues de stations d'épuration, fumiers entre autres) ;
• des déchets provenant de cultures agricoles spécifiques (cannes à sucre, betteraves, colza, etc.) ;
• des déchets issus du milieu aquatique (algues notamment).

👉 Composée de matières organiques diverses, la biomasse prend ainsi trois formes : liquide, solide ou gazeuse.

Les énergies renouvelables, une alternative naturelle

Une énergie est considérée comme renouvelable, si elle est issue du soleil, de la force de l'eau, de la chaleur terrestre ou encore du vent.

L'énergie verte n'émet pas - ou très peu - de CO2 (dioxyde de carbone) et de déchets. À l'image de la biomasse.

À l'inverse, les énergies fossiles (gaz naturel, charbon et pétrole) sont issues de ressources qui s'épuisent à vue d'œil. Par ailleurs, leur extraction comme leur combustion sont extrêmement énergivores et émettrices de CO2. 

À titre d'illustration, l'Agence internationale de l'énergie (AIE) indique que les énergies fossiles ont été à l'origine de 36,8 milliards de tonnes de CO2 en 2022 - soit 0,9 % de plus que le record de 2021.

Quid de la biomasse en France et dans le monde

En 2020, la biomasse était la principale source d'énergie renouvelable en France, avec une part de 19,1 % dans la consommation finale brute d'énergie.

Les bioénergies les plus utilisées sont :‍

• le bois-énergie (32,9 %) ;
• l'hydraulique (18,7 %) ;
• l'éolien (12,3 %) ;
• les biocarburants (10,3 %) ;
• les pompes à chaleur (9,8 %) ;
• les déchets renouvelables (4,3 %) ;
• le solaire photovoltaïque (4,1 %) ;
• le biogaz (3,9 %) ;
• les autres énergies renouvelables (3,6 %), qui englobent la géothermie, les résidus de l'agriculture, le solaire thermique et les énergies marines.

👉 En France, la disponibilité, la production et l'utilisation de la biomasse sont encadrées par la Stratégie nationale de mobilisation de la biomasse.

Mais quelles sont les prévisions pour les années à venir ? D'après l'étude de WWF publiée en janvier 2022, en 2050, la biomasse pourrait couvrir 15 % de la consommation énergétique de la France. Seul impératif - et pas des moindres - tendre vers une agriculture durable.

Conformément à ce scénario, les émissions de GES du secteur agricole diminueraient de 55 %, tout en abaissant la demande en énergie de 45 % par rapport à 2010.

La biomasse peut être transformée en électricité, en chaleur, en biogaz ou en biocarburant via trois principaux procédés.‍

La combustion pour produire du bois-énergie

La combustion permet de produire de l'énergie thermique sous forme d'eau ou de vapeur. Mais comment fonctionne ce procédé nommé « la voie sèche » ?

‍Les résidus de bois, les déchets des industries du bois et les déchets végétaux agricoles - autrement appelés « biomasse solide » - sont triés, broyés et nettoyés. Transformés en granulés ou en copeaux, ils sont acheminés dans des centrales biomasse - ou utilisés par les particuliers dans des chaudières biomasses - pour être stockés dans la chaufferie. Par la suite, ils sont déposés dans la chambre de combustion avant d'être brûlés pour produire de la chaleur et ensuite intégrer des réseaux de chaleur. 

‍Durant ce processus de combustion, les chaudières remplies d'eau (situées dans la chambre de combustion) atteignent une température allant de 70 à 180 °C. Cette vapeur d'eau fait tourner une turbine mettant en marche un alternateur qui produit de l'électricité. L'énergie produite est ensuite envoyée vers les lignes à moyenne et haute tension ou vers des réseaux de chauffage urbain.

Dans le cas où la production simultanée de chauffage et d'électricité est nécessaire, il convient d'opter pour le processus de cogénération. La vapeur d'eau produite lors de la combustion est récupérée pour être utilisée pour le chauffage. Le reste de la vapeur d'eau, quant à lui, est réutilisé pour un autre cycle de combustion - en étant transformé grâce à un condensateur composé d'eau froide en provenance de la mer ou d'un fleuve.

Ce processus permet d'économiser entre 15 et 20 % d'énergie primaire par rapport à la production séparée - et en même quantité - de chaleur et d'électricité.

La méthanisation pour créer du biogaz

Pour obtenir du biogaz ou du biométhane, il convient de sécher la biomasse, puis de la laisser fermenter naturellement. Il est possible d'accélérer le processus en chauffant la biomasse pour la transformer en charbon de bois - ce qu'on appelle une pyrolyse. Un biogaz se crée après un certain temps. Brûlé, cet hydrocarbure liquide permet de produire de la chaleur ou de l'électricité.

Ce processus de fermentation par voie humide concerne les déchets ménagers, le fumier, les papiers ou encore les cartons. Il s'agit de faire du compost en somme. ‍

L'association de plantes pour produire du biocarburant

Le biocarburant - carburant liquide ou gazeux - de première génération prend deux formes :

• le bioéthanol (pour les moteurs essence), qui est produit à partir de la fermentation de plantes riches en sucre ou en amidon (la betterave, le maïs, la canne à sucre ou encore la pomme de terre). Distillé, le liquide issu de la fermentation devient de l'éthanol ;
• le biodiesel (pour les moteurs diesel), qui est créé à partir de l'huile contenue dans les graines de certaines plantes (des fleurs de colza ou de tournesol, par exemple).

Ces deux formes sont incorporées aux carburants d'origine fossile à hauteur de 7 % maximum.

Les avantages

‍La transformation de la biomasse en bioénergie est une pratique durable et renouvelable, qui contribue à faire face aux enjeux environnementaux actuels (dérèglement du climat, épuisement des ressources, etc.). Inépuisable et neutre en carbone, elle rejette seulement la quantité de CO2 absorbée par les végétaux pendant leur croissance - lors de la photosynthèse.

Un bilan très positif comparé à celui des énergies fossiles. ‍

Déployer la biomasse énergie permettrait :

• de réduire considérablement la dépendance aux énergies fossiles - notamment dans le secteur des transports ;
• d'augmenter la part des énergies durables dans le mix énergétique ;
• de réduire nos émissions de gaz à effet de serre ;
• de valoriser le traitement et la destruction durable des déchets.

En outre, le développement de la biomasse crée de l'emploi. D'après l'étude intitulée « Évaluation et analyse de la contribution des énergies renouvelables à l'économie de la France et de ses territoires » (en date de 2020), la bioénergie a créé pas moins de 52 800 emplois potentiels en 2020.

Attention : la biomasse est considérée comme une énergie renouvelable si les matières qui la composent sont dans la capacité de se régénérer aussi vite que leur taux de consommation. Par exemple, le bois doit être inutilisable dans d'autres industries et/ou la collecte ne doit pas diminuer le nombre d'arbres sur le territoire - on parlerait alors de déforestation.

Les inconvénients

La biomasse connaît quelques failles.

L'industrie des biocarburants exploite certaines terres occupées par l'industrie agroalimentaire, ce qui implique une réduction des parcelles cultivables. Dans ce contexte, la biomasse entre en concurrence avec le secteur de l'alimentation, au risque d'engendrer potentiellement - scénario catastrophe - une crise alimentaire mondiale.

Par ailleurs, la biomasse n'est pas en capacité de répondre à tous nos besoins (a fortiori au sein d'une société où nous consommons à l'excès). Les ressources ne se renouvellent pas assez rapidement, occasionnant un rendement énergétique trop faible.

Les objectifs français

Le déploiement des énergies renouvelables permettrait d'atteindre la neutralité carbone en 2050.

En vue de 2030 et conformément à la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte (LTECV), la France souhaite :

• augmenter la part des énergies renouvelables dans la consommation finale à 32 % ;
• atteindre 40 % de la production d'électricité d'origine renouvelable ;
• parvenir à 38 % de la consommation finale de chaleur d'origine renouvelable ;
• atteindre 15 % de la consommation finale de carburant d'origine renouvelable ;
• atteindre 10 % de la consommation de gaz d'origine renouvelable.‍

Des objectifs ambitieux réalisables grâce à plusieurs initiatives comme :

• le remplacement des foyers ouverts par des équipements plus performants dans les logements individuels ;
• le développement des chaufferies biomasse ;
• la compétitivité des projets biomasse face aux projets d'énergies fossiles ;
• la valorisation des ressources.

Agir au sein de son entreprise

Le recours à la bioénergie concerne tant les particuliers que les entreprises.

Gérée par l'ADEME, l'aide « Fonds chaleur » doit notamment permettre d'accélérer le déploiement de cette énergie renouvelable et la transition énergétique des industriels, des entreprises ou encore des collectivités. 

Cette aide :

• garantit aux entreprises la rentabilité des projets de production de chaleur à partir de biomasse ;
• finance jusqu'à 60 % du coût de l'installation ;
• favorise l'emploi ;
• permet de réduire la facture énergétique jusqu'à 25 %. 

👉 Ce fonds soutient plus de 7 000 entreprises et collectivités françaises.

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