Qu’est-ce que l’énergie biomasse ?

L‘énergie biomasse provient de la combustion, méthanisation ou transformation chimique de la matière organique. Bois, céréales, colza, ordures ménagères, boues d’épuration : les sources de biomasse sont multiples. Elles permettent la production d’électricité, de chaleur, mais aussi de biogaz et de biocarburants. Source d’énergie renouvelable, la biomasse nécessite une gestion raisonnée des ressources naturelles. Très convoitée, elle peut engendrer une surexploitation et un appauvrissement des sols. En France, la biomasse fait partie des énergies renouvelables d’avenir, alternatives aux énergies fossiles. Seul un quart de son potentiel est exploité.

En quoi consiste l’énergie biomasse ?

La biomasse désigne l’ensemble des matières organiques susceptibles de devenir des sources d’énergie. Cette réserve d’énergie se présente sous forme de carbone organique. Ces matières peuvent être d’origine végétale (bois, feuille) ou animale (cadavre d’animaux).

L’énergie biomasse permet la production d’électricité, de chaleur, de gaz et de biocarburants. On distingue trois sortes de biomasse :

• la biomasse solide (bois, paille) ;
• la biomasse liquide (huiles végétales) ;
• la biomasse gazeuse (biométhane).

 

Bois, céréales, boues : quelles sont les principales sources de biomasse ?

Les sources de biomasse sont variées. Chacune est ensuite utilisée spécifiquement pour la production d’électricité, de chaleur, de gaz ou de biocarburants. Voici les principales sources de biomasse.

1. Le bois, notamment les bûches ou les granulés, la paille. Mais aussi les déchets produits par l’exploitation des forêts tels que des branches, de la sciure. Les déchets produits par les menuiseries, les fabricants d’ameublements.
2. Les boues produites par l’industrie comme les boues issues de la pâte à papier, les déchets de l’industrie agroalimentaire tels les marcs de raisin ou de café.
3. Les produits émanant de l’agriculture comme les oléagineux, les céréales, la bagasse (résidu de la canne à sucre).
4. Les déchets organiques issus des boues d’épuration, des déchets ménagers, le fumier, le lisier.

 

Comment ces sources de biomasse sont-elles utilisées pour la production d’énergie ?

La valorisation énergétique de la filière biomasse s’effectue selon différents procédés en fonction de l’énergie désirée.

La combustion de la biomasse pour la production d’électricité et de chaleur

Les déchets sont brûlés. Ils génèrent de la chaleur ou de l’électricité. Dans des installations de cogénération, les deux sont produites en même temps. Le chauffage individuel au bois (bois-énergie) est un exemple très répandu de la combustion de la biomasse en France.

La méthanisation de la biomasse pour la production de biogaz

La fermentation des déchets organiques, grâce aux bactéries, produit du biogaz. Il est majoritairement composé de méthane. Puis ce biogaz (biométhane) est brûlé pour produire de l’énergie. La combustion de cette source énergétique génère de la chaleur (ou de la vapeur) ou de l’électricité. Elle peut aussi générer les deux (cogénération). Ce gaz peut également rejoindre le réseau de gaz naturel. Il est utilisé comme carburant dans les transports.

L’utilisation de la biomasse pour la production de biocarburants

La biomasse peut être transformée en deux biocarburants : le biodiesel et le bioéthanol. Le biodiesel est produit en mélangeant la biomasse (huiles végétales) avec un alcool (méthanol ou éthanol) en présence d’un catalyseur (hydroxyde de sodium ou de potassium).

Le bioéthanol est un biocarburant produit grâce à un processus de fermentation du sucre de matières végétales. Il peut s’agir de betterave ou de canne à sucre. Cette fermentation crée de l’éthanol. Il est mélangé à de l’essence pour obtenir un biocarburant.

Quels sont les avantages et les inconvénients de l’énergie biomasse ?

Le développement de l’énergie biomasse revêt de nombreux avantages à l’heure de la transition énergétique et de l’utilisation accrue des énergies renouvelables. Mais l’exploitation du bois-énergie doit être raisonnée. Et les installations de valorisation de cette énergie, comme les centrales biomasse, restent onéreuses.

Renouvelable, abordable, bas carbone : les avantages de l’énergie biomasse

La biomasse est une énergie renouvelable et disponible. Avec l’exploitation forestière, il est en effet facile de se procurer du bois ou des déchets végétaux. Si on ajoute les boues d’épuration, les déchets ménagers et agricoles, son potentiel énergétique est important.

Autre avantage, l’énergie biomasse reste plus abordable que les énergies fossiles. C’est le cas des bûches de bois utilisées pour le chauffage domestique. Enfin, l’énergie biomasse a un effet bénéfique sur l’environnement. Son empreinte carbone est moindre par rapport aux énergies fossiles.

Surexploitation du bois, frais importants : les inconvénients de l’énergie biomasse

Face au prix élevé de l’électricité, l’énergie biomasse est de plus en plus convoitée. L’exploitation du bois doit faire l’objet d’une gestion raisonnée. À défaut, une surexploitation aurait pour effet des déforestations irréversibles. La mise en place d’une centrale biomasse est, par ailleurs, onéreuse. Les processus de combustion et de méthanisation entraînent des coûts de production élevés.

Dans quelles installations la biomasse est-elle convertie en énergie ?

En France, la valorisation de la biomasse en énergie se déroule dans diverses installations : centrales biomasse, unités de méthanisation, installations de cogénération. Les biocarburants sont, eux, produits dans des raffineries.

Le fonctionnement d’une centrale biomasse

Dans une centrale biomasse, la vapeur d’eau issue de la combustion de matières végétales ou animales est convertie en électricité. La biomasse brûle dans une chambre à combustion générant de la chaleur. Cette chaleur actionne une chaudière remplie d’eau, ce qui crée de la vapeur. Laquelle fait tourner des turbines qui activent un alternateur. Il produit un courant électrique alternatif transformé en électricité par un transformateur.

Le fonctionnement d’une unité de méthanisation

La matière organique est confinée dans des installations hermétiques nommées digesteurs. Privée d’oxygène, la matière est petit à petit dégradée sous l’action de bactéries. De ce processus résulte la production de biométhane et d’un résidu qu’on nomme digestat.

Le fonctionnement d’installations de cogénération

Ces installations de cogénération produisent en même temps de l’électricité et de la chaleur grâce à la combustion de gaz ou de fioul. La chaleur est utilisée pour le chauffage et la production d’eau chaude via un échangeur. L’énergie mécanique se transforme en électricité via une turbine et un alternateur. Ces installations doivent produire au plus près des lieux de consommation. La déperdition de chaleur est importante pendant le transport.

Où utilise-t-on l’énergie biomasse ?

L’énergie biomasse par combustion est utilisée dans l’industrie, dans le secteur tertiaire ou dans le secteur agricole pour la production de chaleur. En France, le parc de réseaux de chaleur englobe plus de 5000 installations qui fonctionnent dans l’industrie et pour le chauffage urbain.

Le biométhane peut être injecté dans le réseau public de gaz naturel, car ces deux gaz peuvent se mélanger. Le biométhane est également utilisé en tant que BioGNV pour fournir de l’énergie aux véhicules GNV (gaz naturel pour véhicules). Cette énergie issue de la biomasse est aussi utilisée comme combustible dans la production d’électricité.

Les biocarburants sont utilisés pour la production de chaleur. Ils sont une alternative au fioul de chauffage. Le développement de ce carburant concerne également les moyens de transport qu’ils soient routiers, aériens ou maritimes.

Quel est l’effet sur l’environnement de l’énergie biomasse ?

L’énergie biomasse altère moins l’environnement que les énergies fossiles. Cette énergie renouvelable émet peu de gaz à effet de serre, notamment de dioxyde de carbone. Par ailleurs, la valorisation du biométhane en électricité réduit l’émission dans l’atmosphère de méthane, un gaz très polluant.

Toutefois, même faibles, les émissions de la biomasse lorsqu’elle brûle produisent des particules fines qui peuvent entraîner des problèmes respiratoires. Les engrais et pesticides utilisés dans la production de biomasse, comme en agriculture par exemple, peuvent polluer les sols.

Quel est l’avenir de l’énergie biomasse à l’heure de la transition énergétique ?

En France, l’énergie biomasse est déjà la première source d’énergie renouvelable pour la production énergétique. En 2022, la part de la biomasse dans le mix énergétique en France représentait 6,6 % pour la biomasse solide et 2,3 % pour les biocarburants. La filière biogaz progresse à un rythme soutenu ces dernières années. Le biométhane est de plus en plus injecté dans les réseaux de gaz naturel. La consommation de biocarburant augmente également de 6 %.

Mais c’est le bois-énergie qui offre le potentiel énergétique le plus important. Le massif forestier français, avec ses 15 millions d’hectares, est une source précieuse de cette biomasse solide. La pérennisation de cette énergie passe toutefois par une consommation durable des ressources naturelles.

Alternative aux énergies fossiles, l’énergie biomasse est un atout dans la transition énergétique. Son utilisation progresse en France et dans le monde. Son développement servira l’objectif d’atteindre 30 % d’énergies renouvelables dans le mix énergétique français d’ici à 2030. Les énergies renouvelables vous passionnent ? Découvrez le Bachelor en environnement de l’ESI Business School en lien avec le développement durable.