6 biomasse

5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com

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ENVT0012Ressources d’approvisionnement énergétique

6. Biomasse

Prof. dr. ir. Jean-Marie HAUGLUSTAINE,Chargé de cours

Faculté des Sciences – Département desSciences et Gestion de l’Environnement



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 2

Sommaire

Ressource

Transformation biomasse en énergieCombustion

Pyrolyse

Torréfaction

Méthanisation

Biocarburants



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 3

Sommaire

Ressource


Pyrolyse

Torréfaction

Méthanisation

Biocarburants



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 4

La biomasse énergie : ressource

Répartition des usages du bois

S o u r c e : D A M I E N A . , L a b i o m a s s e é n e

r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o

u r c e s – U s a g e s ,

E d t i o n s D u n

o d , S é r i e E n v i r o n n e m e n t

e t S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0 0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 5PCI et humidité des combustibles du bois-énergie


S o u r c e : D A M I E

N A . , L a b i o m a s s e é n e r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o u r c

e s – U s a g e s ,

E d t i o n s D u n o d

, S é r i e E n v i r o n n e m e n t e t S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0 0 8

DIB = déchets industriels bruts



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 6

Les prix de la biomasse (2003)


S o

u r c e : D A M I E N A . , L a b i o m

a s s e é n e r g i e – D é f i n i t i o n

s –

R e s s o u r c e s – U s a g e s , E d t i o n s D u n o d , S é r i e E n v i r o n n

e m e n t e t

S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0 0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 7Composition des boues de station

La biomasse des déchets

S o u r c e : D A M I E N A . , L a b i o m a s s e é n e r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o u r c e s – U s a g e s , E d t i o n s

D u n o d , S é r i e E n v i r o

n n e m e n t e t S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0 0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 8Composition des boues de station (suite)

La biomasse des déchets

S o u r c e : D A M I E N A . , L a b i o m a s s e é n e r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o u r c e s – U s a g e s , E d t i o n s

D u n o d , S é r i e E n v i r o

n n e m e n t e t S é c u r i t é , 2 4 8

p . , 2 0 0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 9

Sommaire

Ressource


Pyrolyse

Torréfaction

Méthanisation

Biocarburants



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 10

Émissions polluantes liées à la combustion du bois en France (2002)

Transformation de la biomasse

en énergie : combustionSource : DAMIEN A., La biomasse énergie – Définitions – Ressources –

Usages , Edtions Dunod, Série Environnement et Sécurité, 248 p., 2008

COVNM = composé organique volatile non méthaniqueHAP = hydrocarbures aromatiques polycycliques



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 11

Fonctionnement dumoteur à combustion

externe


en énergie : combustion externe

S o u r c e : D A M I E N A . , L a b i o m a s s e é n e r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o u r c e s – U s a g e s ,

E d t i o n s D u n o d , S é r i e E n v i r o n n e m e n t e t S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0 0

8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 12

Diagramme thermodynamiques V-P et V-T du cycle de fonctionnement


en énergie : combustion externe

S o u r c e : D A M I E N A . , L a b i o m a s s e é n e

r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o

u r c e s – U s a g e s ,

E d t i o n s D u n

o d , S é r i e E n v i r o n n e m e n t

e t S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0 0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 13

Principe du moteurStirling

Transformation de la biomasse en énergie

(combustion externe) : moteur Stirling

S o u r c e : D A M I E N A . , L a b i o m a s s e

é n e r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o u r c e s – U s a g e s ,

E d t i o n s

D u n o d , S é r i e E n v i r o n n e m

e n t e t S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0 0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 14

Stirling alpha Stirling beta Stirling gamma

Transformation de la biomasse en énergie

(combustion externe) : moteur Stirling

Source : DAMIEN A., La biomasse énergie – Définitions – Ressources –




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Sommaire

Ressource


Pyrolyse

Torréfaction

Méthanisation

Biocarburants



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 16

Pyrolyse

S

o u r c e : W E N G E N M

A Y R

R . , B Ü H R K E T

h . ,

R e n e w a b l e e n e

r g y –

S

u s t a i n a b l e E n e r g y

C o n c e p t s f o r t h e f u t u r e , E d i t i o n s W i l e y - V C H , 1 1 8 p . ,

2

0 0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 17

Sommaire

Ressource


Pyrolyse

Torréfaction

Méthanisation

Biocarburants



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 18

La torréfaction

Autre mode de transformation de la

biomasse en énergie : la torréfaction

S o u r c e : D A

M I E N A . , L a b i o m a s s e é n e r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o u r c e s – U s a g e s ,

E d t i o n s D u

n o d , S é r i e E n v i r o n n e m e n t e t S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0 0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 19

Sommaire

Ressource


Pyrolyse

Torréfaction

Méthanisation

Biocarburants



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 20

Schéma deprincipe de laméthanisation

Autre mode de transformation de la

biomasse en énergie : la méthanisation

S o u r c e : D A M I E N A . , L a b i o m a s s e

é n e r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o u r c e s – U s a g e s ,

E d t i o n s

D u n o d , S é r i e E n v i r o n n e m

e n t e t S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0

0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 21

Sommaire

Ressource


Pyrolyse

Torréfaction

Méthanisation

Biocarburants



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 22

Utilisation du sol…

Source : REKACEWICZ Ph., RIMBERT P., Batailles pour l’énergie , Le Monde

Diplomatique, Collection Manière de v oir, n°115, Février-mars 2011



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 23

Couverture forestière à l’échelle planétaire

Source : James ASTIL, La terre a toujours besoin de ses arbres , The Economist, in Courrier International n°1064 du 24 au 30 mars 2011, pp. 32 et 33, 2011



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 24

Propriétaires des forêts

Source : James ASTIL, La terre a toujours besoin de ses arbres ,

The Economis t, in Courrier International n°1064 du 24 au 30mars 2011, pp. 32 et 33, 2011



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 25

Évolution de la production

d’éthanol et de biodiesel

S o u r c e : R E K A C

E W I C Z P h . , R I M B E R T P . ,

B a t a i l l e s p o u r l ’ é n e r g i e , L

e M o n d e

D i p l o m a t i q u e , C

o l l e c t i o n M a n i è r e d e v o i r , n ° 1 1 5 , F é v r i e r - m a r s 2 0 1 1



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 26

Du carburant avec des aliments

Cité dans: REKACEWICZ Ph.,

RIMBERT P., Batailles pour l’énergie , Le Monde

Diplomatique, Collection Manière

de v oir, n°115, Février-mars 2011



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 27

Production de

biodiesel à base de soja

Cité dans: REKACEWICZ Ph., RIMBERT P., Batailles pour

l’énergie , Le Monde Diplomatique, Collection Manière dev oir, n°115, Février-mars 2011



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 28

Production d’éthanol et de biodiesel

S o u r c e : R E K A C E W

I C Z P h . , R I M B E R T P . ,

B a t a i l l e s p o u r l ’ é n e r g i e , L e M

o n d e

D i p l o m a t i q u e , C o l l e c t i o n M a n i è r e d e v o i r , n ° 1

1 5 , F é v r i e r - m a r s 2 0 1 1



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 29

Évolution annuelle de la couverture forestièreSource : James ASTIL, La terre a toujours besoin de ses arbres , The Economist,

in Courrier International n°1064 du 24 au 30 mars 2011, pp. 32 et 33, 2011



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 30

Agro-… ou bio-… ?

S o u r c e : C O L O N N A P . ,

H O U L L I E R F . ,

L e s v é g é t a u x , s o u r c e s d ’ é n e r g i e s m u

l t i p l e s , i n E n e r g i e à

v o l o n t é – V e r s d e s r e s s

o u r c e s p r o p r e s e t r e n o u v e

l a b l e s , R e v u e P o u r l a s c i e

n c e , n ° 6 9 , 0 c t o b r e -

d é c e m b r e 2 0 1 0 , p p 5 6 à 6 1



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 31

Biocarburants : filières classiques

Source : FAVENNEC J.-P., Géopolitique de l’énergie : Besoins, ressources, échanges mondiaux, IFP Publications, Editions TECHNIP, 284 p., 2007

ETBE = éthyl tertio butyl éther



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 32

De l’aliment au biocarburant

S o u r c e : C O L O N N A P

. , H O U L L I E R F . ,

L e s v é g é

t a u x , s o u r c e s d ’ é n e r g i e s m

u l t i p l e s , i n E n e r g i e

à v o l o n t é – V e r s d e s r

e s s o u r c e s p r o p r e s e t r e n o

u v e l a b l e s , R e v u e P o u r l a s c i e n c e , n ° 6 9 ,

0 c t o b r e - d é c e m b r e 2 0 1 0 , p p 5 6 à 6 1



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 33

Hydrolyse de la cellulose

Autre mode de transformation de la biomasseen énergie : la fermentation alcoolique

Source : DAMIEN A., La biomasse énergie – Définitions –

Ressources – Usages , Edtions Dunod, SérieEnvironnement et Sécurité, 248 p., 2008



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 34

Hydrolyse de l’amidon

Autre mode de transformation de la biomasseen énergie : la fermentation alcoolique

Source : DAMIEN A., La biomasse énergie –

Définitions – Ressources – Usages , Edtions Dunod,Série Env ironnement et Sécurité, 248 p., 2008



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 35

Fermentations des sucres

La biomasse énergie : modes detransformation de la biomasse en énergie



T f l h il é é l



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 36

Procédé de transestérification

Transformer les huiles végétalesen biogazole : la transestérification





ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 37

Syngas produit à partir de copeaux de bois

S o u r c e : C O L O N N A P .

, H O U L L I E R F . ,

L e s v é g é t a u x , s o u r c e s d ’ é n e r g i e s m

u l t i p l e s , i n E n e r g i e à

v o l o n t é – V e r s d e s r e s s o u r c e s p r o p r e s e t r e n o u v

e l a b l e s , R e v u e P o u r l a s c i e n c e , n ° 6 9 , 0 c t o b r e -

d é c e m b r e 2 0 1 0 , p p 5 6

à 6 1



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 38

Gaz naturel de synthèse (biogaz)

S o u r c e : W E N G E N M A Y

R R . , B Ü H R K E T h . ,

R e n e w a b l e e n e r g y – S u s t a i n a b l e E n e r g y C o n c e p t s f o r

t h e f u t u r e , E d i t i o n s W i l e

y - V C H , 1 1 8 p . , 2 0 0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 39

Rendement énergétique de la production de GNS

Production de gaz naturel de synthèse (GNS)


Usages , Edtions Dunod, Série Env ironnement et Sécurité, 248 p., 2008



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 40

Bilans énergétiques des agrocarburants

Source : COLONNA P., HOULLIER F., Les végétaux, sources d’énergies multiples , in Energie à volonté – Vers des ressources propres et renouvelables , Revue

Pour la science, n°69, 0ctobre-décembre 2010, pp 56 à 61

Biocombustibles et biocarburants



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Les grains récoltés

Biocombustibles et biocarburantsau départ de cultures alimentaires





ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 42

Production mondiale d’éthanol en 2005

Biocombustibles et biocarburants : l’éthanol


Usages , Edtions Dunod, Série Env ironnement et Sécurité, 248 p., 2008



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 43

S o u r c e : D A M I E N A . , L a b i o m a s s e é n

e r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o u r c e s – U s a g e s ,

E d t i o n s D u

n o d , S é r i e E n v i r o n n e m e n

t e t S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0 0 8

Efficacité comparée des filières

Biocombustibles et biocarburants : efficacité

Étude ACV des émissions de GES



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 44

Gains en émissions GES par rapport au carburant pétrolier de référence(l’étude JRC… valorise également les « impacts évités » par les sous-produits)

Étude ACV des émissions de GESpar biocarburants vs pétrole

S o u r c e : D A M

I E N A . , L a b i o m a s s e é n e r g i e – D é f i n i t i o n s – R e s s o u

r c e s – U s a g e s ,

E d t i o n s D u n o d , S é r i e E n v i r o n n e m e n t e

t S é c u r i t é , 2 4 8 p . , 2 0 0 8



ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 45



Références

6 biomasse

Documents