Le bois énergie est la première source d’énergie renouvelable consommée en Europe et dans le monde. Il s’agit du terme par lequel on désigne le bois lorsqu’il est utilisé pour produire de l’énergie. Il permet de produire de la chaleur, de l’électricité ou encore du biocarburant. Comment fonctionne ce mode de production d’énergie ? Quels sont ses avantages et ses inconvénients ? Voici tout ce que vous devez savoir sur le bois énergie !
Quelques chiffres sur la filière bois énergie
En France, on compte 15,5 millions d’hectares de forêt sur le territoire. Ceci représente près d’un tiers du pays. Et quelle quantité de bois prélève-t-on pour produire de l’énergie ? Chaque année, une part représentant 50 % de l’accroissement naturel de la forêt est prélevée.
Le bois énergie est le leader français du secteur des énergies renouvelables. En effet, déjà en 2015, il représentait 40 % de la production d’énergie renouvelable du pays.
Les points forts du bois énergie
Le bois énergie présente de nombreux avantages. Tout d’abord, son impact environnemental : il s’agit d’une énergie renouvelable (la forêt se régénère), neutre en émissions carbone. En effet, lors de la combustion, le bois dégage une quantité de CO2 qui correspond à ce qu’il a pu absorber précédemment.
Ce n’est pas son seul atout. Par exemple, avec le bois énergie, la production d’énergie est prévisible. En effet, on sait exactement ce qui va être produit et on dispose d’une ressource suffisante en continu. Ce mode de production d’énergie est également modulable : en cas de baisse de demande, il est simple de ralentir le rythme de production d’énergie.
Enfin, il s’agit d’un mode de production d’énergie peu coûteux. En effet, le bois énergie revient 2 à 4 fois moins cher que les énergies fossiles.
La production de chaleur avec le bois énergie
La production de chaleur est l’utilisation principale du bois à des fins de production d’énergie. Il s’agit de la combustion du bois effectuée pour obtenir de la chaleur. Typiquement : un feu de cheminée.
Comment se passe ce processus ? Il est notamment rendu possible par la composition chimique du bois. En moyenne, il est composé de carbone (50 à 55 %), d’oxygène (35 à 40 %), d’hydrogène (5 à 7 %), de minéraux (1 %) et d’azote (1 %). À une température élevée, l’hydrogène et le carbone s’oxydent au contact de l’oxygène. Ceci permet alors la combustion du bois.
Tout d’abord, si le bois est exposé à une température supérieure à 100 degrés, l’eau qu’il contient commence à s’évaporer. Lorsqu’il devient presque sec, la combustion commence.
Au delà de 200 degrés, les macromolécules du bois se décomposent pour devenir des molécules plus légères qui forment du monoxyde de carbone et d’autres gaz composés d’hydrogène et de carbone. On appelle cette étape la pyrolyse.
Ensuite, ces différents gaz s’oxydent au contact de l’air, ce qui crée des flammes. La température s’élève alors à environ 800 degrés.
Après la combustion de gaz, on obtient un résidu charbonneux. Ces braises incandescentes, étant des morceaux de carbone, sont qualifiées de charbon de bois.
Produire de l’électricité avec le bois énergie
Il est aussi possible d’utiliser le bois énergie pour produire de l’électricité. Comment fonctionne ce processus ? La chaleur qui se dégage lors de la combustion peut être utilisée pour chauffer de l’eau dans une chaudière et pour la transformer en vapeur. Cette vapeur est alors mise sous pression, ce qui lui permet de faire tourner des turboalternateurs.
Toutefois, cette méthode de production d’électricité a un faible rendement. Elle est donc souvent couplée également avec de la production de chaleur : une partie de la chaleur émise est directement utilisée pour chauffer un circuit d’eau. C’est ce qu’on appelle la cogénération.
Produire des biocarburants avec le bois énergie
Avec le bois, on peut également produire des biocarburants de deuxième génération. En termes de molécules, le bois est composé de trois types de molécules : la cellulose (entre 40 et 50 %), l’hémicellulose (entre 20 et 40 %) et la lignine (entre 20 et 30 %). La cellulose peut être transformée en glucose via une réaction chimique qu’on appelle l’hydrolyse. Le glucose peut alors être fermenté pour produire de l’éthanol.
Comment libère-t-on la cellulose du bois ? Il faut tout d’abord le broyer. Ensuite, on le cuit en présence d’un acide ou on le porte à une température supérieure à 180 degrés, avec une pression supérieure à 15 bar.
L’importance du séchage du bois
Pour que la combustion du bois soit efficace sur le plan énergétique, il faut que celui-ci soit sec. Dans la nature, le bois que l’on trouve contient 40 à 60 % d’eau, alors qu’il faut plutôt que ce taux soit inférieur à 25 %.
Pour faire sécher du bois, deux solutions existent :
- Le séchage naturel. Ce processus prend entre 6 mois et 2 ans. Il permet d’obtenir un taux d’humidité dans le bois allant de 15 à 25 %.
- Le séchage artificiel. Ce processus est plus coûteux mais il est entre 7 et 15 fois plus rapide. Il est aussi plus efficace, avec un taux d’humidité ramené sous la barre des 10 %. Ce séchage est réalisé avec de l’air chaud climatisé ou en déshumidifiant l’air du local de séchage.
Les types de combustibles du bois énergie
On valorise trois types de bois énergie : le bois bûche, la plaquette forestière et les granulés de bois.
Les bûches et les rondins mesurent généralement entre 25 et 50 centimètres de long. Il s’agit de la forme la plus brute de l’exploitation du bois énergie. On les utilise généralement comme bois de chauffage. En revanche, elles sont peu efficientes sur le plan énergétique car elles sont souvent assez humides.
Les plaquettes forestières ou industrielles sont des combustibles de quelques centimètres cube de bois déchiqueté. On les produit à partir de résidus forestiers secs. Ainsi, elles disposent d’une bonne efficacité calorifique.
Enfin, les granulés de bois sont des petits cylindres, mesurant entre 1 et 3 centimètres de long. Ils sont constitués de bois compacté ou de sciure de bois. Le taux d’humidité des granulés est très faible, généralement inférieur à 10 %, ce qui les rend efficaces sur le plan énergétique. Malgré l’intérêt des granules, il n’est pas possible de les utiliser dans tous les cas. En effet, elles ne peuvent pas être utilisées avec une cheminée classique.
À l’heure actuelle, c’est le bois bûche qui représente encore près de 90 % de la consommation de bois énergie pour le chauffage domestique en France.
Les enjeux du bois énergie
La filière bois énergie possède de nombreux atouts. Elle doit toutefois faire face à plusieurs enjeux de taille.
Le transport et le stockage du bois
La première problématique liée au bois énergie est celle du transport. En effet, le bois doit-il effectuer un trajet long jusqu’à son lieu de combustion ? Pour qu’il soit intéressant d’utiliser du bois énergie, il ne faut pas qu’il soit consommé à plus de 200 kilomètres de son lieu de production. Plusieurs raisons sont invoquées. Tout d’abord, il y a un argument financier : le coût de transport sera plus conséquent si le bois doit être transporté sur une grande distance. Puis, il y a l’argument environnemental du transport, rendant l’impact de ce mode de production d’énergie sur l’environnement important.
Le stockage du bois est également contraignant. En effet, pour produire de l’énergie à base de bois, il faut disposer d’un espace suffisant pour stocker cette matière première.
L’impact environnemental du bois énergie
Sur le plan environnemental, il faut également être vigilant au sujet de l’installation où est réalisée la combustion du bois. En effet, si celle-ci n’est pas adaptée, la combustion peut entraîner d’importantes émissions de gaz nocifs dans l’atmosphère. Ce n’est pas tant ici le carbone qui est problématique, mais d’autres types de polluants atmosphériques, comme les particules fines.
C’est pourquoi l’équipement est crucial. Par exemple, il vaut mieux éviter les cheminées à foyer ouvert. Pour plus de lisibilité, l’ADEME a mis en place le label Flamme Verte pour classer les appareils de chauffage au bois en fonction de leur impact sur l’environnement et de leur performance énergétique.
La déforestation
Il faut également faire attention à ne pas trop abuser de cette matière première. En effet, la déforestation est un fléau contre lequel il faut lutter, notamment car les forêts sont des puits de carbone naturels. Actuellement, en France, une vigilance spéciale est en place pour ne pas menacer les forêts. Mais il est important de garder cet élément en tête et d’utiliser le bois énergie de façon raisonnable, sans abattre des arbres de façon trop intensive.
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