La Biomasse. Patrick MONASSIER Université Lyon 1 Faculté des Sciences et Technologies Master ERGE3

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1 La Biomasse Patrick MONASSIER Université Lyon 1 Faculté des Sciences et Technologies Master ERGE3 Diaporama réalisé à partir des publications du SER de juin 2011

2 La Biomasse Sommaire Origines et usages de la Biomasse Les bénéfices environnementaux de la Biomasse Le biomasse en France : chiffres clés Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/2011 2

3 Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/2011 3

4 Qu est-ce que la biomasse? L article 19 de la loi n de programmation relative à la mise en œuvre du Grenelle de l Environnement, du 3 août 2009, définit la biomasse comme : «La fraction biodégradable des produits, déchets et résidus provenant de l agriculture, y compris les substances végétales et animales, issues de la terre et de la mer, de la sylviculture et des industries connexes ainsi que la fraction biodégradable des déchets industriels et ménagers Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/2011 4

5 D où provient la biomasse? Les principales provenances de la biomasse sont : la forêt, l agriculturen, les milieux marins et aquatiques, les haies, les parcs et jardins (déchets verts), les industries et activités humaines ayant traité de la matière d origine vivante, y compris du bois (industries agro-alimentaires, papetières, de transformation du bois, etc.) et générant des co-produits, des déchets organiques (notamment les boues de stations d épuration ou les sous-produits animaux) ou des effluents d élevages. La biomasse provient de l énergie solaire par photosynthèse. Deux sources principales peuvent être utilisées : les déchets organiques provenant de la consommation domestique, de l industrie ou de l agriculture ; les plantes énergétiques dédiées (agricoles ou forestières) pour produire de l énergie. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/2011 5

6 Que peut-on faire à partir de la biomasse? Les applications de la biomasse sont multiples et souvent anciennes. Hormis les usages alimentaires et pour la fumure des champs, la biomasse a de tout temps été utilisée comme combustible et comme matériau. Les applications de la biomasse comme matière première de la chimie et comme carburant, importantes au XIXème et au début du XXème siècle, redeviennent attractives, avec la hausse du prix du pétrole. La biomasse comme biocombustible pour produire de la chaleur et de l électricité La biomasse comme biomatériau traditionnel ou innovant La biomasse comme matière première de la chimie La biomasse pour les biocarburants Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/2011 6

7 La biomasse comme biocombustible pour produire de la chaleur et de l électricité Le bois est utilisé sous la forme de bûches mais aussi de plaquettes forestières (sous-produits d exploitation forestière broyés), d écorces, de bois de récupération. Densifié, notamment pour les particuliers, le bois peut parfois être présenté sous forme de granulés ou de briquettes. Ces combustibles sont brûlés dans des appareils de chauffage domestique (chaudières, inserts, poêles, cuisinières). La paille, mais aussi des résidus de culture et des productions dédiées, peuvent être utilisés comme combustibles. On peut également brûler à l échelle industrielle du marc de raisin, des noyaux de fruits, des déchets d usines papetières (liqueurs noires, boues papetières), des déchets de collectivités, etc. et aussi du biogaz issu de la fermentation de déchets divers mis en décharge ou traités dans des méthaniseurs (déchets verts, effluents d usines agroalimentaires, sous-produits animaux issus des centres d équarrissage, déjections animales ). Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/2011 7

8 La biomasse comme biomatériau traditionnel ou innovant Le bois et ses dérivés (papiers, cartons, panneaux de process), mais aussi le chanvre et autres plantes textiles sont de plus en plus utilisés comme isolants y compris dans du béton composite. L'amidon de céréales ou de pomme de terre peut être utilisé pour la production de plastiques biodégradables et de nombreux autres polymères. La biomasse comme matière première de la chimie Elle est utilisée pour produire des tensioactifs, solvants, fluxants de bitumes, encres, peintures, résines, liants, lubrifiants, produits antigel sans oublier les nombreux principes actifs et huiles essentielles utilisés en pharmacie et cosmétique. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/2011 8

9 Entretien et préservation des forêts La forêt française recouvre 28,6 % de la surface métropolitaine, soit 17 millions d hectares contre 9 millions d hectares 150 ans plus tôt. La surface forestière française s est stabilisée en En France, l utilisation du bois énergie participe à l entretien des forêts : c est un sous-produit de l exploitation forestière. En effet, s ils ne sont pas utilisés, les résidus, aussi appelés rémanents (branches issues de l abattage des arbres), sont de toute façon évacués ou brûlés sur place pour effectuer les travaux contribuant à l entretien et à la préservation des forêts. Leur usage pour le chauffage domestique est donc particulièrement bienvenu. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/2011 9

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11 Les bénéfices environnementaux de la biomasse Les bioénergies n augmentent pas la quantité de gaz à effet de serre présents dans l atmosphère, elles contribuent donc à la lutte contre le réchauffement climatique. Par ailleurs, la récolte des rémanents forestiers induit une diminution des feux de forêts. Enfin, si la combustion du bois peut émettre différents polluants atmosphériques, les progrès techniques des appareils de chauffage, couplés à l approvisionnement en combustible de qualité, permettent de réduire substantiellement ces émissions. Le label Flamme Verte, qui caractérise les appareils de chauffage au bois domestique les plus performants, répond de manière efficace à cette problématique. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/

12 Protection de l environnement Lutte contre les gaz à effet de serre L utilisation du bois comme combustible présente de multiples avantages, notamment pour la gestion durable de nos forêts, pour l indépendance énergétique de notre pays et pour la sauvegarde de notre planète. Tant que le volume de bois prélevé ne dépasse pas l accroissement naturel de la forêt, la ressource est préservée et la combustion du bois n émet que le CO ₂ absorbé durant la croissance de la plante (cycle du carbone neutre). Utiliser le bois pour se chauffer épargne la consommation de combustibles tels que le gaz, le fioul ou le charbon, dont les réserves s épuisent et dont les méfaits sur l environnement sont aujourd hui admis et démontrés par tous. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/

14 Entretien et préservation des forêts La forêt française recouvre 28,6 % de la surface métropolitaine, soit 17 millions d hectares contre 9 millions d hectares 150 ans plus tôt. La surface forestière française s est stabilisée en En France, l utilisation du bois énergie participe à l entretien des forêts : c est un sous-produit de l exploitation forestière. En effet, s ils ne sont pas utilisés, les résidus, aussi appelés rémanents (branches issues de l abattage des arbres), sont de toute façon évacués ou brûlés sur place pour effectuer les travaux contribuant à l entretien et à la préservation des forêts. Leur usage pour le chauffage domestique est donc particulièrement bienvenu. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/

16 Certification et gestion durable des forêts Gérer la forêt, c est préserver l équilibre des cycles naturels et les multiples usages (exploitation du bois, loisirs ) de ces espaces. La certification fait partie des outils mis en place pour garantir le caractère durable de l exploitation forestière. PEFC en Europe Des systèmes de certification forestière (FSC, PEFC...) ont vu le jour à travers le monde depuis plus d une décennie. En Europe, les propriétaires et gestionnaires forestiers européens ont créé le système de certification PEFC (Programme de reconnaissance des certifications forestières). Sur les 300 millions d hectares de forêt certifiés dans le monde, plus de 220 millions sont aujourd hui certifiés PEFC, soit plus des deux tiers des surfaces certifiées sur la planète. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/

17 5 millions d hectares certifiés en France En France, 5 millions d hectares de forêts sont certifiés PEFC, ce qui représente plus de 30 % de la surface forestière française et propriétaires forestiers. Actuellement, 100 % de la forêt domaniale est certifiée EFC, 50 % de la forêt communale et 30 % de la forêt privée. Le référentiel à respecter En France, le schéma de certification forestière de PEFC comporte 17 critères. Ce référentiel, contrôlé par un organisme certificateur, garantit le respect d un ensemble de pratiques de base de la gestion forestière durable : conservation d arbres morts dans certains massifs, priorité aux essences locales, respect des zones humides, limitation des coupes rases En outre, les adhérents s engagent à s informer et à se former, notamment en matière de connaissance de la biodiversité, de diversification des modes de gestion. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/

18 L Europe et les critères de durabilité de la biomasse La Commission européenne a publié en février 2010 un rapport sur les critères de durabilité appliqués aux usages énergétiques de la biomasse. L exécutif européen recommande à chaque État membre de développer ses propres schémas nationaux en s assurant qu ils respectent les critères énoncés dans le Directive européenne de promotions des énergies renouvelables (2009). Les principaux critères sont les suivants : ne pas utiliser de la biomasse issue de zones renfermant un important stock de carbone ou riches en biodiversité ; apporter un soutien privilégié aux installations à forte efficacité énergétique (cogénération ) ; contrôler l origine de la biomasse. Le rapport recommande d appliquer ces exigences aux installations d une puissance thermique ou électrique supérieure ou égale à 1 MW (thermique ou électrique). Un bilan du bon respect par chaque État membre de ces exigences sera réalisé fin 2011 par la Commission européenne. Celle-ci statuera alors sur l opportunité de mettre en place des mesures complémentaires à l échelle européenne. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/

20 La biomasse en France : chiffres clés La biomasse est la première source d énergie renouvelable de notre pays. Le bois énergie représente à lui seul 46 % des énergies renouvelables produites en France en Si on y ajoute les biocarburants (11 %), les déchets urbains renouvelables (6 %), le biogaz et les résidus de récoltes, la biomasse (chaleur, électricité, carburants) est à l origine de plus de 63 % de l énergie produite à partir de sources renouvelables dans notre pays. Les voies de la valorisation énergétique de la biomasse sont les suivantes (source SOeS, ADEME) : le bois énergie domestique (6,6 Mtep) ; le bois énergie pour le collectif/tertiaire/industrie (1,6 Mtep) ; les biocarburants (2,1 Mtep) ; les déchets renouvelables (1,2 Mtep) ; le biogaz (0,28 Mtep). Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/

22 Un gisement énergétique considérable et partiellement inexploité La forêt couvre environ 28 % de la surface du territoire métropolitain et sa superficie est de 17 millions d hectares, soit environ la moitié de la superficie agricole. La forêt a connu une croissance continue de sa superficie depuis 150 ans. Celle-ci s est stabilisée en 2008 (- 0,1 %). La récolte annuelle de bois est inférieure à la production biologique de la forêt en France métropolitaine. On ne récolte au plus que 60 % environ de ce qui pousse chaque année, soit 59 millions de m3/an. Selon deux études réalisées en avril 2010 pour le compte de l ADEME et du ministère de l agriculture, les ressources biomasse supplémentaires disponibles à l horizon 2020 sont les suivantes : 4,3 Mtep/an, pour les forêts, peupleraies et haies ; 1,6 Mtep/an pour les coupes d entretien des vignes et vergers, arbres urbains. Ces chiffrages ont été calculés aux conditions économiques actuelles. Les disponibilités supplémentaires sont constituées d espèces de feuillus (85 %) au sein de forêts privées. Elles se situent le long d un axe allant de Midi-Pyrénées à la Lorraine en passant par la région Centre. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/

24 Le chauffage au bois collectif et industriel Véritable gisement de production d énergie renouvelable, le chauffage collectif et industriel au bois pourrait produire 5,2 Mtep en Pour ce faire,«un fonds chaleur renouvelable» géré par l ADEME a été créé en «Un fonds de mobilisation de la biomasse» est appelé des vœux des professionnels pour inciter les investissements «amont» permettant une exploitation efficace et durable des gisements de matières premières (en particulier issus des forêts). Les déchets ménagers renouvelables Conventionnellement, 50 % de l énergie finale produite par les usines d incinération d ordures ménagères est considérée comme renouvelable car elle correspond à l énergie dégagée par la fraction biodégradable des déchets (papiers, cartons, emballages en bois, déchets defruits et légumes...). Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/

25 Les biocarburants Alternative aux carburants fossiles, les biocarburants de première génération (éthanol et biodiesel) peuvent représenter jusqu à 4 Mtep en 2020, soit environ 10 % d incorporation à cet horizon. Les biocarburants de seconde génération, qui valorisent l ensemble de la plante, très prometteurs, seront industrialisables à moyen terme ( ). Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/

26 Grenelle et chauffage au bois domestique Si l objectif du chauffage au bois stagne à 7,4 Mtep, cela ne signifie pas pour autant que la filière ne se développe pas. Avec les progrès technologiques (rendement des appareils plus élevé), la consommation finale de bois sera moindre pour une couverture des besoins en énergie utile plus importante. Ainsi, l amélioration des appareils de chauffage au bois domestique permettra d équiper 9 millions de logements contre près de 6 millions en 2006 (environ 7 millions aujourd hui) avec une consommation de combustible égale. En effet, près de 4 millions d appareils anciens seront remplacés par des appareils modernes peu consommateurs de bois, entre 2006 et La mise en place d un taux de crédit d impôt bonifié pour le renouvellement d un appareil est un levier de développement de ce marché. Patrick Monassier - ERGE3 Réalisé selon les publications SER 06/