Upload
liviu-adrian-popescu
View
109
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 1/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 2/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 2
Sommaire
Ressource
Transformation biomasse en énergieCombustion
Pyrolyse
Torréfaction
Méthanisation
Biocarburants
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 3/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 3
Sommaire
Ressource
Transformation biomasse en énergieCombustion
Pyrolyse
Torréfaction
Méthanisation
Biocarburants
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 4/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 5/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 5PCI et humidité des combustibles du bois-énergie
La biomasse énergie : ressource
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 6/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 6
Les prix de la biomasse (2003)
La biomasse énergie : ressource
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 7/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 8/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 9/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 9
Sommaire
Ressource
Transformation biomasse en énergieCombustion
Pyrolyse
Torréfaction
Méthanisation
Biocarburants
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 10/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 11/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 11
Fonctionnement dumoteur à combustion
externe
Transformation de la biomasse
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 12/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 12
Diagramme thermodynamiques V-P et V-T du cycle de fonctionnement
Transformation de la biomasse
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 13/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 14/45
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 –
Usages , Edtions Dunod, Série Environnement et Sécurité, 248 p., 2008
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 15/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 15
Sommaire
Ressource
Transformation biomasse en énergieCombustion
Pyrolyse
Torréfaction
Méthanisation
Biocarburants
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 16/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 17/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 17
Sommaire
Ressource
Transformation biomasse en énergieCombustion
Pyrolyse
Torréfaction
Méthanisation
Biocarburants
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 18/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 19/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 19
Sommaire
Ressource
Transformation biomasse en énergieCombustion
Pyrolyse
Torréfaction
Méthanisation
Biocarburants
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 20/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 21/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 21
Sommaire
Ressource
Transformation biomasse en énergieCombustion
Pyrolyse
Torréfaction
Méthanisation
Biocarburants
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 22/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 23/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 24/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 25/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 26/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 27/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 28/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 29/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 30/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 31/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 32/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 33/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 34/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 35/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 35
Fermentations des sucres
La biomasse énergie : modes detransformation de la biomasse en énergie
Source : DAMIEN A., La biomasse énergie –
Définitions – Ressources – Usages , Edtions Dunod,Série Env ironnement et Sécurité, 248 p., 2008
T f l h il é é l
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 36/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 36
Procédé de transestérification
Transformer les huiles végétalesen biogazole : la transestérification
Source : DAMIEN A., La biomasse énergie –
Définitions – Ressources – Usages , Edtions Dunod,Série Env ironnement et Sécurité, 248 p., 2008
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 37/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 38/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 39/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 39
Rendement énergétique de la production de GNS
Production de gaz naturel de synthèse (GNS)
Source : DAMIEN A., La biomasse énergie – Définitions – Ressources –
Usages , Edtions Dunod, Série Env ironnement et Sécurité, 248 p., 2008
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 40/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 41/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 41
Les grains récoltés
Biocombustibles et biocarburantsau départ de cultures alimentaires
Source : DAMIEN A., La biomasse énergie – Définitions – Ressources –
Usages , Edtions Dunod, Série Environnement et Sécurité, 248 p., 2008
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 42/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 42
Production mondiale d’éthanol en 2005
Biocombustibles et biocarburants : l’éthanol
Source : DAMIEN A., La biomasse énergie – Définitions – Ressources –
Usages , Edtions Dunod, Série Env ironnement et Sécurité, 248 p., 2008
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 43/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 44/45
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
5/12/2018 6 Biomasse - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/6-biomasse 45/45
ENVT0012 – 6. Biomasse – 6/12/11 45
Source : DAMIEN A., La biomasse énergie –
Définitions – Ressources – Usages , Edtions Dunod,Série Env ironnement et Sécurité, 248 p., 2008
Références