Bioénergie

La biomasse désigne, dans le domaine de l’énergie, la matière organique qui est susceptible de devenir une source d’énergie. On appelle parfois les combustibles formés de la biomasse le «pétrole vert», car ils fonctionnent essentiellement comme le pétrole, mais ils ne proviennent pas du sous-sol, mais bien des déchets et des végétaux utilisables à des fins énergétiques.

C’est l’agriculture qui permet de produire ces combustibles, qui proviennent en majorité d’aliments. Toutefois, il serait possible, en développant les technologies, de produire des biocarburants à partir des sous-produits inutilisés, que l’on appelle couramment des déchets, de la culture, de l’exploitation forestière, de l’élevage et de l’industrie. Il s’agirait donc d’une forme de recyclage ; au lieu de tenter par tous les moyens de se débarrasser de ces déchets, on les réutiliserait sous forme de source d’énergie. Par contre, ramasser de façon abusive les déchets des cultures (tiges, feuilles) priverait les terres de l’humus dont elles ont besoin pour produire, car ces déchets constituent un engrais naturel.

Il est aussi possible de «cultiver» de l’énergie en faisant pousser des végétaux dont la croissance est rapide et qui ne sont pas utilisables à des fins alimentaires pour éviter tout gaspillage. Seul le fait d’utiliser des terres qui pourraient servir à cultiver des aliments constitue un problème, étant donné que se nourrir est une priorité et que certains pays ne disposent déjà pas de terres agricoles en quantité suffisante. D’ailleurs, l’utilisation du maïs à des fins énergétiques constitue un véritable problème économique. En effet, cette plante, qui est à la base de l’alimentation de millions de personnes, est utilisée massivement pour être transformée en éthanol, un produit qui sera bientôt présent à 5% dans toute l’essence du Canada. Cela fait en sorte que le prix du maïs augmente en flèche, privant des milliers de gens de leur aliment de base, et donc, créant de graves famines dans les pays pauvres.

Ainsi, il n’est pas souhaitable d’utiliser des terres agraires pour cultiver des aliments qui serviront en tant que source d’énergie. Il serait préférable de cultiver ces végétaux sur des terres appauvries, et encore, de n’utiliser que les déchets des cultures.

Les produits de la biomasse ont un fonctionnement qui est assez simple. En effet, toutes les plantes emmagasinent l’énergie du soleil lors de la photosynthèse et elles retirent le dioxyde de carbone et l’eau de leur milieu. Ainsi, les combustibles produits à partir de ces produits contiennent de l’énergie chimique qu’il est possible de libérer en les brûlant. Le fonctionnement le plus simple est ainsi, à peu de choses près, le même que celui des hydrocarbures. L’énergie libérée par cette combustion se nomme la bioénergie, puisqu’il s’agit d’une énergie provenant d’organismes vivant.

Toutefois, on ne brûle habituellement pas directement la biomasse. On doit d’abord la transformer pour l’utiliser à des fins énergétiques, à l’exception des algues à hydrocarbures. Deux méthodes pourraient être utilisées, selon le taux d’humidité de la matière à transformer : si les résidus contiennent 40% d’humidité, ils sont transformés par fermentation, sinon, ils le seraient par combustion, par pyrolyse ou par gazéification. Toutefois, les méthodes précédentes n’en sont qu’au stade d’expérimentation en laboratoire. À ce jour, la seule manière de produire de l’énergie à partir de la biomasse est d’utiliser des plantes sucrées (maïs, canne à sucre, etc.) et d’en retirer le saccharose pour le transformer en alcool, que l’on appelle de l’éthanol. L’éthanol est ensuite mélangé à l’essence dans une proportion de 5% à 10% et on s’en sert pour faire fonctionner nos voitures, ce qui ne demande aucune modification à celle-ci. Cependant, dépassé 20%, des modifications sont nécessaires .

Nous décrirons tout de même les méthodes expérimentales qui pourraient être utilisées dans un futur proche pour produire de la bioénergie.

D’abord, la fermentation, qui produit des gaz, est l’une des méthodes qui pourraient être utilisées, car elle aurait pour avantage de produire de l’énergie, de détruire les germes pathogènes contenus dans les déchets et de laisser un compost utilisable comme engrais. Ceci ferait évidemment le bonheur des agriculteurs, qui verraient en cela une manière leur permettant d’éventuellement devenir autonome énergétiquement. Cette façon de faire offrirait un assez bon rendement énergétique. En effet, il serait possible de produire 300 litres de gaz par kilogramme de paille de blé, 368 litres par kilogramme de paille d’avoine et 360 litres par kilogramme de paille de riz . Même le fumier permettrait de produire une aussi grande quantité de biogaz ! D’ailleurs, celui-ci serait presque aussi efficace énergétiquement que le méthane. En effet, 1m3 de biogaz produirait une énergie équivalente à 0,730 litres d’essence, 0,610 m3 de gaz naturel et 6,2 kWh d’énergie électrique, comparativement à 1,1 litres d’essence, 0,930 m3 de gaz naturel et 9,4 kWh d’énergie électrique pour le méthane .

Il serait aussi possible de produire du charbon végétal et du gaz pauvre par la pyrolyse et la gazéification. La pyrolyse consiste à chauffer de la biomasse sèche dans un réacteur où il n’y a pas d’oxygène à une température de 500 degrés Celsius. Ainsi, on obtiendrait des liquides (jus et gaz pyroligneux) et un résidu solide que l’on appelle du charbon de bois, qui constituerait un bon combustible une fois débarrassé des cendres et des poussières. La gazéification est un processus qui suit la pyrolyse en oxydant légèrement les produits de celle-ci. Les matières végétales se retrouveraient ainsi complètement transformées en gaz pauvre composé essentiellement d’oxyde de carbone, d’hydrogène et de méthane. Ce gaz a toutefois un pouvoir calorique très faible, qui se situe aux environs de 1200 kcal par m3 comparativement au méthane qui se situe plutôt dans les 8500 kcal par m3 . Par contre, son rendement énergétique est grand, car les végétaux peuvent libérer jusqu’à 80% de leur pouvoir calorique.

L’énergie produite à partir de la biomasse peut être utilisée dans divers domaines, tels que les transports, l’électricité, le chauffage, etc. Elle a l’avantage majeur d’être renouvelable, d’être facile d’accès et d’être relativement facile à produire et à emmagasiner. Elle pourrait permettre le recyclage de déchets qui n’auraient pas été utilisés sinon, tels que les résidus de la culture. Elle offre un rendement énergétique suffisant et il s’agit d’une énergie qu’il est possible d’utiliser de manière permanente, au même titre que les hydrocarbures. Par contre, il ne s’agit pas d’une énergie propre, car elle dégage tout de même des gaz nocifs, mais en une légèrement moins grande quantité que les combustibles fossiles.