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24 juin 2021

Quand les végétaux deviennent des sources d’énergie

55 % de l’énergie produite en France provient de la biomasse. Dans un monde où nous consommons toujours plus d’énergie, alors que les réserves fossiles s’épuisent, l’exploitation et la valorisation des énergies renouvelables ne peuvent être qu’encouragées.

idverde travaille au quotidien au cœur du monde végétal. Dans notre quête de devenir une entreprise verte et vertueuse, nous nous sommes questionnés sur le devenir de la biomasse et comment les végétaux peuvent contribuer à produire de l’énergie.

La biomasse, la plus ancienne source d’énergie

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Qu’est-ce que la biomasse ?

La biomasse constitue l’ensemble de la matière organique qui peut être transformée en énergie. Il s’agit aussi bien d’éléments végétaux qu’animaux. Après transformation, cette matière devient une source de chaleur, d’électricité, de gaz ou encore de carburant.

Une partie de la biomasse peut être utilisée directement, comme le bois, dont la combustion constitue la source d’énergie la plus ancienne. Les biocarburants demandent une étape de transformation chimique et les biogaz, la méthanisation du produit initial.

On classe ainsi la biomasse en trois groupes : les solides, les liquides et les gazeux. Les solides sont ceux utilisables tels quels, comme les copeaux, les bûches ou la paille. Les liquides sont issus de la transformation de la matière en huile végétale ou en bioalcool. Les gazeux sont les biogaz et proviennent d’une fermentation contrôlée.

Pour être considérée comme de la biomasse, il est impératif que la quantité transformée puisse être renouvelée. Ainsi, si on utilise plus de bois qu’on ne plante d’arbres, on ne peut plus parler de biomasse. Le concept de la durabilité est primordial et c’est ce qui fait tout l’intérêt de la biomasse en tant que source d’énergie. C’est ce qui explique que le pétrole ne fait pas partie de la biomasse, bien qu’il soit produit naturellement par la Terre. La planète continue à produire du pétrole, mais nous en extrayons beaucoup trop pour que le renouvellement des ressources soit possible.

Les avantages de la biomasse

Nos besoins en énergie ont considérablement augmenté ces dernières décennies. En puisant dans les stocks sans prendre en compte la disponibilité de la matière, on ne pourra pas continuer à se déplacer, se chauffer et faire tourner les machines comme aujourd’hui. Réfléchir à une consommation verte et renouvelable n’est plus une option.

La biomasse est disponible sur tous les continents. Contrairement à l’énergie fossile, dont les gisements sont localisés et entraînent souvent des guerres économiques. Chaque pays peut être dans la capacité de produire son énergie, grâce à la biomasse. Réduire les inégalités est un autre avantage de cette source naturelle d’énergie.

La biomasse en tant que source d’énergie doit faire l’objet d’une véritable réflexion pour être considérée comme verte. Cela passe par exemple par la valorisation des déchets agricoles et industriels (paille, copeaux, branches de canne à sucre, noix de coco, huiles végétales industrielles, incinération des déchets, etc.). L’idée à développer est donc de valoriser plutôt que de produire.

La terre est capable de fournir des quantités infinies de biomasse. Cela repose tout simplement sur le cycle naturel de la vie. Malgré tout, l’homme doit laisser à la planète le temps de faire son œuvre et ne pas brûler les forêts ou mettre à nu des collines entières pour l’exploitation des sous-sols ou pour une monoculture lucrative. L’intégration de la biomasse-énergie soutient donc concrètement la politique de développement durable.

La biomasse, une source d’énergies multiples

Se chauffer grâce à la biomasse

Se chauffer avec la biomasse est le plus ancien procédé qui existe, depuis la préhistoire. C’est cette maîtrise énergétique qui a certainement permis l’évolution de l’Homme.

Aujourd’hui, on peut se chauffer avec des combustibles plus variés et plus efficaces que la simple bûche. Plus le bois est sec, plus il produit de l’énergie. C’est ce qui confère aux granulés ou pellets un si bon rendement, s’ils sont utilisés dans un poêle haute performance.

Certains appareils sont encore plus efficients, avec une double combustion. Les gaz rejetés par la combustion des granulés de bois sont eux-mêmes brûlés. Les résidus sont très faibles, les gaz polluants extrêmement limités et le gain énergétique maximisé. Avec une chaudière à granulés ou un poêle bien placé, il est possible de chauffer toute une maison, sans autre source d’énergie.

Et si nous nous dirigions vers des villes plus éco-responsables ? La biomasse issue du traitement des déchets permet de chauffer des villes entières. Concrètement, par l’incinération des cartons, papiers et déchets ménagers, la ville d’Ivry-sur-Seine valorise les poubelles de 5 millions d’habitants, soit près de 700 000 tonnes de déchets chaque année.

Pour devenir une source d’énergie verte, les déchets passent par un processus de fermentation, activée par des bactéries. Cette matière devient en partie du méthane, un biogaz qui peut être brûlé.

Cette méthanisation concerne d’autres formes de déchets : le lisier d’animaux, le fumier ou encore les boues issues des stations d’épuration. L’intérêt est double : on produit une énergie propre et on se débarrasse des déchets.

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idverde valorise ses déchets verts en énergie

Dans une démarche écoresponsable, idverde prend l’initiative de trier ses déchets verts et de chercher à les valoriser. Dans certaines agences, ils sont pris en charge localement pour les transformer soit en paillage, soit en combustible.

L’agence idverde de Bouchain, par exemple, valorise 100 % de ses déchets verts. Cette biomasse est utilisée pour chauffer la piscine municipale. Un cercle vertueux qui génère de belles économies, puisque l’eau n’est chauffée qu’avec les déchets verts récupérés aux alentours de la commune. Et ceci n’est qu’un exemple concret parmi d’autres de l’exploitation de la biomasse de proximité.

La biomasse, source d’électricité

L’incinération de la biomasse conduit à la production de chaleur qui peut être exploitée pour alimenter un système de chauffage, mais aussi pour générer de l’électricité. Cela est bien pratique en été.

Il s’agit du principe de la cogénération. La chaleur est récupérée pour actionner une turbine, et ainsi transformer l’énergie calorifique en électricité verte. Celle-ci a l’avantage de pouvoir être stockée et diffusée au moment désiré.

La cogénération s’effectue à partir de l’incinération des déchets ménagers ou des déchets verts.

Brûler les déchets ménagers dans des usines appropriées présente un double avantage. D’une part, on diminue leur volume de 90 %. D’autre part, on limite les gaz à effets de serre (GES). En effet, l’autre option consiste à enfouir les déchets. La dégradation anaérobie (hors oxygène) qui s’ensuit dégage du méthane, un gaz très polluant lorsqu’il n’est pas traité.

Certaines usines de traitement des déchets utilisent la méthanisation. En plaçant la biomasse dans des unités de méthanisation, les techniciens maîtrisent le processus et récupèrent un biogaz composé de méthane et de dioxyde de carbone. Hautement inflammable, le biogaz est brûlé pour produire une énergie similaire à celle de la technique de l’incinération. La chaleur est donc utilisée soit pour produire de l’électricité, soit pour chauffer un circuit caloporteur ou actionner une chaudière.

En bref, incinérer ou méthaniser les déchets est une façon de tirer le meilleur parti de leur énergie, tout en limitant les gaz toxiques et les polluants rejetés dans l’air ou l’eau des rivières. Cependant, nous restons convaincus que la meilleure solution pour limiter la pollution est de restreindre au maximum ses déchets.

Se déplacer grâce aux biocarburants

Les transports génèrent 14 % des gaz à effets de serre (source). Ils utilisent également une partie non négligeable des énergies fossiles et plus particulièrement du pétrole.

Les essais de biocarburants dans les années 2000 se sont avérés très convaincants : ils dégagent moins de GES et ils diminuent la consommation de produits pétroliers.

Un biocarburant est carburant traditionnel (essence ou gazole) coupé avec un produit issu des végétaux. On les appelle les biocarburants de première génération – car d’autres procédés ont été mis au point par la suite. On compte le biodiesel et le bioéthanol.

Le biodiesel est réalisé à partir d’huile de colza, de soja, de tournesol ou de palme. Le bioéthanol, est un mélange d’essence et d’alcool produit à partir du sucre de la betterave, de la canne à sucre ou des céréales.

Le problème des biocarburants de première génération est qu’ils nécessitent une culture à grande échelle. Or, pour ce faire, on déforeste, on exploite des prairies vierges ou on remplace les cultures devenues moins rentables. En Europe, c’est plus la déforestation qui posait problème. Le bilan carbone devenait bien moins positif, sans compter les problèmes engendrés au niveau de la biodiversité. Dans les pays d’Amérique latine ou d’Asie, les champs qui nourrissaient les populations ont été remplacés par des cultures rentables au profit l’industrie pétrochimique.

Pour lutter contre les dérives, les scientifiques ont ensuite proposé deux nouvelles façons de produire des biocarburants. Ceux issus de la deuxième génération proviennent de la valorisation de certains déchets agricoles ou de résidus organiques. Ils ne prennent donc pas la place d’une autre culture.

Les biocarburants de troisième génération explorent le monde aquatique. Des algues microscopiques sont mises à contribution, sans empiéter sur les surfaces agricoles existantes. Une variété fait l’objet d’études poussées, car elle produit et stocke naturellement une huile utilisable en biocarburant. Reste à réduire les coûts d’extraction de cette huile, afin de rendre cette technique viable financièrement.

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La photosynthèse, nouvelle source d’électricité ?

Pour croître, une plante utilise la photosynthèse. Or, la majeure partie de leur vie, les végétaux fabriquent beaucoup plus d’énergie qu’ils n’en utilisent. Environ 70 % sont rejetés au niveau des racines.

Comment fonctionne la photosynthèse ?

La photosynthèse est une réaction biochimique énergétique utilisée par les végétaux. Les plantes absorbent le rayonnement solaire et le dioxyde de carbone pour les transformer en énergie utilisable par le plant. La photosynthèse crée donc de la matière organique végétale.

La plante prend ce dont elle a besoin pour grandir et le surplus est excrété par les racines. Ce produit favorise la décomposition des bactéries présentes dans la terre. Des chercheurs ont découvert que cette réaction autour des racines créait un léger champ électrique.

En plaçant judicieusement une anode et une cathode, il est possible de récupérer ce champ magnétique produit par les végétaux et de le stocker sous forme électrique dans une pile. Le plus intéressant dans ce procédé, c’est que l’énergie captée ne nuit pas du tout à la croissance de la plante. Les végétaux ne sont donc pas cultivés pour être brûlés. C’est simplement sa vie naturelle qui importe les techniciens.

Les chercheurs voient plus loin et imaginent des toitures recouvertes de végétaux qui apporteraient à la fois une isolation, de la nourriture et de l’électricité. Un groupe de recherche des Pays Bas estime que cette solution, une fois aboutie, pourrait rendre autonome en électricité l’ensemble d’un foyer.

Un procédé déjà mis en application au Pérou

Ce dispositif a déjà permis d’apporter l’électricité dans des régions amazoniennes sensibles. Au Pérou, un village a enfin accès à l’éclairage grâce à un système appelé Planta Lampara. La lampe est associée à une plante qui alimente une pile, grâce à l’énergie de sa photosynthèse.

Le projet a été mené par un groupe d’étudiants chercheurs péruviens. Ils ont su tirer parti de la ressource la plus présente dans cette région équatoriale, les végétaux, pour apporter du confort aux habitants. Ils étendent leurs investigations à plus grande échelle. L’idée est de remplacer les systèmes énergétiques polluants utilisés par une station balnéaire amazonienne, par une production d’énergie verte et respectueuse de l’environnement.

idverde passe au 100 % électricité renouvelable en 2021

idverde aime se lancer des défis verts. Après avoir réussi à limiter nos besoins en énergie, nous sommes en mesure de pouvoir faire fonctionner les agences et le siège idverde France uniquement via une électricité propre.

idverde est une entreprise engagée. Et si nous nous engagions tous à une vie plus verte ?

Plus les entreprises seront impliquées dans cette démarche, plus l’impact sera fort. Les particuliers se sentent soutenus dans leurs initiatives environnementales. Les gouvernements devront continuer de promouvoir la recherche et le développement dans une optique de durabilité et d’écologie.

Conclusion

L’affaiblissement des ressources fossiles nous motive à chercher des alternatives pour produire une énergie plus propre. La biomasse et bientôt l’exploitation du phénomène naturel de la photosynthèse nous ouvrent des perspectives intéressantes pour produire l’énergie de demain.

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