Le cycle du carbone
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Le carbone n'a pas la cote. Et pourtant : cet élément est essentiel à la vie sur Terre, ainsi que l'illustre le fameux "cycle du carbone". Explications.
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Biomasse : définition, usages et débats
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Les points clés à découvrir dans cet article
Les confusions courantes sur la biomasse
Ce qu'elle peut nous permettre de faire
Les limites de son exploitation dans le contexte de la transition
“Difficile de se faire une opinion sur la biomasse.”
Tantôt prônée comme une énergie indispensable à la transition écologique, tantôt décriée pour son rôle dans la pollution de l’air… C’est peu dire qu’il y a de quoi être perplexe.
Qu’est-ce que la biomasse ?
Les définitions de la biomasse
Le seul terme de "biomasse" suffit généralement à semer la confusion dès le départ. De fait, il existe plusieurs définitions se rapportant à ce terme.
Dans le Larousse, la “biomasse” est tout à la fois :
la masse totale des êtres vivants
dans un environnement donné (les plantes et animaux peuplant une forêt donnée, par exemple)
la masse vivante
pouvant être transformée en énergie
la partie biodégradable des déchets organiques
(déchets agricoles, alimentaires, ménagers, etc.)
Dans cet article, nous nous concentrerons sur ces deux dernières définitions que nous pouvons d’ailleurs regrouper en une seule : la biomasse désigne toutes les matières organiques (comme le bois, les plantes, les déchets alimentaires, etc.) que l’on peut transformer en énergie.
Première parenthèse fermée. ;)
Dans le contexte que nous présentons ici, les matières organiques regroupent les matières d’origine végétale et animale (bois, résidus alimentaires, plantes, restes d’animaux, etc.).
La biomasse est donc une forme d’énergie comme il en existe d’autres : le solaire et l’éolien, par exemple.
Pour l’anecdote, la biomasse est la forme d’énergie la plus ancienne utilisée par l’espèce humaine, puisque les Hommes de la Préhistoire utilisaient déjà l’énergie biomasse lorsqu’ils faisaient du feu pour se réchauffer ou cuire leurs aliments.
Attention à la généralisation !
Dans le langage courant et sur Internet, on parle souvent de la biomasse comme s’il s’agissait d’une chose uniforme.
Or, comme nous venons de le voir à l’instant, la biomasse désigne un ensemble de matières organiques très diverses.
Cette généralisation à l’excès - souvent utilisée par souci de praticité - pose parfois problème, car elle ne permet pas de saisir facilement la complexité des enjeux liés à la biomasse. C’est le cas notamment lorsqu’on cherche à comprendre quel est l’impact environnemental réel du recours à la biomasse (nous y reviendrons plus bas dans cet article).
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La valorisation de la biomasse : comment ça fonctionne ?
L’énergie biomasse peut être exploitée de différentes façons. En langage technique, on appelle cela la “valorisation”.
La biomasse permet en effet de générer trois formes d’énergie qui font partie intégrante de notre quotidien :
la chaleur
l'électricité
le carburant
Ces différentes formes d’énergie sont respectivement obtenues en utilisant une technique spécifique pour “valoriser” la biomasse.
La biomasse est également utilisée pour produire tout un tas d’autres choses : colles, solvants, cosmétiques… Cette pluralité des usages de la biomasse en font un sujet d’étude particulièrement intéressant dans le cadre de la transition écologique. Nous y reviendrons.
Pour la chaleur et l’électricité
Pour ce qui concerne la chaleur et l’électricité, on distingue deux groupes de techniques :
1️⃣
la voie sèche
2️⃣
la voie humide
Ces deux voies englobent chacune différentes méthodes permettant d’exploiter l’énergie biomasse.
| Voie | Procédé | Principe | Produits | Utilisations |
|---|---|---|---|---|
| Sèche | Combustion | Oxydation complète du combustible avec excès d'air pour produire de la chaleur. | Chaleur, eau chaude, vapeur (pouvant produire électricité). | Chauffage urbain, chaudières biomasse, production d’électricité via turbine/moteur à vapeur. |
| Gazéification | Réaction entre carbone de la biomasse et gaz (vapeur d’eau, CO₂) pour produire un gaz combustible. | Gaz combustible (H₂, CO), électricité après combustion du gaz. | Production d’électricité via moteur à combustion, cogénération. | |
| Pyrolyse | Décomposition thermique de la matière sans oxygène pour produire charbon, huile et gaz. | Charbon de bois, huile pyrolytique, gaz combustible. | Traitement de biomasses, valorisation énergétique (encore en développement pour certains usages). | |
| Humide | Méthanisation | Dégradation anaérobie de matière organique par des micro-organismes dans un digesteur chauffé. | Biogaz, digestat (résidu non biodégradable). | Production d’énergie (biogaz), fertilisation (digestat). |
Pour le carburant
La biomasse peut aussi être valorisée en vue de produire ce qu’on appelle des “biocarburants”. Comme l’explique Connaissance des énergies, il existe 3 générations de biocarburants :
- les biocarburants de 1ère génération, qui sont créés à partir de graines ;
- les biocarburants de 2ème génération, qui sont créés à partir de résidus non alimentaires issus de cultures diverses (de la paille ou du bois par exemple) ;
- les biocarburants de 3ème génération, qui sont créés à partir d’hydrogène produit par des micro-organismes ou à partir d’huile produite par des microalgues.
La biomasse est-elle une énergie renouvelable ?
“Oui, mais à une condition.”
- La biomasse est une énergie totalement dépendante du cycle de la matière vivante végétale et animale. Pour cette raison, elle est considérée comme renouvelable, uniquement si elle est consommée de sorte à respecter ce cycle.
- Si nous surconsommons cette énergie au point de mettre à mal le cycle naturel de régénération dont la matière organique a besoin, alors la biomasse ne peut être considérée comme une énergie renouvelable, pour la bonne et simple raison que nous ne permettons justement pas son renouvellement.
“Renouvelable” ne veut pas dire “bas carbone”. Contrairement à ce qui est souvent dit, la biomasse n’est pas une énergie bas carbone. Comme nous le verrons dans un instant, l’un des principaux problèmes de la biomasse est justement le fait qu’elle rejette tout un tas de choses dans l’atmosphère (y compris du CO₂).
La biomasse est neutre en théorie, mais pas toujours dans la pratique
“Il n’est pas rare d’entendre dire que la biomasse est "neutre en carbone". Néanmoins, cette affirmation repose davantage sur une vision théorique que sur la réalité de ce qui se passe dans l’atmosphère.”
Prenons un exemple simple : celui d’un arbre.
- En tant que puits de carbone naturel, quand il grandit, un arbre absorbe du CO₂. Et lorsqu’il meurt - qu’il disparaisse naturellement ou qu’il soit coupé puis brûlé - ce CO₂ est relâché dans l’atmosphère.
- Ceux et celles qui estiment que la biomasse est “neutre en carbone” partent du principe que si un nouvel arbre pousse pour remplacer celui qui a été utilisé, alors le cycle est bouclé : le dioxyde de carbone relâché par la combustion sera à nouveau capté par le nouvel arbre en croissance.
- En théorie - mais en théorie seulement - le compte est bon. L’impact carbone est compensé.
Dans la pratique, deux problèmes viennent cependant compromettre la réalisation de cette théorie : le temps et l'absence de garantie.
1. Le facteur temps
Un jeune arbre met des décennies à devenir adulte et donc à atteindre la capacité d’absorption d’un arbre adulte.
Or, quand on utilise un arbre pour créer de l’énergie, le CO₂ est relâché immédiatement.
Conclusion : l’impact climatique généré par cette utilisation est immédiat, alors que la "compensation", elle, interviendra sur une échelle de temps beaucoup plus longue — si toutefois elle a lieu.
“Cette différence de temporalité entre absorption et émission invite à relativiser la notion de neutralité.”
2. La régénération n’est pas toujours garantie
Pour que la théorie évoquée plus haut fonctionne, il faut qu’un nouvel arbre soit effectivement planté, mais aussi qu’il parvienne à pousser dans de bonnes conditions.
S’il y a déforestation sans reboisement, ou que des événements climatiques catastrophiques adviennent (feux, sécheresse, etc.), le carbone émis n’est finalement pas réabsorbé.
Comment utiliser la biomasse ?
Les 4 critères de vigilance
Au regard de l’ensemble de ces réalités, vous serez sans doute surpris de lire dans un communiqué de l’ADEME que “les scénarios de transition écologique soulignent le rôle capital de la biomasse”.
Sauf que ce n’est pas incohérent avec ce que nous venons de voir. Si la biomasse est très souvent évoquée sur le plan de son potentiel énergétique, elle présente aussi de multiples facettes.
En outre, ce n’est pas parce que son utilisation en tant que source d’énergie doit être très encadrée que cela signifie qu’il faut absolument le bannir.
Pour dire les choses simplement, le recours à l’énergie biomasse est intéressant :
si elle provient de résidus ou de déchets organiques
c’est-à-dire qu’on ne crée pas délibérément de la matière organique destinée à servir de combustible
si elle respecte un cycle de régénération rapide
c’est-à-dire qu’elle est issue de cultures qui ne mettront pas des décennies à se reconstituer
si elle évite l’émission de gaz à effet de serre plus puissants
A contrario, si on coupe des forêts entières pour alimenter des centrales électriques à biomasse, alors on émet du CO₂ net, ici et maintenant — sans garantie de compensation réelle à court terme.
Il existe donc 4 critères auxquels nous devons particulièrement prêter attention :
1️⃣
l’origine de la biomasse utilisée
2️⃣
sa quantité
3️⃣
son mode de valorisation
4️⃣
la finalité de son usage
Citepa
Centre Interprofessionnel Technique d'Études de la Pollution Atmosphérique
Les 4 usages les plus pertinents
| Usages de la biomasse | Sources ou matières utilisées | Valorisation ou effet recherché |
|---|---|---|
| Valorisation des déchets organiques | Restes alimentaires, boues d’épuration, résidus agricoles, effluents d’élevage | Production de biogaz (méthanisation) ou compost ; réduction du méthane ; économie circulaire |
| Utilisation de résidus de bois ou sous-produits | Sciure, copeaux, écorces, branches d’élagage | Production de chaleur ou électricité sans abattre d’arbres supplémentaires |
| Matériaux biosourcés dans le bâtiment | Chanvre, lin, miscanthus, ouate de cellulose, bois | Remplacement de matériaux polluants ; stockage de carbone ; durabilité |
| Régénération des sols agricoles | Biochar, compost, cultures de couverture | Amélioration des sols ; stockage de carbone ; réduction des engrais chimiques |
La place de la biomasse dans la transition écologique
En dépit des nombreux points de vigilance à observer, la biomasse est utile et son usage n’est en rien à proscrire - surtout dans un contexte de tensions géopolitiques croissantes.
Car la biomasse présente un atout (et de taille) : il s’agit d’une ressource présente sur de nombreux territoires, accessible localement, et qui permet, dans certaines conditions, de produire de l’énergie ou des matériaux sans dépendre des énergies fossiles importées.
Comité de la prospective de la CRE
Commission de Régulation de l'Énergie
La biomasse n’est pas une solution miracle. Pour toutes les raisons que nous avons déjà évoquées, mais aussi parce que le changement climatique n’épargne pas la biomasse elle-même. Les sécheresses, les incendies ou encore l’appauvrissement des sols peuvent compromettre la disponibilité et la qualité de la matière organique. En d'autres termes, la biomasse n’est pas une ressource indéfiniment exploitable, surtout si les écosystèmes qui la produisent sont eux-mêmes affaiblis.
Nous ne le répéterons jamais assez, mais le respect du cycle naturel de régénération est absolument fondamental.
Sans lui, la biomasse cesse d’être une énergie renouvelable et devient une énième ressource que l’on épuise. En revanche, en planifiant intelligemment son usage, nous pouvons en faire un atout complémentaire à d’autres solutions bas carbone.
Le mot de la fin ? La biomasse a toute sa place dans la transition écologique, mais elle doit être utilisée à bon escient, au bon endroit et au bon moment, dans une logique de sobriété et d'équilibre global.
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