Bois énergie

Le bois énergie est un type de bioénergie utilisant la biomasse constituée par le bois. Il s'agit principalement de l'utilisation du bois comme combustible, et dans une moindre mesure comme source de combustible.



Catégories :

Biomasse - Bois

Page(s) en rapport avec ce sujet :

  • Au sein de la filière «biomasse», le bois énergie est une des filières les .... et 2006), le prix moyen des appareils de chauffage au bois continue son... (source : www2.ademe)
  • Cette valorisation est utilisée par le chauffage au bois individuel ou... Contrairement aux énergies fossiles et fissiles, le bois-énergie est une... (source : abibois)
  • L'avantage du bois énergie est qu'il sert à diminuer sa facture de chauffage. Le bois énergie coûte 6 fois moins cher que le gaz ou le fioul.... (source : maisonenergiesrenouvelables)
Section d'un tronc d'arbre
Copeaux frais issus d'une coupe de saules en TCR (taillis à courte rotation)
Bois sous forme de bûches pour chauffage. Le bois énergie est un type de bioénergie utilisant la biomasse.

Le bois énergie est un type de bioénergie utilisant la biomasse constituée par le bois. Il s'agit principalement de l'utilisation du bois comme combustible, et dans une moindre mesure comme source de combustible. Il peut s'agir d'une énergie renouvelable si le bois est produit par une gestion durable des forêts.

Le «bois de feu» se présente sous quatre formes principales :

Le bois peut aussi être converti en combustibles plus élaborés :

Les filières de valorisation énergétique du bois sont présentées par exemple dans un document traitant de sa gazéification[1].

Le bois énergie est , de loin, la première énergie renouvelable en France (9055 ktep produits en 2009, contre 667 ktep éoliens et 66 ktep solaires[2].

Cette filière est aujourd'hui en fort développement pour les usages industriels (appels d'offre BCIAT et CRE, Commission de Régulation de l'Énergie).

Historique

«Charroyage[3] du bois de chauffage au Labrador» (1871), gravure tirée de L'opinion publique périodique canadien-français.

Le bois est l'une des sources d'énergie les plus anciennement utilisées par l'humanité. Depuis la préhistoire jusqu'au début de l'exploitation du charbon, le bois fut de loin la plus importante[4] source d'énergie envisageable pour le chauffage et pour la cuisson des aliments. Au Moyen Âge puis à l'époque moderne, c'est le bois qui permit le développement de certaines industries gourmandes en énergie et qui nécessitaient des températures élevées, comme la sidérurgie et la verrerie. À cet effet, le bois était transformé en charbon de bois par des artisans spécialisés, les charbonniers. Ce métier a presque disparu au XIXe siècle avec la naissance et le développement spectaculaire de l'extraction de la houille (aussi nommée «charbon de terre»).

Le bois eut aussi une période d'intérêt spécifique au cours de la Deuxième Guerre mondiale pour alimenter les véhicules à gazogène ou pour pallier le manque de charbon. En Europe, la pénurie de charbon due au conflit a génèré une forte augmentation de la consommation de bois, ainsi en Suisse pendant les dernières années du conflit la consommation était de plus de deux fois supérieure à la production naturelle.

Aujourd'hui, le bois énergie suscite un regain d'intérêt en raison du prix grandissant des énergies fossiles, de sa disponibilité et de son caractère renouvelable.

Applications

Combustion du bois

Combustion primaire

Porté à haute température le bois brûle en produisant des fumées composées d'eau, de gaz carbonique, de composés organiques volatils (en majorité du méthane), et de nombreux autres composants en quantité plus faible. Plus la teneur en eau du bois est élevée, plus la quantité de fumées par unité d'énergie produite est élevée, et plus les composés organiques produits sont lourds. En l'absence de combustion secondaire les fumées se condensent dans la cheminée provoquant des dépôts de suie et de créosote qui peuvent l'obstruer et/ou provoquer des feux de cheminée. La fraction des fumées qui ne condense pas est rejetée dans l'atmosphère pouvant conduire à une pollution importante avec des conséquences sanitaires.

La combustion primaire est observée dans les cheminées ouvertes, les foyers fermés (poêles, cuisinières, chaudières, ... ) anciens, le foyer des gazogènes, la phase d'allumage des foyers fermés à combustion secondaire. Son rendement est toujours faible (inférieur, ou alors particulièrement inférieur, à 50%).

Combustion secondaire

Les gaz émis par le bois chauffé brûlent à particulièrement haute température avec un rendement qui est potentiellement particulièrement proche de 100%. Dans les poêles modernes, une fois passée la phase d'allumage, l'arrivée d'air primaire est coupée, et le chauffage du bois n'est produit que par la combustion secondaire. Dans les poêles à pellets il n'y a pas de combustion primaire, le chauffage d'origine du bois est obtenu par une résistance électrique. Dans les équipements les plus performants la combustion secondaire est effectuée dans un compartiment scindé.

Teneur en eau

Pour brûler correctement le bois doit être sec. Au cours de la combustion du bois une grande partie de l'énergie produite est consacrée à chauffer et vaporiser l'eau (contenue dans le bois) dont la capacité thermique et la chaleur latente sont spécifiquement élevées. Le bois vert contient plus de la moitié de son poids en eau. Un bois en équilibre avec l'air ambiant (équilibre obtenu au bout de plus de deux ans pour des bûches non fendues) a un taux d'humidité de l'ordre de 20%. Les pellets et briques de bois compressé sont commercialisés à un taux d'humidité inférieur à 10%, qui, malgré une énergie grise nettement supérieure, leur donne un bilan écologique plus favorable, à condition d'être stockés dans un local spécifiquement sec pour éviter toute reprise d'humidité.

Pouvoir calorifique inférieur (PCI) du bois :

Ce pouvoir calorifique est indépendant de l'essence et même de la partie de la plante reconnue (écorce comprise). Cependant la densité du bois étant particulièrement variable, le pouvoir calorifique par unité de volume fluctue fortement, considération importante compte tenu du fait que le bois est généralement vendu au volume.

Rendements

Ancienne ou contemporaine, une cheminée à foyer ouvert est peu performante et particulièrement polluante.

On peut comparer les différents rendements de types de chauffage au bois (par moderne on entend un appareil à combustion secondaire)  :

D'une façon générale les chaudières ont un rendement sensiblement inférieur aux poêles de même technologie à cause de la présence dans le foyer, ou à proximité immédiate du foyer, d'un bouilleur dont la température est pour des raisons de sécurité comprise entre 50 °C et 80 °C en fonctionnement normal. La température du foyer lui même est abaissée par cette source froide, ce qui diminue l'efficacité de la combustion secondaire.

Les formes d'utilisation pour la combustion

Les essences de bois de chauffage

Les essences de bois sont classées en deux grandes familles selon leur densité :

Le chauffage domestique ayant fréquemment un aspect important de spectacle des flammes et la majorité des installations étant toujours dépourvues de dispositif de stockage de chaleur (hydroaccumulation, poêles de masse), les feuillus durs sont habituellement les plus appréciés pour cette utilisation, à l'exception du châtaignier qui nécessite l'utilisation d'un pare-feu car il éclate et produit des étincelles quand il brûle.

Les feuillus tendres et les résineux brûlent plus vite. S'ils sont mal stockés, ils se dégradent rapidement. Ils sont néanmoins appréciés pour leur température de combustion élevée qui perfectionne le rendement des appareils et permet une montée rapide en température.

Les bûches

C'est l'utilisation historique depuis la nuit des temps, utilisée dans presque l'ensemble des appareils de chauffage domestiques anciens. Pour les appareils modernes, l'utilisation du bois bûche présente fréquemment des performances inférieures aux appareils à plaquettes ou à granulés. Qui plus est , il est envisageable d'utiliser du combustible insuffisamment sec, ou de dérégler manuellement les arrivées d'air, ce qui a pour conséquence de provoquer des pollutions atmosphériques (poussières, HAP, etc... ). Par contre, c'est la forme qui demande le moins de transformation.

Les plaquettes, forestières ou industrielles

Il s'agit ici de bois déchiqueté en plaquettes d'environ 3x2x1 cm. Ceci présente l'avantage d'être utilisé dans des chaudières automatiques, et supprime par conséquent la contrainte du chargement manuel à chaque flambée. En outre, les exigences sur ces plaquettes font que le bois doit être sec (humidité <20%), ce qui améliore le rendement de combustion. On distingue :

Les granulés ou pellets

Les pellets sont de petits cylindres de quelques mm obtenus par compression de la sciure de bois, après l'avoir réduite à l'état de poudre. Ce procédé nécessite une installation de type industriel, mais procure un combustible particulièrement sec (humidité de l'ordre de 5%) ayant par conséquent un pouvoir calorifique élevé (PCI de 4, 5 kWh/kg). Ses performances en font un combustible mieux adapté aux petites installations domestique à cause d'un volume de stockage réduit comparé aux plaquettes. Qui plus est , l'alimentation des chaudières automatiques à granulés est plus souple que celles à plaquettes (aspiration des granulés). Ces granulés peuvent aussi être utilisés dans des poêles spécifiques avec d'excellentes performances.

On peut noter qu'il existe des briquettes fabriquées avec un procédé identique, lesquelles sont utilisables dans les poêles conventionnels.

Autres formes

On peut parler ici de l'ensemble des rebuts : écorces, vieilles palettes, etc... à condition que le bois soit sain. Ceci concerne le plus souvent les chaufferies de plus grande taille.

Raffinage du bois

Par distillation sèche de bois on obtient du méthanol. Il existe plusieurs procédés de production de bioéthanol à partir de la cellulose du bois, l'un d'eux passe par l'intermédiaire du gaz de synthèse (mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone obtenu par craquage de molécules organiques).

Un gaz naturel de synthèse (GNS) issu du bois

Combiner les avantages du bois-énergie et ceux du gaz naturel, sans leurs inconvénients

En vue d'optimiser l'utilisation du bois énergie et son impact sur l'environnement, le principe ancien des gazogènes (conversion du bois en un gaz de synthèse) fait l'objet de travaux d'amélioration.

«Actuellement, le chauffage au bois représente - et de loin - la technologie principale quant à l'utilisation du bois. Cependant, sa contribution à la pollution s'avère particulièrement élevée, comparée aux autres carburants (surtout en ce qui concerne les particules fines). Au vu de ce constat, se pose la question du développement de nouvelles technologies pouvant utiliser de façon optimale la ressource que représente le bois. Par «optimal», on entend que le bois doit présenter le plus haut rendement envisageable tout en affichant de faibles émissions polluantes, lors de son utilisation comme énergie primaire pour les formes d'énergie finales obligationes à l'avenir. La gazéification du bois et la préparation du gaz en résultant - de qualité comparable à celle du gaz naturel - permettent de remplir les critères cités auparavant : en effet, la conversion permet d'obtenir un rendement élevé, alors que l'utilisation du gaz peut être effectuée de façon décentralisée, tout en rejetant peu d'émissions polluantes (par ex., si on considère l'intégralité de la chaîne des opérations, l'émission de particules fines est réduite d'un facteur de 50 à 100). Qui plus est , cette technologie permet aussi une utilisation finale dans les domaines du transport (véhicules au gaz naturel) et de la production d'électricité.» [GNS à partir du bois - Institut Paul Scherrer - Texte d'information pour les médias, p. 1] [11].

Principes de la conversion

Matières utilisables

Sont essentiellement concernés les bois forestiers bon marché et de qualité inférieure, les déchets ligneux de l'industrie de transformation du bois, les déchets de bois urbains non traités disponibles dans les déchèteries, les déchets de bois ménagers ou municipaux (élagages.... ), etc.

Préparation de la matière première

Il faut, le cas échéant, éliminer les substances étrangères (métaux, cailloux... ).
La matière première subit ainsi différents traitements préliminaires : tri, broyage, séparation magnétique... puis séchage avant stockage.

Gazéification

Le bois est gazéifié à haute température (800 - 900°C) par de la vapeur d'eau.
Il en résulte un mélange (gaz de bois) contenant essentiellement du dihydrogène (H2), du monoxyde de carbone (CO), du dioxyde de carbone (CO2) et du méthane (CH4).

Purification du gaz

Le gaz obtenu contient des impuretés qu'il faut éliminer.

Méthanation

Elle consiste en la conversion catalytique du dihydrogène (H2) et du monoxyde de carbone (CO) en méthane (CH4). Le procédé se base sur la réaction d'équation-bilan : CO + 3H2 CH4 + H2O (en présence d'un catalyseur nickel).

Nettoyage du mélange gazeux

Il faut éliminer le CO et le H2 résiduels, et séparer la plus grande partie du CO2 présent dans le mélange.

Le résultat est un «gaz naturel de synthèse» (GNS) qui répond aux normes nécessaires à son injection dans le réseau de gaz naturel.

Des documents relatifs à la conversion du bois en méthane sont disponibles sur deux sites suisses[1], [12].

Atouts énergétiques et environnementaux

Centrale de gazéification du bois à Güssing (Autriche)

Ce GNS bio peut se substituer ou se mélanger au gaz naturel fossile. Il est parfois utilisé autant pour le chauffage que comme carburant ou comme source d'électricité.

Comme le bois, il est une énergie locale, renouvelable, au bilan neutre pour les émissions de CO2 et il contribue à l'indépendance énergétique.

Comme le gaz naturel, la combustion de ce GNS est peu polluante. On résout ainsi d'une manière optimale le problème des émissions polluantes du combustible bois, sans filtres coûteux.

Une production rentable de ce GNS nécessite de grandes quantités de bois bon marché. L'Europe de l'Est possède en la matière un potentiel particulièrement intéressant[13].

Les principaux protagonistes

En Suisse : l'Institut Paul Scherrer (PSI), qui a élaboré le principe de cette production.

En Autriche : l'Université technique de Vienne.

Dans le district autrichien de Güssing, un consortium helvético-autrichien teste une installation de démonstration pour la production de ce GNS[14], [11]. Le gaz obtenu est constitué à 98% de méthane[15].

Un modèle qui fait des émules

Fin juin 2009, la commune de Güssing a inauguré la première centrale de production de gaz naturel de synthèse à partir du bois. Cette solution innovante suscite l'intérêt des géants européens de l'énergie (une centrale de puissance 20 à 25 fois supérieure à celle de Güssing est en projet en Suède). L'événement a été relaté dans les médias[16], [17].

Aspects environnementaux

Bilan carbone du bois énergie

La combustion du bois comme source d'énergie a un bilan carbone neutre du point de vue des émissions atmosphériques, étant donné que le bois est exploité comme une énergie renouvelable. C'est-à-dire que la quantité de CO2 libérée par la combustion du bois est compensée par la capture d'une même quantité de CO2 pour la croissance de l'arbre. Ceci est vrai tant que l'exploitation du bois conduit à une quantité de bois créé au moins équivalente à celle consommée.

Ce bilan ne prend pas en compte l'énergie grise qui ici est surtout constituée de l'énergie indispensable à l'exploitation et l'entretien des forêts, à la découpe des arbres et au transport du bois jusqu'aux lieux de combustion. Comme agent énergétique, le bois produit 42 g de CO2 par kWh pour sa combustion[réf.  nécessaire], contre plus de 400 pour le fuel[18] et 40 à 66 pour le nucléaire[19], [20]. De plus la filière bois dispose toujours d'une marge importante d'amélioration (performance des techniques de coupe et débardage, diminution de l'usage des emballages plastiques, ou alors passage au vrac, pour les pellets et le bois densifié).

Du point de vue de la présence de carbone organique dans les sols la situation est plus complexe : la décomposition naturelle du bois est un processus alimentant une importante biomasse de détritivores et saprophytes[21] et aboutit in fine à la création d'humus[22] qui remplace le sol emporté par érosion. La combustion, a contrario, ne produit qu'une faible quantité de cendres qui sont principalement des sels minéraux inorganiques. Par contre, le débitage des arbres crée une importante quantité de divers déchets de bois (branchages, sciure, copeaux, écorce... ) qui contribue à nourrir cette biomasse à l'endroit où ils ne sont pas valorisés sous forme de plaquettes forestières[23].

Pollution

La combustion de bois dans de mauvaises conditions peut être une source importante de pollution atmosphérique. Du bois insuffisamment sec, une combustion lente, l'utilisation de bois souillés (traités contre insectes ou champignons, peints, etc) [24] produisent des fumées constituées de particules de suie, de divers composés organiques volatils dont des hydrocarbures aromatiques polycycliques, des dioxines, des furanes, de monoxyde de carbone, d'acide cyanhydrique, etc. qui posent tous des problèmes importants de santé publique.

La combustion complète à haute température d'un bois propre et bien sec produit quand même une quantité notable d'oxydes d'azote NOx (le bois étant un matière vivante par conséquent constituée en partie de protéines) et des particules fines constituées principalement de sels inorganiques (cendres) [25]. À titre d'exemple, une chaudière à bois à chargement automatique (chaudière à granulés ou chaudière à plaquettes) émet bien davantage de particules fines et d'oxydes d'azote qu'une chaudière à mazout[26].
Les chaufferies de grandes taille doivent comporter des filtres limitant cette pollution. Pour les équipements individuels le surcoût important des filtres (20 à 100%) empêche en pratique leur développement. Les particuliers peuvent, occasionnellement, bénéficier d'une aide à l'achat de ces filtres[27], et les prix devraient baisser dans l'avenir avec la multiplication des ventes.

Un nouveau type de chaudière à granulés appelée chaudière à granulés à condensation est dérivé de celle des chaudières à condensation fioul et gaz ; elle apporte un progrès sensible en termes de rendement énergétique et de réduction des émissions polluantes comparé aux chaudières à granulés respectant les traditions. Cette réduction porte surtout sur les émissions de particules.

Des études[28] pointent la pollution (métaux lourds, etc. ) génèrée par les cendres épandues sur la terre. C'est oublier que la décomposition naturelle du bois en forêt aurait libéré la même quantité de ces sels minéraux dans le sol. La différence réside dans le fait que, lors de la combustion, une partie des substances minérales libérées est directement émise dans l'atmosphère et , surtout dans les zones habitées, peut être directement inhalée par la population.

Dans différents pays, le développement du bois-énergie, dans le cadre de la promotion des énergies renouvelables, fait craindre une aggravation de la pollution atmosphérique, surtout par les particules fines. Le défaut de propreté des émissions (surtout celles de particules) est le point faible des combustibles solides (voir infra : Suisse et Canada). Les chaufferies collectives et industrielles pouvant être équipées de dispositifs de dépollution performants, les problèmes de pollution atmosphérique générée par le bois énergie concernent avant tout le chauffage individuel.

Europe

Ce programme scientifique européen Carbosol[29], commencé en 2001, rassemblait des chercheurs de différentes nationalités et avait pour objectif surtout de définir les parts respectives des combustibles fossiles (transport, industrie, chauffage au fioul et au gaz) et de la biomasse (chauffage au bois, feux de végétaux) à la pollution par les particules carbonées qui sont reconnues les plus dangereuses pour la santé. Les résultats de l'étude ont été publiés à la mi-décembre 2007 : la combustion de biomasse (feux de cheminée, feux agricoles et feux de jardins) est responsable de 50 à 70% de la pollution carbonée hivernale en Europe.

Pour lutter efficacement contre cette pollution, surtout en hiver, le programme suggère de s'attaquer essentiellement à la combustion de biomasse par des évolutions technologiques et une réglementation sévère limitant ses modes d'utilisation. Il ajoute : «de telles mesures sont d'autant plus nécessaires, que de récentes études épidémiologiques ont souligné la similarité des effets sur la santé entre les fumées de combustion de biomasse et les produits pétroliers (diesel), tant dans la nature que dans la fréquence des troubles génèrés (affection respiratoire, cancer du poumon... )». Voir à ce sujet l'étude scientifique (en Anglais), présente dans la bibliographie du rapport, qui traite des effets sur la santé de la fumée de bois[30].

Le rapport signale ensuite que «De nombreux États ont d'ailleurs interdit depuis longtemps les feux de cheminées ouvertes, les feux agricoles et ceux de jardins».

Suisse

Un certain nombre de documents issus des Offices de l'environnement (OFEV) et de l'énergie (OFEN) montrent la préoccupation de la Confédération.

Un document des OFEN et OFEV[31] présente un état des lieux complet sur le chauffage domestique au bois.

Concernant la part de la combustion de biomasse dans les émissions de particules fines en Suisse : «Les chauffages au bois représentent 18% des particules émises par la combustion, et la combustion en plein air 16%. Les chauffages au bois et la combustion à l'air libre contribuent au total presque autant à l'émission de poussières fines que les moteurs diesel, qui sont responsables de 39% des particules de combustion» (p. 2).

Principaux types de poussières fines émises par les chauffages au bois (p. 3)  :

Outre la suie et les sels et oxydes, l'incinération de déchets ou de déchets de bois[24] peut aussi dégager d'autres substances nocives telles que des métaux lourds et de la dioxine, qui sont en partie hautement toxiques.

Contrairement aux exploitants de chauffages au fioul ou au gaz dans les conditions habituelles, «le mode d'exploitation des chauffages au bois et le combustible utilisé peuvent influencer énormément les émissions générées lors de l'utilisation courante, ce qui confère à l'exploitant une importante responsabilité» (p. 5). Le problème des risques de combustion incomplète se pose surtout avec les appareils à alimentation manuelle (appareils à bûches) (p. 3), les appareils à alimentation automatique étant les plus fiables, surtout les appareils à pellets (granulés) à condition d'utiliser exclusivement des pellets de qualité certifiée (p. 5).

Dans le résumé de la page 6, on peut noter :

Un deuxième document de l'OFEV, intitulé «Chauffages - Du bois d'accord, mais jamais sans filtre», précise que les émissions de particules fines sont le point faible des combustibles solides : «... les chauffages à bois en produisaient à eux seuls un sixième, énormément plus que les chauffages au mazout et au gaz réunis, et ce malgré le rôle secondaire joué par cette énergie sur le marché. Une disproportion qui s'explique par la difficulté à transformer des combustibles solides en chaleur sans produire de poussières»[32].
Le document ajoute plus loin : «Par son plan d'action contre les poussières fines, présenté en 2006, et la modification de l'OPair [cf. infra, le dernier paragraphe], la Confédération entend diminuer énormément la charge en PM10. Car le but déclaré de la politique climatique – accroître notablement l'utilisation du bois énergie autochtone pour optimiser le bilan de CO2 – ne doit pas aboutir à une aggravation de la pollution atmosphérique».

En cas de smog hivernal, la DTAP a adopté un Concept d'intervention contre les poussières fines en trois niveaux : niveaux d'information, d'intervention 1 et d'intervention 2. À partir du niveau d'intervention 1, les autorités décrètent des mesures comme la vitesse de 80 km/h sur des autoroutes, l'interdiction de faire des feux à l'extérieur et l'interdiction d'utilisation de chauffages secondaires utilisant des combustibles solides excepté les installations équipées de filtres à particules pour la réduction des poussières fines ou avec le sceau de qualité d'énergie-bois Suisse[33].

Remplacement du mazout par le bois : une mesure prématurée

Un autre document de l'OFEV précise que les mesures ayant pour objectif la lutte contre l'effet de serre, mais également la protection de l'air, ne peuvent inclure le remplacement du mazout (huile de chauffage) par du bois «tant que les émissions des chauffages au bois ne seront pas ramenées au niveau de celles des chauffages à mazout». Le document avait rappelé jusque là que «les particules générées par la combustion de la biomasse (par ex. le bois) présentent un potentiel de toxicité équivalent à celui génèré par la combustion d'énergie fossile (par ex. le diesel)»[34].

En 2006, la Suisse a modifié son ordonnance sur la pollution de l'air (OPair) pour mettre en œuvre plusieurs mesures du plan d'action qui «vise à diminuer à chaque source les émissions de poussières, de poussières fines, et de suies de diesel et de bois». Ces mesures visent entre autres les chauffages au bois d'une puissance supérieure à 70 kW, la majorité à chargement automatique, qui «même bien exploités [... ] émettent au moins 300 fois plus de poussières fines qu'un chauffage identique alimenté à l'huile ou au gaz» [35].

Allemagne

L'Agence Fédérale de l'Environnement, notant que les émissions de particules fines issues des installations de combustion du bois étaient en constante progression depuis 1995[36], a publié en 2007 un guide à l'attention des utilisateurs du chauffage au bois. Le communiqué de presse accompagnant ce guide rappelle que le bois est un combustible neutre vis-à-vis du climat mais que sa combustion dans des conditions non optimales ou l'utilisation de combustibles non appropriés peut entraîner une pollution de l'air, à travers surtout les particules et les hydrocarbures aromatiques polycycliques. Les principales recommandations sont les suivantes[37], [38] :

Canada

Depuis plusieurs années, des campagnes d'information ont été lancées par les instances gouvernementales pour le remplacement des appareils par des appareils plus performants (certifiés EPA), l'encouragement à ne pas utiliser ce mode de chauffage comme mode de chauffage principal ou en cas d'épisodes de pollution. Des campagnes d'échantillonnage réalisées à Montréal depuis 1999 ont en effet montré l'influence du chauffage au bois sur les niveaux de particules, d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de composés organiques volatils (COV), surtout en soirée et le week-end[37].

Dans le commentaire de la Direction de santé publique d'une région du Québec sur les émissions du chauffage au bois, on lit : «Du point de vue de la propreté de ses émissions, le chauffage au bois sera toujours une forme de combustion désavantagée comparé à ses concurrents les plus rapprochés que sont le mazout et le gaz naturel... Comme on l'a vu dans l'exposé des principes de combustion, plus un combustible peut rapidement passer à l'état gazeux, moins il risque de générer des sous-produits de combustion incomplète. Or le bois est un combustible solide et ses constituants oxydables passent plus difficilement que le mazout ou le gaz naturel à l'état gazeux»[39].

On peut remédier en partie à ce problème en fragmentant ou en pulvérisant le bois pour augmenter la surface de contact de ses composants avec l'air ; c'est l'effet recherché avec les granulés de bois. «Les poêles à granules représentent le cas le plus complet de l'application des principes de combustion appliqués aux appareils de chauffage à combustible ligneux. Cela leur a permis d'atteindre des niveaux d'efficacité [... ] et une réduction des émissions de particules [... ] inégalés par les autres types d'appareil de chauffage au bois. À tel point que plusieurs modèles sont exemptés de la certification EPA» (cf. pp. 5 et 18).

Depuis le 28 avril 2009, sauf exceptions, la ville de Montréal a interdit l'installation de nouveaux appareils ou foyers à combustibles solides ; seule l'installation d'appareils à granulés est autorisée[40].

L'État d'Ontario a réalisé et diffusé une plaquette invitant les particuliers à ne pas s'équiper de chaudière à bois ou, s'ils en avaient une, à bien maîtriser la combustion[36].

France métropolitaine

La combustion du bois émet plus de fines particules (surtout les PM1, de taille inférieure à 1 micromètre), et certains autres polluants, que la totalité des véhicules Diesel.

La réduction de ces émissions devient un véritable enjeu de santé publique, mais aussi le confirment les données officielles suivantes :

CO = Monoxyde de carbone - PM10 = particules de taille inférieure à 10 micromètres - PM2, 5 = particules fines - PM1, 0 = particules particulièrement fines
HAP = Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques - COVNM = Composés Organiques Volatils Non Méthaniques (COV hors méthane)
Emissions nationales de quelques polluants (% en masse) pour l'année 2008
(rapport SECTEN - mise à jour d'avril 2010)
[41]
Participation à la
consommation d'énergie finale
CO PM10 PM2, 5 PM1, 0 HAP COVNM
Bois énergie 3 % 28, 8 20 32 57 65 17, 6
Fioul domestique (FOD)  ? 1, 9 4, 9 7, 4 12 5, 4 2, 3
Gaz naturel 21 % 0, 70 0, 044 0, 071 0, 064 ∼ 0 1, 6
Transports 31 % 23, 4 12, 4 14, 2 20, 5 27 18, 2

COVNM : en ce qui concerne les émissions de benzène, le CITEPA ne apporte pas de données spécifiques au bois énergie, mais précise que : «Le principal secteur émetteur de benzène est le résidentiel/tertiaire (74, 7%) surtout du fait de la combustion du bois, suivi du transport routier avec 15, 2%».

Cheminée ouverte contemporaine

Comme en Suisse, on note une forte disproportion entre l'importance assez secondaire du combustible bois sur le marché de l'énergie (il représente 3 % uniquement de la consommation d'énergie finale en France métropolitaine) et sa contribution particulièrement importante aux émissions de certains polluants majeurs. Cette disproportion porte surtout sur les émissions de monoxyde de carbone, de particules fines et particulièrement fines et d'hydrocarbures aromatiques (HAP et benzène : ces composés, dont certains sont des cancérogènes reconnus, sont véhiculés par les particules jusqu'au plus profond du dispositif respiratoire via l'atmosphère[25])  ; elle est le fait surtout du chauffage au bois dans le secteur domestique (85 % du bois-énergie est utilisé en chauffage individuel).

Depuis 1990, on note globalement un progrès sensible, mais toujours insuffisante. Le renouvellement des appareils se fait toujours assez lentement, les vieux appareils à faible rendement et forte pollution (cheminées à foyer ouvert, ou cheminées ouvertes, qu'elles soient anciennes ou de conception moderne d'ailleurs[5], [6], mais également foyers fermés, inserts et poêles anciens) [9] sont toujours particulièrement présents ; ces appareils vétustes influencent fortement les résultats du tableau.
À ceci s'ajoutent certaines pratiques défavorables à une bonne combustion (surtout l'utilisation de bois trop vert ou trop humide et la pratique du feu continu à allure réduite)  ; les émissions polluantes d'un appareil performant lui-même peuvent être excessives s'il n'est pas utilisé correctement[5].

Dans le secteur domestique, une réduction plus significative des émissions polluantes du chauffage au bois nécessite une accélération du renouvellement du parc et la poursuite de le perfectionnement des appareils. Ces objectifs sont inclus dans le Plan Particules (lequel est intégré dans le deuxième Plan National Santé Environnement[42]) et sont en cours de réalisation : un crédit d'impôt offrant un taux préférentiel pour le renouvellement d'appareils anciens a été mis en place en 2010, et l'évolution du label Flamme Verte vers une réduction des émissions de poussières sera effective au 1er janvier 2011 (cf. liens externes : communiqué de presse de l'ADEME).
Une version détaillée du Plan Particules est disponible, dans laquelle sont développées les mesures spécifiques au secteur domestique, telles que la réorientation de la communication publique sur les risques liés à une mauvaise combustion de la biomasse et au brûlage à l'air libre, l'accélération du renouvellement du parc français d'appareils de chauffage au bois, le développement de technologies de filtration des émissions (électrofiltres), etc. [43]

Les mesures visant la réduction des émissions polluantes du bois énergie dans l'ensemble des secteurs l'utilisant (domestique, collectif et industriel) s'avèrent nécessaires pour assurer un développement durable de ce combustible. Les chaufferies collectives et industrielles peuvent bénéficier de dispositifs de traitement des fumées performants[44], [45]. Concernant le développement de la production de chaleur par la biomasse, la Direction Générale de l'Energie et du Climat (DGEC, Ministère de l'Ecologie) estime indispensable, hormis la prévention des conflits d'usage, d'en maîtriser les problèmes de pollution atmosphérique : «si ces problèmes ne sont pas traités correctement, les projets risquent de connaître un coup d'arrêt»[46].
Cette question est développée dans le Plan Particules[43] page 15 (vignette 16) § 4.

Voici la conclusion d'une étude du CSTB sur le bois énergie : «Le bois est une énergie renouvelable d'avenir, surtout sous la forme de plaquettes ou de granulés dont le marché se développe rapidement. Les aspects de la problématique du bois énergie sont multiples, de la gestion du patrimoine naturel à la sécurité incendie en passant par l'indépendance énergétique et l'impact environnemental. L'importance de certains aspects tels que la qualité de l'air ou les risques sanitaires ne doit pas être sous-estimée sous peine de compromettre le bon développement de la filière. Surtout on doit faciliter les appareils à bon rendement de combustion non seulement pour économiser les ressources mais également pour diminuer les risques sanitaires»[47].

Économie

Le bois comme source d'énergie contribue positivement à l'environnement économique : d'une part, il a un impact particulièrement fort sur l'aménagement du territoire par la gestion des forêts qu'il génère, d'autre part, il développe l'économie de proximité par les emplois qu'il induit sur la totalité de la chaîne (exploitation forestière, production, récolte, logistique).

Production

L'exploitation respectant les traditions des forêts pour la production du bois de chauffage a conduit à une technique de taille, l'arbre têtard, ainsi qu'à une forme de sylviculture, le taillis, qui permettaient de produire en quantité des bois de petit diamètre (deux versions extrêmes, récoltée de manière industrielle en sont le taillis à courte rotation (TCR) et le taillis à particulièrement courte rotation (TTCR), basés sur la récolte de clones de saules densément plantés en alignements).

Le traitement en futaie de production de bois d'œuvre permet cependant une production de petit bois de chauffage à partir des premières éclaircies. De plus la transformation des grumes en bois d'œuvre n'a qu'un rendement de 40% (pour les bois durs) à 80% (pour les résineux), le reliquat pouvant être valorisé en pellets ou autres.

Le déchiquetage des rémanents d'exploitation (branchages et petits bois) qui n'étaient jusqu'alors pas valorisés sous formes de plaquettes forestières est une technique prometteuse pour l'approvisionnement, mais qui peut poser des problèmes écologiques (épuisement et dégradation des sols)

La production de bois énergie permet ainsi de dynamiser la gestion forestière et la récolte de bois d'œuvre en rentabilisant les premières éclaircies. La montée en puissance du bois énergie pose néanmoins le problème d'une concurrence avec les filières d'approvisionnement en bois de trituration.

En France

«La France doit sa place de premier producteur européen de bois-énergie (9, 18 millions de tonne d'équivalent pétrole en 2004) principalement au chauffage domestique (environ 7, 4 Mtep). Dans l'habitat individuel, plus de 5 millions de ménages sont équipés d'un chauffage au bois (45 % d'inserts et de foyers fermés, 27 % de foyers ouverts, 13 % de poêle, 9 % de cuisinières et 6 % de chaudières individuelles). Le rendement énergétique de ces appareils reste faible (40-50 %) compte tenu des nouveaux produits présents sur le marché dont les rendements dépassent les 65 %. Un des grands enjeux du “plan bois-énergie 2000-2006” et de la loi fiscale sur les appareils utilisant les renouvelables (crédit d'impôt de 50 % en 2006) est d'accélérer le renouvellement vers les appareils de chauffage au bois à haut rendement et aussi d'augmenter la taille du parc installé.

Le plan bois-énergie comporte aussi un important volet pour le développement du bois-énergie dans les secteurs industriel, collectif et tertiaire. Le but pour 2006 est la mise en service de 1 000 chaufferies supplémentaires (600 collectives et 400 industrielles) pour une puissance de 1000 nouveaux mégawatts (350 MW pour le collectif et 650 MW pour l'industrie), soit une production supplémentaire de bois-énergie de 0, 3 Mtep (0, 12 Mtep pour le collectif et 0, 18 Mtep pour l'industrie). Les objectifs de ce plan sont d'ores et déjà atteints en termes de quantité de chaufferies (1 090). En termes d'énergie produite, après cinq ans, on en est à 73 % de le but fixé. Il reste 80 000 tep à économiser pour les années 2005 et 2006.

À la fin de l'année 2004, l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie estime que le parc des chaufferies collectives bois en fonctionnement comprenait 641 installations soit 430 MW de puissance thermique installée (+13 % par an en moyenne depuis 2000). Le parc des chaufferies industrielles (de puissance> 1 MW) est estimé à 1 000 unités pour une puissance de 2500 MW. Ce parc est caractérisé par quelques unités de forte puissance dans l'industrie de la trituration qui fonctionnent en cogénération. Concernant la production d'électricité, le gouvernement a communiqué le 11 janvier 2007, les résultats de l'appel d'offres biomasse-biogaz pour des installations supérieures ou identiques à 12 MW. Le ministre a fait le choix de 14 projets biomasse (216 MWe) et 1 projet biogaz (16 MWe) qui devraient permettre une production supplémentaire d'électricité de 1, 8 TWh. Le prix moyen d'achat demandé par les promoteurs est de 86 €/MWh tandis que le prix sur le marché de gros est de l'ordre de 35 €/MWh. Le tarif d'achat pour l'électricité produite à partir de la combustion de la biomasse pour les puissances inférieures à 12 MW est de 49 €/MWh, plus une prime d'efficacité énergétique comprise entre 0 et 12 €/MWh. Le potentiel reste important en France. Une étude commanditée par l'Ademe a identifié un gisement physique national supplémentaire et annuel localisé entre 7 et 12 Mtep de plaquettes forestières (selon les niveaux de rémanents et d'exploitations forestières), c'est-à dire tout autant que ce qui est exploité aujourd'hui !»[48].

Le bois énergie représente 3% de la consommation énergétique totale française mais déjà 25% de sa production de bois. Il ne peut par conséquent résoudre à lui seul les défis énergétiques qui se présentent[49].

En Suisse

En 2009, la consommation de bois énergie est estimée à 3, 5 millions de m³, dont 40% de bûches, 53% de plaquettes forestières et 7% pour les pellets. Le chauffage au bois représente, selon Énergie Bois Suisse[50], 7% du marché de la chaleur et 3.9% de l'énergie consommée en Suisse. Le bois est en 2009, le deuxième agent renouvelable du pays derrière l'énergie hydraulique. La forêt suisse est constituée de 420 millions de m³ de bois, répartis sur 1.27 millions d'hectares, soit 31% de la surface de la Suisse. La densité forestière est de 350 m³ par hectare. La forêt produit 7 à 7.5 millions de m³ de bois exploitable par an dont 5 millions sont déjà exploités, pour une consommation totale de 6, 5 millions de m³ [51].

Notes et références

  1. Gazéification du bois (PDF 34 pages) document EPFL
  2. Production d'énergie primaire d'origine renouvelable
  3. Le mot charroyage, veut dire, en ancien français québécois, «Action de transporter une charge sur un véhicule à traction animale»
  4. D'autres sources, comme la bouse de bovins ou la tourbe, ont été, et sont toujours quelquefois, localement plus accessibles.
  5. E. Carcano : Chauffage au bois > Choisir un appareil performant et bien l'utiliser - Terre vivante - ISBN 978-2-914717-48-9 - (chaufferies : pp 16, 56 et 82 - cheminées à foyer ouvert : p. 23 - pollution : pp. 18 à 28, pp. 99 à 101 et conclusion p. 142) - ouvrage avalisé par l'Institut des Bioénergies (ITEBE)
  6. http ://www. ademe. fr/spécifiques/fiches/chauffage_bois/rub4. htm
  7. Quelques produits retrouvés dans les fumées lors de la combustion incomplète : monoxyde de carbone (CO), suies, composés organiques volatils (COV), hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), dioxines et furannes - source : Dossier Atmo Rhône-Alpes sur la combustion du bois (pdf) p. 4.
  8. Pour obtenir le même confort thermique, un foyer ouvert consomme typiquement 5 à 6 fois plus de bois qu'un dispositif fermé, ce qui génère en outre une énormément plus forte pollution ; il est par conséquent en contradiction avec les objectifs actuels d'utilisation rationnelle des ressources énergétiques, de respect de l'environnement et de résolution des conflits d'usage (entre la filière bois énergie et la filière bois de construction).
  9. Tout savoir sur le bois doc. ADEME - Voir aussi la note en fin d'article du communiqué de presse de l'ADEME dans les liens externes.
  10. Synthèse des publicités disponibles sur Internet
  11. Production de gaz naturel de synthèse à partir du bois (janvier 2009) ]
  12. Documentation GNS
  13. Le bois, source de combustible : potentiel en Europe de l'Est
  14. Le bois - un agent énergétique multiforme (avril 2006)
  15. L'arbre qui cache le gaz
  16. Une centrale de production de gaz à partir de bois inaugurée en Autriche
  17. Güssing, la ville des énergies renouvelables (article et vidéo)
  18. BIOMEE
  19. GIEC
  20. université de Stanford
  21. http ://www. inra. fr/dpenv/depric49. htm
  22. http ://www. u-picardie. fr/∼beaucham/mst/humus. htm
  23. ADEME - Récolte des rémanents en forêt
  24. En France, les bois traités ou souillés, et d'autres toujours, sont classés parmi les déchets et non parmi les combustibles. Outre les bois traités ou souillés, les bois comportant des colles, vernis ou peintures ne peuvent en aucun cas être brûlés en chauffage individuel ou collectif. Information complète : Réglementation.
  25. Épuration des polluants issus de la combustion domestique du bois Document PDF (11 pages) du CSTB (pp. 215, 216 et 218)
  26. Chaudière / pompe à chaleur (cf. la section «Bois (chargement automatique)»), sur la page Choisir un mode de chauffage Information des services cantonaux suisses de l'énergie et de l'environnement.
  27. Equiper sa cheminée d'un filtre à particules
  28. Par exemple ADEME. Bilan environnemental du chauffage domestique au bois. Note de synthèse. Décembre 2005
  29. Conclusions du programme européen CARBOSOL (doc. CNRS)
  30. Woodsmoke Health Effects (document PDF - 40 pages, commençant à la page 67) - page 73, paragraphe 1 : lire 100 nm (100 nanomètres) à la place de 100 µm (100 micromètres)
  31. Prise de position relative aux poussières fines des chauffages au bois
  32. Chauffages - Du bois d'accord, mais jamais sans filtre (format PDF, 2 pages)
  33. Concept intercantonal d'intervention PM10
  34. Poussières fines - questions et réponses (pages 36 et 47)
  35. Modifications de l'OPair en consultation
  36. Qualité de l'air et changement climatique (document PDF - page 79 - vignette 78)
  37. Combustion du bois et qualité de l'air (document PDF, page 21)
  38. Diminuer les émissions du bois-énergie
  39. Principes de combustion appliqués au chauffage au bois (PDF, p. 22 § 5.4)
  40. Chauffage - Montréal interdit l'installation d'appareils à combustibles solides (document PDF, 2 pages) - page 2 : un vrai-faux sur le chauffage au bois.
  41. Format SECTEN
  42. Deuxième Plan National Santé-Environnement 2009 > 2013 document PDF - (Action1, page 25 - vignette 14) - Concernant la biomasse, les dispositions portent aussi sur les émissions des foyers ouverts et des feux de jardin.
  43. Plan Particules complet document PDF - 32 pages.
  44. Le bois énergie pour les chaufferies collectives (document de la DRIRE du Limousin)
  45. Chaufferies bois / Taitement des fumées
  46. Enerpresse - Colloque international sur l'énergie - 11 et 12 juin 2009 (PDF - p. 3)
  47. La filière bois-énergie – État des lieux
  48. EurObserv'ER Systèmes solaires n° 169 - Baromètre du bois-énergie - oct 2005
  49. Pourquoi les forêts sont-elles si importantes pour la planète ? Emission le téléphone sonne de France Inter le 7 octobre 2010.
  50. Le site d'Énergie Bois Suisse
  51. http ://www. bafu. admin. ch/wald/01234/01236/index. html?lang=fr

Annexes

Liens externes

Recherche sur Amazon (livres) :



Principaux mots-clés de cette page : bois - énergie - chauffage - combustion - émissions - particules - gaz - appareil - combustible - fines - chaudière - production - pollution - plaquettes - utilisation - cheminée - document - foyers - rendement - biomasse - produit - granulés - naturel - suisse - énergétique - particulièrement - forestières - quantité - air - poussières -

Ce texte est issu de l'encyclopédie Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclopédie à l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/Bois_%C3%A9nergie.
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 14/12/2010.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.
Accueil Recherche Aller au contenuDébut page
ContactContact ImprimerImprimer liens d'évitement et raccourcis clavierAccessibilité
Aller au menu