Biomasse et Énergie Renouvelable

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Questions and Answers

Quelle est la principale source d'énergie utilisée dans le monde aujourd'hui ?

Énergie éolienne

Énergie solaire

Combustibles fossiles (correct)

Biomasse

Parmi les éléments suivants, lequel ne fait pas partie des définitions de la biomasse selon les écologistes ?

Bois mort

Dépôts minéraux (correct)

Litière

Matières organiques dans le sol

Quel est l'un des inconvénients de l'utilisation de la biohuile comme carburant ?

Coût élevé des agents tensioactifs (correct)

Absence de modifications nécessaires aux équipements

Faible consommation d'énergie pour l'émulsion

Facilité d'utilisation dans les moteurs à essence

Quels déchets sont considérés comme faisant partie de la biomasse utilisée pour la production d'énergie ?

Déchets alimentaires Signup and view all the answers

À quelles températures la gazéification est-elle généralement effectuée ?

900-1050°C Signup and view all the answers

Quelle méthode n'est pas associée aux traitements de la biomasse ?

Fongiculture Signup and view all the answers

Quel est le principal avantage du syngas par rapport aux carburants fossiles ?

Source d'énergie renouvelable Signup and view all the answers

Quel est un sous-produit de la production de biogaz?

Méthane Signup and view all the answers

Quel est le rôle de la photosynthèse dans la biomasse végétale ?

Absorber l'énergie solaire Signup and view all the answers

Quel pourcentage de rendement peut être atteint avec un cycle combiné de turbines à gaz en gazéification ?

50% Signup and view all the answers

Quel type de traitement est utilisé pour les eaux usées de concentration moyenne à élevée?

Traitements biologiques anaérobies Signup and view all the answers

Quels types de matériaux sont spécifiquement cultivés pour la production d'énergie ?

Cultures énergétiques Signup and view all the answers

Quelle méthode de transformation thermochimique est considérée comme la plus récente ?

Gazéification Signup and view all the answers

Quelles substances peuvent être produites à partir du syngas ?

Méthanol et diesel synthétique Signup and view all the answers

Quelle est la première étape de la voie thermochimique indirecte pour produire des biocarburants?

Prétraitement de la biomasse Signup and view all the answers

Quel pourcentage de l'énergie utilisée dans le monde provient d'uranium ?

Environ 10% Signup and view all the answers

Quels sont les principaux produits finaux obtenus par la synthèse Fischer-Tropsch?

Kérosène et carburant diesel Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui est produit grâce aux traitements biologiques anaérobies ?

Biométhane Signup and view all the answers

Quel est l'un des processus associés à la gazéification ?

Réduction Signup and view all the answers

Quel est le rôle des microorganismes anaérobies dans le traitement des eaux usées?

Décomposer la matière organique Signup and view all the answers

Quel défi reste à relever concernant la gazéification ?

Limiter la formation de goudrons et de charbon Signup and view all the answers

Quels sont les avantages des phytosanitaires mentionnés?

Ils garantissent une sécurité et une biodégradabilité. Signup and view all the answers

Que libèrent les végétaux lors de la photosynthèse?

Oxygène Signup and view all the answers

Quelle est la méthode ancienne et couramment employée pour produire de l'énergie à partir de matières organiques?

La combustion. Signup and view all the answers

Quel est un inconvénient potentiel de l'effluent obtenu après traitement des eaux usées?

Il peut nécessiter un traitement de raffinage supplémentaire Signup and view all the answers

Quel pourcentage de la production primaire mondiale d'énergies renouvelables est représenté par la combustion de la biomasse?

39,8% Signup and view all the answers

Quel est l'organe responsable de l'absorption du dioxyde de carbone par les plantes?

Feuilles Signup and view all the answers

Quel est le rendement d'une combustion optimale de biomasse liée à l'humidité?

Moins de 35% d'humidité. Signup and view all the answers

Quel type de combustibles sont principalement brûlés lors de la co-combustion?

Combustibles fossiles, généralement du charbon. Signup and view all the answers

Quelles sont les trois catégories de ressources biomasse mentionnées?

Bois, agricoles, et industrielles. Signup and view all the answers

Quel est le produit principal de la combustion de la biomasse?

Énergie. Signup and view all the answers

Quel processus imite la décomposition de la biomasse en molécules primaires?

La combustion. Signup and view all the answers

Quel type de biomasse comprend les déchets biodégradables de la communauté comme les boues d'épuration ?

Biomasse d'origine collective Signup and view all the answers

Pourquoi la biomasse d'origine aquatique est-elle centrale dans la valorisation des ressources ?

Elle regroupe les résidus des activités de pêche et d'aquaculture. Signup and view all the answers

Quel type de déchets est considéré comme biomasse d'origine agricole ?

Surplus et produits non-calibrés pour la consommation Signup and view all the answers

Quels éléments de la biomasse végétale sont principalement associés aux tiges de céréales ?

Amidon et résidu lignocellulosique Signup and view all the answers

Quel est le principal produit de l'industrie agroalimentaire considéré dans la biomasse d'origine industrielle ?

Produits connexes de l'industrie Signup and view all the answers

Quel pourcentage de l'énergie primaire la biomasse représente-t-elle par rapport à l'énergie fossile consommée?

Quel composant des algues est utilisé dans les industries alimentaire et pharmaceutique ?

Epaississants et gélifiants Signup and view all the answers

Quelle partie du bois est principalement considérée dans la biomasse lignocellulosique ?

Lignine et hémicelluloses Signup and view all the answers

Quel est l'impact majeur des COV sur l'environnement ?

Ils contribuent à la formation de l'ozone troposphérique. Signup and view all the answers

Pourquoi est-il crucial d'éliminer les siloxanes dans le biogaz ?

Ils empêchent la valorisation du biogaz en biométhane. Signup and view all the answers

Quel est un exemple de COV dérivé du pétrole ?

Benzène Signup and view all the answers

Quelle est une des conséquences potentielles des solvants sur la santé humaine ?

Certains sont susceptibles de provoquer le cancer. Signup and view all the answers

Quelles substances font partie des hydrocarbures polyaromatiques (HAP) ?

Naphtalène Signup and view all the answers

Quel est l'un des principaux risques associés aux émanations de COV ?

Ils augmentent les niveaux de smog. Signup and view all the answers

Quels types de produits chimiques sont considérés comme COV ?

Solvants et dérivés du pétrole Signup and view all the answers

Quel type de pollution atmosphérique est causé par les COV ?

Pollution chimique Signup and view all the answers

Study Notes

La Biomasse

La biomasse représente plus de 85% de l'énergie mondiale, provenant des combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) ou de l'uranium.
La limitation des ressources fossiles, la crise pétrolière de 1973, le changement climatique et la forte demande d'énergie ont mené à la recherche de nouvelles sources d'approvisionnement énergétique.
La biomasse est l'ensemble des matières organiques d'origine végétale ou animale pouvant servir de source d'énergie. Cela inclut les organismes vivants, le bois mort, la litière, les matières organiques dans les sols et les déchets (déchets industriels, agricoles, ménagers).
L'utilisation de la biomasse remonte à l'utilisation du feu et du bois pour se chauffer et cuisiner.
La biomasse végétale provient de l'énergie solaire, via la photosynthèse. Les animaux absorbent cette énergie.
La biomasse provient de divers secteurs tels que le bois, les récoltes, les résidus agricoles et forestiers, les déchets alimentaires, et des déchets municipaux et industriels.

Plan du cours

Introduction et approche globale
Composition de la biomasse végétale
Déchets incinérés
Traitements thermochimiques
Utilisation des huiles végétales comme biocarburant
Traitements biologiques anaérobies:
Biogaz
Production de biokérosène
Production de biodiesel par la voie thermochimique
Purification de biogaz
Élimination des COV et des siloxanes
Gazéification de biomasse en eau supercritique

Introduction et approche globale

Aujourd'hui, plus de 85% de l'énergie utilisée dans le monde provient de gisements de combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) ou d'uranium.
La limitation des ressources, la crise pétrolière en 1973, le changement climatique et l'accroissement de la demande d'énergie mondiale ont poussé à la recherche de nouvelles sources.
La biomasse est utilisée comme source d'énergie depuis longtemps.

Définition de la biomasse

Le terme "biomasse" regroupe l'ensemble des matières organiques d'origine végétale ou animale pouvant devenir une source d'énergie.
Ces matières proviennent de la photosynthèse des plantes.
La biomasse correspond à la fraction biodégradable des produits, déchets et résidus provenant de :
L'agriculture
La sylviculture
Des industries connexes
Des industries agroalimentaires
Des déchets ménagers

Types de biomasse

Biomasse d'origine agricole : cultures alimentaires et énergétiques, résidus (tiges non-consommables), déchets agricoles et effluents d'élevage (fumiers, lisiers).
Biomasse d'origine forestière : bois (matière première), résidus et déchets issus de l'activité forestière lors de la transformation du bois.
Biomasse d'origine aquatique : résidus des activités de pêche et d'aquaculture, cultures d'algues et micro-algues.
Biomasse d'origine collective : déchets biodégradables provenant des habitations, collectivités, boues d'épuration, déchets d'autres industries.

Composition de la biomasse végétale

Les principales sources de biomasse végétale valorisables incluent: Algues, Bois, Tiges de céréales, Coques de noix, Plantes oléagineuses et Betteraves/cannes à sucre.
La production annuelle de biomasse est estimée à 172 milliards de tonnes de matière sèche.
La biomasse est une source d'énergie (bois-énergie, biogaz, bioéthanol, biogazole, H2 pour piles à combustible) et de molécules pour la chimie et les polymères.

Modess de valorisation de la biomasse végétale

Combustion (incinération): production de chaleur
Méthanisation (fermentation bactérienne en absence d'oxygène): production de méthane et de CO2
Fermentation alcoolique: production d'éthanol
Voie thermochimique (thermolyse et gazéification): production de gaz, dont l'hydrogène

Les différentes voies d'obtention de biocarburants à partir de la biomasse végétale

La biomasse, sous différentes formes, est utilisée pour produire les biocarburants.
Les différentes voies d'obtention de biocarburants à partir de la biomasse, à partir d'huiles végétales et oléagineuses, de la biomasse ligneuse sont détaillées.

Traitements thermochimiques de la biomasse

La pyrolyse est un procédé de décomposition thermique à des températures moyennes (450-500°C) en absence d'oxygène, conduisant à la biohuile.
La liquéfaction est une transformation thermochimique du bois à basses températures (250-350°C) et hautes pressions (10-20 MPa) en présence d'un catalyseur, produisant une biohuile de meilleure qualité que la pyrolyse.
La gazéification est une forme de pyrolyse conduite à de hautes températures (900-1050°C) pour optimiser la production de gaz comme le gaz de synthèse (syngas), riche en H2, CO, CH4, CO2 et N2.

Procédés biochimiques (bioraffinage)

Le bioraffinage vise à transformer la biomasse pour produire de l'énergie, des précurseurs chimiques et des biomatériaux. Cette méthode est similaire à la production pétrolière, avec potentiellement une plus grande variété de produits finis.
Les prétraitements chimiques sont importants pour rendre les holocelluloses utilisables dans les étapes de fermentation et d'hydrolyse enzymatique.

Production de biokérosène

La voie thermochimique indirecte est utilisée pour produire des biocarburants à partir de biomasse lignocellulosique via une première étape de prétraitement de la biomasse et sa transformation en gaz de synthèse (monoxyde de carbone et hydrogène) et une suite d'étapes de conditionnement et purification du gaz de synthèse pour la synthèse Fischer-Tropsch, permettant de créer des hydrocarbures liquides.
Ce procédé permet de produire du carburants diesel et de kérosène similaires aux combustibles fossiles.

Techniques de purification de biogaz

Différentes techniques pour éliminer les contaminants dans le biogaz, tels que l'acide sulfhydrique (H2S) et le dioxyde de carbone (CO2), ainsi que d'autres impuretés comme les siloxanes, pour l'améliorer et le rendre utilisable à d'autres applications.

Enrichissement de biogaz ou optimisation de biogaz

Utilisation des technologies d'épuration par eau sous pression pour éliminer le CO2 du biogaz et le rendre utilisable dans les réseaux de gaz naturels.
Les stations d'enrichissement du biogaz utilisent des modules standard, limitent la consommation de produits chimiques, ne nécessitent pas de prétraitement thermique à grande échelle et sont efficaces en terme de récupération du méthane.

Elimination des COV et des siloxanes

Les COV (composés organiques volatils) et les siloxanes (composés organiques qui contiennent du silicium) sont des polluants à éliminer du biogaz.
Divers procédés sont utilisés pour éliminer ces composés du biogaz.
Les technologies employées incluent la filtration au charbon actif, la purification via des membranes sélectives, la lavage chimique et/ou biologique et l'oxydation thermique.

Gazéification de biomasse en eau supercritique

La gazéification en eau supercritique est un procédé visant à décomposer les biomasses humides à haute température et pression dans l'eau supercritique.
L'eau supercritique agit comme solvant/réactif, permettant un processus homogène et rapide avec un rendement élevé.
Cela permet de produire des carburants durables à partir de biomasses humides.

De multiples options de valorisation énergétique

Différentes voies de transformation énergétique pour des ressources comme les cultures dédiées annuelles ou pluri-annuelles et les co-produits de cultures.
Différentes méthodes sont employées de façon à générer de la chaleur, de la vapeur, de l'électricité et des combustibles à partir des ressources disponibles.

Les avantages et les limites de la biomasse

Les avantages de l'utilisation de la biomasse comme source d'énergie sont principalement sa production durable, son caractère locale et sa contribution au cycle du carbone.
Les limites incluent le coût de transport des ressources relativement à la production, les précautions nécessaires pour faire face aux implications de la qualité de la biomasse et la nécessité d'une approche industrielle raisonnée concernant l'utilisation de ces ressources.

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Description

Testez vos connaissances sur la biomasse et son utilisation en tant que source d'énergie renouvelable. Ce quiz aborde divers aspects, y compris les avantages, inconvénients, et méthodes de traitement associées à la biomasse. Découvrez l'importance de la photosynthèse et les spécificités du syngas.