Biomasse

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Étymologiquement, la biomasse est la matière vivante végétale, animale, fongique, bactérienne (par opposition à la nécromasse qui est la matière morte). C'est une source et un vecteur de services écosystémiques majeurs : source de nos aliments et d'énergies et élément du puits de carbone planétaire. Les sols, les forêts et le plancton sont quantitativement les biomasses les plus importantes. La biomasse morte est dite « nécromasse » ; elle joue un rôle important dans le cycle du carbone et les puits de carbone.

Diverses régions du monde commencent à exploiter le bois et d'autres biomasses pour produire de l'électricité et des réseaux de chaleur, mais rarement en cogénération et plus rarement encore en trigénération[1].
Une récolte accrue de biomasse est souvent présentée comme une alternative aux énergies fossiles et/ou l'une des réponse à l'engagement mondial de l'Accord de Paris sur le climat (réduction urgente des émissions anthropiques de CO2 et d'autres gaz à effet de serre).
À condition de ne pas dépasser ses seuils de surexploitation et avec une gestion conservatoire[2] elle est considérée comme « renouvelable » mais une controverse existe sur le niveau d'exploitation à ne pas dépasser pour rester soutenable.

Grandes classifications[modifier | modifier le code]

On la classe parfois selon sa provenance (biomasse forestière, agricole, planctonique, halieutique...) ou ses fonctions (bois-matériau, bois-énergie, biomasse-énergie...).

On distingue généralement aussi :

Origine[modifier | modifier le code]

Le contenu énergétique et biophysique de la biomasse ainsi que son existence sont le produit, en quasi-totalité de l'énergie solaire reçue par des végétaux et utilisée via la photosynthèse, de manière primaire ou secondairement via les organismes qui se nourrissent des plantes et algues vivants ou morts. Un troisième groupe d'organisme est celui des nécrophages et décomposeurs.

Services fournis[modifier | modifier le code]

La biomasse est source de services écologiques vitaux pour l'humanité ;

Débats et controverses[modifier | modifier le code]

Ils portent sur les relations entre biomasse-énergie et biomasse biologique et sur les seuils d'exploitabilité soutenable par l'homme de ces deux ressources, la surexploitation de la première dégradant la seconde et vice-versa.

Le bois-énergie est la première source d'énergie dans le monde. L'émergence de nouveaux encouragements à l'utiliser en plus grande quantité comme matériau pour bâtiment biosourcé et comme source d'énergie dont via sa gazéification ou sa fermentation[4],[5],[6], dont pour produire par bioraffinage[7] grâce aux biotechnologies des carburants liquides alternatifs à ceux issus de la pétrochimie[8]... a déclenché un débat et des controverses sociétales et scientifiques ; Les émissions de carbone sont supposées équilibrée si des replantations suffisantes ont précédé les coupes mais les seuils de soutenabilité ne sont pas encore consensuels. Ce thème a fait la couverture du premier numéro de la revue Science de 2017[1]. Depuis quelques décennies, une biomasse d'origine aquacole est également de plus en plus collectée et cultivée pour des besoins alimentaires (pisciculture, algoculture), industriels et énergétiques (carburants dits de troisième génération dont les rendement sont en laboratoire jusqu'à 100 fois plus élevé rapportés à l’unité de sol mobilisé mais qui demande des installations industrielles très sophistiquées[8]).

La biomasse a un potentiel significatif d'alternative aux sources fossiles mais « insuffisant par rapport à la demande potentielle de biomasse comme énergie primaire »[9], de plus « la part qui peut leur être soustraite pour les besoins humains, de manière soutenable, est assez mal connue »[8].
A titre d'exemple si le stock mondial biomasse lignocellulosique est estimé à environ 1800 Gt de matière sèche (GtMS) avec une production primaire nette de biomasse lignocellulosique d'environ 170 GtMS/an (soit ~ 70 Gtep/an)[8], les processus naturels en consomment et les destruction par incendies de forêt en dégradent au moins 95%. Selon les données disponibles et même en considérant la forêt comme stable et non menacées par le climat, des incendies plus graves et de nouvelles maladies émergentes des arbres ou de nouvelles diffusion d'organismes déprédateurs, la proportion pouvant lui être soustraite pour les besoins humains en énergie, tout en restant dans le domaine du soutenable, est à ce jour mal connue et difficile à évaluer[8]. Dans les conditions technico-économiques actuelles de la soutenabilité des prélèvements seuls 4 à peut-être un peu plus de 10 Gtep/an seraient disponibles, ce qui demanderait de doubler à quintupler ce qui est déjà exploité en forêt (1 à 2 Gtep/an) dans le monde. Alors que la consommation mondiale annuelle d’énergie primaire n'a cessé de croitre (le cap des 10 Gtep ayant été passé vers l'an 2000, et certains scenarii envisageant encore un doublement avant la fin du 21ème siècle au rythme des décennies précédentes)[8].

Des débats techniques et scientifiques se poursuivent concernant les effets de différents types de sylviculture sur le dérèglement climatique et la biodiversité forestière et sur les modes de calcul de l'empreinte écologique et de l'empreinte carbone des produits forestiers[1].
Ainsi au sud-est des États-Unis où dans les années 2010 l'industrie du granulé de bois est en pleine expansion, dopée par la demande européenne de pellets (pour des centrales électriques européennes notamment) soutenue en Europe au motif que le bois serait par nature neutre en carbone[1]. Or toutes les forêts ne stockent pas le carbone de la même manière ni à la même vitesse. Des forêts entières peuvent brûler en quelques jours et leurs sols sont parfois mal suivis. Et l'exploitation forestière prive le sol d'une part importante du carbone qui y serait autrement normalement recyclé. Et enfin si certains calculs concluent qu'une exploitation durable de l'énergie-bois permet un recyclage du carbone au fur et à mesure que de nouvelles forêts repoussent, d'autres en intégrant de manière plus poussée les aspects écosystémiques montrent que « ce processus pourrait prendre des décennies, alors que les émissions de carbone provenant de la combustion du bois se produisent maintenant »[1] ; ce sont surtout les océans qui ont absorbé la plus grande partie du CO2 émis par les énergies fossiles depuis la révolution industrielle et ils semblent proches de la saturation.

Article détaillé : Biomasse (énergie).

Quantification[modifier | modifier le code]

Parce que les pressions anthropiques sur la biomasse augmentent, et parce qu'il devient nécessaire d'évaluer des stocks et flux de carbone forestiers[10] quantifier précisément les biomasses devient un enjeu crucial.

Les techniques de métrologie se développent à toutes les échelles ; de la quantification microscopique à la télédétection, y compris pour la biomasse des prairies (dont prairies permanentes[11]) ou pour la biomasse cultivée en champs, en forêt/taillis[12], ou encore la biomasse algale[13] ou planctonique qui peut par exemple être sommairement approchée par une évaluation de la photosynthèse [14],[15] ou en zone sahélienne où toute surexploitation est particulièrement critique[16]. Très souvent il faut passer par des méthodes indirecte qui fournissent des indices de biomasse, par exemple dans les fonds marins[17] ou dans les eaux où des méthodes acoustiques sont notamment testées[18] en complément de l'Analyse virtuelle des populations (VPA)[18].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d et e Warren Cornwall (2017) The burning question ; Moves to designate wood as a carbon-neutral fuel have alarmed environmentalists and divided scientists ; Science n°du 06 janvier 2017: Vol. 355, Issue 6320, pp. 18-21 DOI:10.1126/science.355.6320.18
  2. Roose E (1994) Introduction a la Gestion conservatoire de l'eau, de la biomasse et de la fertilité des sols (GCES).
  3. Projet de Décret (n° 2016-xxx relatif à la stratégie nationale de mobilisation de la biomasse et aux schémas régionaux biomasse)
  4. Ogier, J. C., Leygue, J. P., Ballerini, D., Pourquie, J., & Rigal, L. (1999). Production d'éthanol à partir de biomasse lignocellulosique. Oil & Gas Science and Technology, 54(1), 67-94.
  5. Barnet, D., Excoffier, G., & Vignon, M. (1989). Valorisation de la biomasse lignocellulosique: autohydrolyse rapide de copeaux de bois de peuplier. Bulletin de la Société chimique de France, (6), 836-843.
  6. Didderen, I., Destain, J., & Thonart, P. (2008). Le bioéthanol de seconde génération: la production d'éthanol à partir de biomasse lignocellulosique. Presses agronomiques de Gembloux
  7. Laurent, P., Roiz, J., Wertz, J. L., Richel, A., & Paquot, M. (2011). Le bioraffinage, une alternative prometteuse à la pétrochimie. Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement, 15(4), 597.
  8. a, b, c, d, e et f Hohwiller, C. (2011). La production de carburants liquides par thermoconversion de biomasse lignocellulosique : évaluation pour le système énergétique français futur (Doctoral dissertation, École Nationale Supérieure des Mines de Paris)
  9. Carole Hohwiller (2011), La production de carburants liquides par thermoconversion de biomasse lignocellulosique : évaluation pour le système énergétique français futur. Génie des procédés. École Nationale Supérieure des Mines de Paris ; citation : p 14/151.
  10. Dupouey J.L & Pignard G (2001) Quelques problèmes posés par l'évaluation des stocks et flux de carbone forestiers au niveau national. Revue forestière française, 53(3-4), 294-300.
  11. Girard C.M (1987). Caractérisation des prairies permanentes par leur physionomie saisonnière et leur comportement spectral: application à l'évaluation de la biomasse. Acta oecologica. Oecologia plantarum, 8(4), 345-358.
  12. Auclair, D., & Metayer, S. (1980). Méthodologie de l’évaluation de la biomasse aérienne sur pied et de la production en biomasse des taillis. Acta Oecologia, 1, 357-377.
  13. Guiral, D., Arfi, R., Da, K. P., & Konan-Brou, A. A. (1993). Communautés, biomasses et productions algales au sein d'un récif artificiel (acadja) en milieu lagunaire tropical. Revue d'hydrobiologie tropicale, 26(3), 219-228.
  14. Mélin, F. (2003). Potentiel de la télédetection pour l'analyse des propriétés optiques du système océan-atmosphère et application a l'estimation de la photosynthèse phytoplanctonique ; Thèse de doctorat, Toulouse 3 (notice)
  15. Berthon, J. F. (1992). Évaluation de la biomasse phytoplanctonique et de la production primaire associée à partir de données satellitaires («couleur de l'océan»). Application à la zone tropicale au large de la Mauritanie (utilisation de l'imagerie du « Coastal Zone Color Scanner ») Thèse de doctorat (notice Inist-CNRS).
  16. Gillet H (1967) Essai d'évaluation de la biomasse végétale en zone sahélienne (végétation annuelle). Journal d'agriculture tropicale et de botanique appliquée, 14(4), 123-158.
  17. Ratsimbazafy, R., Boucher, G., & Dauvin, J. C. (1994). Mesures indirectes de la biomasse des nématodes du meiobenthos subtidal de la Manche. Cahiers de biologie marine, 35(4), 511-523 (résumé).
  18. a et b Djemali I (2005) Évaluation de la biomasse piscicole dans les plans d'eau douce tunisiens: approches analytique et acoustique ; thèse de Doctorat en agronomie, spécialité halieutique, PDF, 193 p

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Chaussod, R., & Nicolardot, E. B. (1982). Mesure de la biomasse microbienne dans les sols cultives, 1: approche cinetique et estimation simplifiee du carbone facilement mineralisable. Revue d'Écologie et de Biologie du Sol.
  • Godbout S, Fournel S, Palacios J.H, Larouche J.P & Pelletier F (2014), Caractérisation des émissions atmosphériques lors de la combustion à la ferme de la biomasse lignocellulosique. Quebec City, QC, Canada: Research and Development Institute for the Agri-Environment (IRDA), 275.
  • Godbout, S., Fournel, S., Palacios, J. H., Larouche, J. P., & Pelletier, F. (2014). Caractérisation des émissions atmosphériques lors de la combustion à la ferme de la biomasse lignocellulosique. Quebec City, QC, Canada: Research and Development Institute for the Agri-Environment (IRDA), 275.
  • Carole Hohwiller (2011), La production de carburants liquides par thermoconversion de biomasse lignocellulosique : évaluation pour le système énergétique français futur. Génie des procédés. École Nationale Supérieure des Mines de Paris.
  • Imbach J (2009), Évolution de la demande en biomasse lignocellulosique à l'horizon 2020 et mise en perspective par rapport à la ressource disponible. Commissariat à l'énergie atomique : Saclay.