Production d’électricité : la biomasse

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Découvre comment la biomasse peut être utilisée pour produire de l’électricité.

La biomasse au Canada

2,0 % de la production d’électricité au Canada provient de la biomasse. La biomasse est la troisième plus grande source renouvelable d’électricité au Canada. L’électricité produite à partir de la biomasse a augmenté de 54 % entre 2005 et 2015. La majorité des centrales alimentées à la biomasse sont situées dans les provinces suivantes : Colombie-Britannique, Ontario, Québec, Alberta et Nouveau-Brunswick.

Carte des centrales alimentées à la biomasse au Canada
Carte des centrales alimentées à la biomasse au Canada. (Source : Régie de l’énergie du Canada)

 

Le savais-tu?

Le Canada est le deuxième exportateur de granules de bois dans le monde. Les granules de bois sont un type de biomasse. Ils sont faits de sciure de bois et d’autres déchets industriels.

Qu’est-ce que la biomasse?

La biomasse est un matériau organique qui provient de plantes et d’animaux morts récemment. La biomasse contient de l’énergie qui était autrefois issue du soleil. Les plantes convertissent l’énergie du soleil en énergie chimique. Ce processus est appelé photosynthèse. Les animaux qui mangent des plantes utilisent et emmagasinent cette énergie dans leur propre corps. Les combustibles fossiles ne sont pas considérés comme de la biomasse.

Le bois, les déchets agricoles, les gaz d’enfouissement et les déchets solides municipaux comptent parmi les types de biomasse les plus courants. Au Canada, les déchets de bois industriels sont le type de biomasse le plus répandu.


Exemples de biomasse
Exemples de biomasse (Parlons sciences utilisant des images de armckw via iStockphoto).

Comment utilise-t-on la biomasse pour générer de l’électricité?

Il existe trois façons d’utiliser la biomasse pour générer de l’électricité. La biomasse est soit 

  1. brûlée;
  2. décomposée par les bactéries;
  3. ou convertie en un carburant gazeux ou liquide.

Brûler la biomasse est la méthode la plus fréquemment utilisée. Elle porte aussi le nom de combustion. Cela s’apparente à brûler des combustibles fossiles. Le procédé consistant à brûler des matières pour produire de l’électricité est appelé production thermique.

L’électricité n’est pas produite directement à partir de cette combustion. La combustion des matières solides de biomasse chauffe des chaudières géantes remplies d’eau. Cela transforme l’eau liquide en vapeur. La vapeur génère une pression dans la chaudière. La force de la vapeur fait tourner une turbine. La turbine déplace ensuite une bobine ou un fil dans un générateur.

Certaines centrales alimentées à la biomasse produisent de l’électricité par la combustion de méthane. Le méthane est un gaz qui peut être récupéré dans les sites d’enfouissement. Ces centrales utilisent un procédé quelque peu différent de celui utilisé dans les centrales qui brûlent de la biomasse solide. Les produits de la combustion du méthane, au lieu de la vapeur, font tourner la turbine. Comme avec la biomasse solide, la rotation de la turbine entraîne un générateur.

Qu'est-ce que la Biomasse ? (2019) de Passion Céréales (2 min)

Les générateurs sont des dispositifs qui produisent de l’électricité. Les générateurs convertissent l’énergie mécanique en énergie électrique. D’abord, une force générée par la vapeur d’eau ou le gaz fait tourner le rotor. Le rotor contient une bobine de fil qui tourne à l’intérieur d’un aimant fixe placé autour de lui, appelé stator. La rotation crée un champ magnétique qui pousse les électrons le long du fil. Un courant électrique est ainsi créé. Ce processus est appelé induction électromagnétique. Le fil métallique est constamment en mouvement à l’intérieur de l’aimant. Cela génère un flux constant d’électrons, produisant de l’électricité.

Parties d’un générateur
Parties d’un générateur. (Parlons sciences utilisant une image de Graphic_BKK1979 via iStockphoto)

Le savais-tu?

Les carburants produits à partir de la biomasse peuvent faire fonctionner des moteurs ou réchauffer des maisons.

Quelle quantité d’énergie la biomasse peut-elle produire?

Les installations alimentées à la biomasse peuvent générer de 2 à 1 000 mégawatts d’électricité. À la fin de 2014, le Canada comptait 70 centrales alimentées à la biomasse. Ensemble, ces centrales peuvent produire 2 043 mégawatts d’électricité. Les industries, comme les usines de pâtes et papiers, utilisent environ la moitié de cette électricité

La centrale électrique Atikokan est la plus grande centrale électrique 100 % biomasse en Amérique du Nord. Elle est située dans le Nord-Ouest de l’Ontario. Cette centrale produisait autrefois de l’électricité en brûlant du charbon. À la suite des modifications apportées en 2014, elle brûle maintenant des granules de bois. Elle peut produire 205 mégawatts d’électricité par la combustion de granules de bois. Cette capacité de production est suffisante pour alimenter en électricité environ 70 000 maisons.

Graphique illustrant la capacité bioénergétique au Canada
Graphique illustrant la capacité bioénergétique au Canada. (Source : Régie de l’énergie du Canada)

Les avantages de la production d’électricité à partir de la biomasse

Contrairement aux autres types de ressources énergétiques renouvelables, les centrales alimentées à la biomasse peuvent produire de l’énergie en tout temps. Elles ne dépendent pas du vent ou du soleil qui changent durant la journée. Ainsi, l’électricité issue de la biomasse est plus fiable. 

Mais la biomasse diffère des autres types de sources d’énergie renouvelables. Contrairement au vent et au soleil, la biomasse est consommée lorsque l’électricité est produite. Pour que la biomasse soit renouvelable, les matières brûlées dans les centrales doivent être remplacées à mesure qu’on les brûle. Cela peut se faire par la production de nouvelles cultures ou la plantation d’arbres. Si cela se produisait, la combustion de biomasse n’entraînerait aucune hausse des niveaux de gaz à effet de serre. Dans le cas contraire, la combustion de biomasse engendrerait une augmentation des niveaux de gaz à effet de serre.

Un autre avantage de l’utilisation de la biomasse est qu’elle peut empêcher certains types de déchets de se retrouver dans les sites d’enfouissement.

Les désavantages de la production d’électricité à partir de la biomasse

Les gaz à effet de serre issus de la combustion de biomasse sont similaires à ceux produits par les combustibles fossiles. Ces gaz à effet de serre contribuent à la hausse des températures globales. La combustion de biomasse rejette aussi d’autres polluants dans l’air. Ces polluants incluent des matières particulaires, des oxydes d’azote, du soufre et du dioxyde. La pollution de l’air peut causer des problèmes de santé, notamment des maladies cardiorespiratoires et le cancer.

L’électricité produite à partir de la biomasse peut aussi avoir un impact sur l’environnement de plusieurs façons. Par exemple, l’abattage d’arbres peut entraîner la déforestation. La culture de plantes qui peuvent être utilisées comme biomasse peut avoir une incidence sur la qualité des sols et l’utilisation de l’eau. Ces plantes occupent de l’espace où des plantes sauvages auraient pu pousser.

Nous pourrions résoudre certains de ces problèmes grâce aux technologies. Par exemple, une utilisation plus prudente des terres, ainsi que l’usage de filtres et de sources plus propres de biomasse pourraient aider. D’autres sources de biomasse, comme le gaz méthane issu des déchets alimentaires, pourraient connaître un essor dans l’avenir. Grâce à ces technologies, la production d’électricité à partir de la biomasse pourrait être meilleure pour l’environnement. 

 

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Références

Cruichkshank, W.H., Robert, J.E., Silversides, C.R. (2014 September 9). Biomass Energy. The Canadian Encyclopedia 

Clean Energy BC. (n.d.). Biomass Fact Sheet

Natural Resources Canada. (2017 December 13). About Renewable Energy.

Turgeon, A., Morse, E. (2012 November 19). Biomass energy. National Geographic