Sur la valorisation énergétique de la biomasse

Actuellement, on est à la recherche de toutes les sources d'énergie dites «alternatives» en vue de remplacer les énergies d'origine fossile. On se rabat, logiquement sur la biomasse, énergie réputée «renouvelable». Cette énergie est renouvelable, à condition de respecter une série de règles.

Un gâchis environnemental dangereux

Contrairement aux idées généralement admises, la combustion de la biomasse, qu'elle soit sous forme de biocarburant liquide (tel que le bioéthanol), gazeux (tel que le bio-méthane), ou solide (tel que le bois, y compris sous forme de «pellets»), ne s'inscrit absolument pas dans le concept du développement durable. Cela s'applique à toute la biomasse présentement exploitée d'une manière ou une autre à des fins énergétiques, provenant par exemple:

• de plantations énergétiques sylvicoles (par exemple, de bois à croissance rapide, pour la production de «pellets» ou de bois de chauffage);
• de plantations énergétiques agricoles (de cultures sélectionnées pour la production de biogaz ou de bioéthanol);
• des lisiers d'élevages industriels et des boues de stations d'épuration (transformés par fermentation pour la production de biogaz);
• des sous-produits et résidus sylvicoles ou agricoles et des déchets domestiques ou industriels enfouis dans des sites d'enfouissement spécialisés (pour la récupération de biogaz) ou incinérés (pour la production de chaleur de procédés).

La valeur biologique de la biomasse détruite par combustion est supérieure à celle de l'énergie récupérée. Surtout dans le contexte actuel de gabegie énergétique. Suite aux activités humaines, notre terre est en train de perdre sa biomasse. Le maintien d'une certaine masse dans la biosphère est un facteur important des grands équilibres naturels, notamment ceux qui garantissent la stabilité de la température. En-dessous d'une masse critique les phénomènes de déséquilibre risquent de s'emballer, avec des conséquences dont nous ne pouvons encore prévoir la gravité.

Cinquante années d'agrochimie et d'agriculture industrielle ne font qu'aggraver les conséquences de surpâturage et de déboisement massif perpétré par les hommes depuis des siècles, voire des millénaires. Depuis l'apparition des civilisations, les régions fertiles des continents ne cessent de rétrécir. Il n'est pas exagéré de dire que l'histoire de l'humanité est une histoire d'humus. Les plus grandes guerres et des migrations de peuples trouvent in fine leur origine dans la disparition de l'humus de leurs terres. Contrairement à ce qui s'est passé jusqu'aux temps modernes, l'humanité actuelle n'a plus de nouvelles terres à conquérir, à mettre en valeur – c'est-à-dire détruire. Nous sommes arrivés à un point tel qu'on a absolument besoin de chaque kilogramme de biomasse animale et végétale pour régénérer les écosystèmes. La teneur en humus des terres agricoles, mais aussi des sols forestiers a chuté à un dixième de sa valeur en moins d'un siècle. Même si personne ne semble l'admettre, c'est la cause profonde de nos problèmes d'eau et aussi de la pollution par les nitrates.

La destruction de la biomasse animale (y compris les déjections humaines) sous prétexte d'épuration (même par les plantes!) et celle de la biomasse végétale pour la production d'énergie, prépare des déséquilibres graves dans la biosphère, comme la désertification, les sécheresses, les inondations. Elle renforce aussi d'une manière importante le réchauffement planétaire. La destruction massive de la biomasse rejette beaucoup de CO2 dans l'atmosphère, mais surtout diminue la capacité de régénération des écosystèmes susceptibles de piéger les gaz à effet de serre.

Compte tenu de ce fait, l'utilisation des biocarburants (biodiesel, bioéthanol, biogaz, pellets de bois) est un gâchis immense et compromet notre avenir.

Énergie de la biomasse, mais autrement

Sans une connaissance approfondie du mécanisme de fixation de l'énergie solaire dans la biomasse végétale, il est dangereux de se lancer dans la combustion inconsidérée de la biomasse disponible. Ce qui ne signifie absolument pas qu'il faut renoncer à la biomasse pour la production d'énergie. Tout au plus, il faut procéder autrement. La biomasse végétale peut fournir beaucoup d'énergie à basse température, donc pour le chauffage.

Même si la plupart des scientifiques les ignorent, les observations expérimentales s'accumulent pour montrer que pendant la photosynthèse, les plantes semblent fixer plus d'énergie solaire que celle qu'on peut en récupérer par combustion simple. Ce fait paradoxal n'a pas encore une explication scientifique satisfaisante. Si ces observations devaient se confirmer, elles ouvriraient des perspectives encourageantes devant la valorisation énergétique de la biomasse, sans déséquilibrer la biosphère.

La photosynthèse: une fusion froide biologique?

A ce sujet, j'ai formulé l'hypothèse (à vérifier), suivant laquelle à côté du processus de réduction (transfert d'électrons) pour la synthèse de la cellulose, les plantes semblent fixer de quantités plus importantes d'énergie, par un autre procédé, dont l'explication se trouve sans doute dans les travaux de physicien français Louis Kervran. Il s'agirait, peut-être d'une sorte de fusion froide biologique.

L'énergie ainsi stockée ne peut être récupérée qu'à l'aide d'un système biologique fonctionnant avec des bactéries. La combustion de la biomasse rend impossible cette récupération. C'est la raison pour laquelle, si étonnant que cela puisse être, le rendement de fixation de l'énergie solaire par les plantes paraît très faible (1 à 4 %). Ce pourcentage est faible, car il est mesuré par rapport à la quantité d'énergie récupérable par combustion. Dès qu'on fait les mesures sur un système biologique, pendant le compostage suivant la méthode de Jean Pain, l'énergie de basse température récupérable (le cœur du tas de compost reste au-dessus de 60°C pendant des mois, pouvant produire de l'eau de 40 à 50°C) dépasse celle obtenue par combustion. C'est ce qu'on a mesuré il y a déjà quelques années à Londerzeel (Belgique), au Comité Jean Pain. Ces mesures doivent, évidemment, faire l'objet de vérifications. Afin d'augmenter les rendements, il sera aussi nécessaire de procéder à une sélection de bactéries capables d'effectuer cette récupération calorifique.

Même au cas où mes hypothèses devaient s'avérer non fondés, le fait expérimental bien établi est là: le compostage suivant la méthode de Jean Pain dégage des quantités d'énergie du même ordre de grandeur que celle obtenue par la combustion simple des déchets de bois destiné au compostage. La différence est qu'après la récupération de son contenu énergétique, le compost obtenu reste disponible pour la régénération des terres agricoles et forestières; et même pour un programme de reconquête du désert.

Si l'on veut utiliser la biomasse végétale pour la production d'énergie, la filière la plus rationnelle me semble être la récupération de la chaleur du compostage pour le chauffage des bâtiments et des serres.

Par cette option, on renforce donc l'écosystème pour piéger le CO2 de l'atmosphère (diminuer l'effet de serre par «puits à carbone»), on rejette moins de CO2 et on obtient au moins autant d'énergie que par la combustion - peut-être plus...

C'est la raison pour laquelle, depuis des années, je dis haut et fort:

«La valorisation énergétique de la biomasse - du moins dans le contexte actuel - est un immense gâchis. La valeur biologique de la biomasse détruite sous prétexte de valorisation énergétique (ou d'épuration) est bien supérieure à celle de l'énergie obtenue».

Dans l'intérêt de la biosphère il n'est donc pas conseillé de brûler les pellets de bois, du biogaz ou des biocarburants. La filière de compostage valoriserait aussi la biomasse d'origine animale et humaine. L'imprégnation du bois pourrait se faire avec du lisier d'élevage, des effluents des toilettes. C'est sans doute la façon la plus rationnelle d'éliminer ces déchets. C'est à ce niveau que se trouve la véritable justification de la suppression des W.-C. à chasse et la généralisation des bonnes toilettes sèches.

En renforçant les sols forestiers par le compost obtenu, on augmenterait encore la production du bois à l'hectare et on piégerait de plus en plus de CO2 pour freiner l'échauffement planétaire. Avec la combustion directe du bois, et des biocarburants, on le renforce.

De plus, dans les régions caractérisées par des hivers froids, où la consommation d'énergie pour le chauffage des habitations peut être substantielle (environ 60% à Bruxelles comme à Montréal), on comprend que le chauffage par le compost couvrirait une proportion non négligeable des besoins, tout en régénérant les terres.

Production alimentaire vs biocarburants

Les gouvernements de plusieurs pays industrialisés font actuellement la promotion de la production des biocarburants. Dans un avenir relativement proche, il est à craindre que cette activité entrera en concurrence avec la production alimentaire mondiale. Un choix devrait alors être fait: nourrir la population des pays pauvres ou alimenter la gabegie énergétique des pays riches.

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