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Les centrales biomasse : fonctionnement, avantages et inconvénients

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De plus en plus connue, la biomasse est la source principale d’énergie renouvelable sur Terre. La biomasse, c’est le fait de produire de l’électricité et de la chaleur avec la combustion de matière végétale ou animale. L’intérêt principal de cette solution de production d’énergie est le fait que la matière utilisée est inépuisable, à partir du moment où celle-ci est produite de façon écologique, contrairement aux énergies fossiles.

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Le fonctionnement d’une centrale biomasse

Une centrale biomasse produit de l’électricité à partir de la vapeur d’eau qui se dégage lors de la combustion de matières végétales ou animales, effectuée dans une chambre de combustion. Ce processus se fait en plusieurs étapes :

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biomasse

1. La combustion : La biomasse est brûlée dans une chambre à combustion.

2. La production de vapeur : La biomasse dégage de la chaleur qui va chauffer de l'eau dans une chaudière. L'eau se transforme en vapeur, envoyée sous pression vers des turbines.

3. La production d'électricité : La vapeur fait tourner une turbine qui fait à son tour fonctionner un alternateur. Grâce à l'énergie fournie par la turbine, l'alternateur produit un courant électrique alternatif. Un transformateur élève la tension du courant électrique produit par l'alternateur pour qu'il puisse être plus facilement transporté dans les lignes à moyenne et haute tension.

4. Le recyclage : A la sortie de la turbine, une partie de la vapeur est récupérée pour être utilisée pour le chauffage. C'est ce que l'on appelle la cogénération.

 

Le reste de la vapeur est à nouveau transformée en eau grâce à un condenseur dans lequel circule de l'eau froide en provenance de la mer ou d'un fleuve. L'eau ainsi obtenue est récupérée et recircule dans la chaudière pour recommencer un autre cycle.

Les avantages de la biomasse

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electricite

Le principal avantage des centrales biomasse est simple : elles permettent de créer de l’énergie sans utiliser d’énergies fossiles, grâce à des ressources écologique. Avec la biomasse, il est aussi possible de valoriser les déchets et les réutiliser pour créer de l'énergie.

Ce mode de production d'électricité a, en principe, un bilan carbone neutre, car celui-ci rejette une quantité en CO₂ relativement faible, similaire à la quantité consommée par les végétaux lors de leur phase de croissance.

Dans un monde où l'écologie et le respect de l'environnement sont de plus en plus importants, l'utilisation de combustibles naturels est forcément une solution appréciée. Cependant, cette solution est contestée par de nombreuses associations...

Différents mécanismes permettent de créer de l’énergie avec la biomasse :

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matiere premiere

1.  La combustion de matière première :

C’est la méthode la plus fréquemment adoptée. Elle s'appuie sur la combustion de matière première, comme le bois, afin de créer de la vapeur d’eau, nécessaire pour que la turbine fonctionne.

Un détail est particulièrement relevé par les associations de défense de l’environnement : la déforestation.

Le bois étant la principale matière consommée par les centrales biomasse, la présence croissante de ce mode de production d’énergie va potentiellement causer une nécessité en arbres de plus en plus importante. Il faudra donc être attentifs à ce que l’exploitation des ressources ne soit pas trop intensive.

Exemple d'utilisation : à partir de résidu de la production de canne à sucre : La bagasse. Cette forme de biomasse se substitue au charbon pour alimenter des centrales thermiques. Cette pratique permet d'utiliser les ressources naturelles des Iles dans les DROM-COM (La Réunion, la Guadeloupe, ...).
 

> Pour en savoir plus : Lisez notre article

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2.  La gazéification :

C'est une alternative innovante qui consiste, par un procédé thermochimique, à transformer la biomasse solide en gaz combustible valorisable de multiples façons. Avec ce processus, on transforme de la matière première en un gaz, qui va ensuite servir de combustible.

Exemple d'utilisation : La gazéification peut permettre de créer un biogaz, par exemple grâce au chanvre. La gazéification, ce procédé thermochimique à haute température (entre 800°C et 1400°C) est capable de valoriser différents intrants tels que la biomasse sèche, les combustibles solides de récupération ou les déchets de bois. Le chanvre peut donc être utilisé lors de ce mécanisme.

De même, il existe au Japon une association nommée HySTRA, qui a pour objectif de développer un réseau d'approvisionnement en hydrogène fiable et économique. Grâce à elle, un terminal de déchargement de ce carburant est en cours de construction au Japon, et une usine de gazéification de lignite est également en train d'être construite en Australie.

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3.  La méthanisation :

Le processus de méthanisation est parfois utilisé par des centrales biomasse. Dans ce cas, les matières organiques utilisées, comme les déchets ménagers, les papiers, les cartons ou le fumier, ne sont pas brûlées, mais fermentées.

Exemple d'utilisation : La méthanisation va permettre de créer un biogaz utilisé pour le fonctionnement des voitures et des poids-lourds. C'est une technique en plein essor ! Le nombre de sites de méthanisation injectant du biogaz sur les réseaux gaziers a largement augmenté en 2020. Au 31 décembre 2020, la France comptait 214 sites de méthanisation.

Il existe depuis peu un portail national d’information grand public dédié à la méthanisation. Baptisé MéthaFrance, il a pour objectif de répondre de manière pédagogique aux questions que pourraient se poser les Français sur le développement de la méthanisation sur nos territoires. 

Garantir la sécurité des travailleurs des centrales biomasse

La prévention des risques et l'amélioration durable des conditions de vie au travail sont des problématiques à prendre en compte dans les centrales biomasse. Plusieurs risques sont présents : la manutention manuelle de charges lourdes, la présence de postures pénibles, le contact potentiel avec des agents chimiques dangereux, et le volume sonore parfois important.

Afin de protéger les employés des centrales biomasse, plusieurs Equipements de Protection Individuelle (EPI) doivent être mis en place et utilisés. Selon les secteurs d'activité, les EPI recommandés sont différents. En ce qui concerne la biomasse, les équipements recommandés sont :

La protection respiratoire

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Une protection respiratoire est obligatoire pour protéger un opérateur, dans le cas où la prévention ne suffit pas.

Choisir un appareil de protection respiratoire doit se faire après analyse complète du poste de travail. Ensuite, il sera possible de choisir la protection adaptée par celles qui existent (masques jetables ou réutilisables, demi-masques et masques à cartouches filtrantes, appareils respiratoires, d’épuration, de ventilation, etc.).

La protection antichute

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La protection antichute englobe plusieurs éléments : la connexion, le maintien, l'ancrage, les longes, les enrouleurs, les cordes, la ligne de vie, les cravates, le harnais, etc.

Les équipements sont choisis selon des normes européennes et doivent obligatoirement être soumis au marquage CE.

La détection de gaz, portable ou fixe

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Plusieurs détecteurs de gaz existent, et il faut les analyser en détail pour en connaitre les différentes fonctionnalités et caractéristiques. Il faut donc être bien conscients de ses besoins et évaluer les risques gaz liés à son activité.

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Notre sélection d'équipements en centrales biomasse

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gasman
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Détecteur monogaz GASMAN Crowcon

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Centrale de détection gaz REGARD 3900

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Centrale de détection REGARD 7000

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Détecteur de gaz fixe POLYTRON 7000
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Détecteur de gaz fixe POLYTRON 7000

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Détecteur de gaz fixe POLYTRON 3000

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bioscape
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Appareil respiratoire d'évacuation BIOSCAPE

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Harnais de sécurité H-DESIGN Honeywell

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Longe antichute EDGE MILLER

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Cravate Sangle TITAN Honeywell Miller

Sources : EDF, Le blog Lendopolis