Biomasse – Energie – PEES9AB

Programme et contenu

Dans un monde préoccupé par le réchauffement climatique, la raréfaction des sources d’énergie fossiles et les risques du nucléaire, la biomasse apparaît comme une ressource énergétique propre et renouvelable. Elle représente déjà 10 % de la production d’énergie primaire et est la première source d’énergie renouvelable devant l’hydraulique. Ce cours vise à présenter son potentiel et les moyens de la valoriser pour la production de chaleur, de combustibles gazeux, liquides et solides, et d’électricité. La production d’énergie à partir de biomasse, avec ses atouts et ses limites, sera étudiée globalement, en incluant les aspects énergétiques, environnementaux et économiques, et aussi en détails, en s’intéressant aux processus physiques mis en jeu lors de la transformation matière-énergie.

Plan: – Introduction : contexte, intérêt, marché, impact environnemental. Filières biomasse-énergie existantes. – Les différentes ressources biomasse : nature physique et chimique, disponibilité, coût. Calcul d’inventaire forestier. – Production de biogaz. Les procédés selon les échelles. Evaluation économique d’une installation de méthanisation agricole. – Production de biocarburants de première génération : bioéthanol et biodiesel par procédés biologiques. Synthèse Fischer-Tropsch. Dimensionnement d’un réacteur biologique ou d’hydrolyse. – Conversion thermochimique de la biomasse I. Combustion : du traditionnel à l’industriel actuel. Processus de combustion d’une pièce de bois. II. Gazéification et pyrolyse. Performance d’un lit fixe de gazéification. – Valorisation énergétique des déchets.

Compétences

• Connaître : Identifier les filières de production d'énergie à partir de biomasse. Enumérer les ressources. Nommer les produits énergétiques. Enoncer les ordres de grandeurs pertinents (PCI, rendements).
• Comprendre : Expliquer les processus de photosynthèse, méthanisation, pyrolyse, gazéification.
• Appliquer : Résoudre des problèmes spécifiques et nouveaux en réutilisant pour partie ses connaissances préalables.
• Analyser : Distinguer les enjeux que représente la biomasse dans le paysage énergétique. Analyser et comparer les procédés utilisables et les processus physicochimiques mis en jeu.
• Synthétiser : Rédiger des rapports de TD.
• Évaluer : Evaluer l'intérêt énergétique et environnemental des différentes valorisations de la biomasse. Calculer les coûts économiques.