Biomasse : définition, production, et avantages en 2024

La biomasse représente environ 55 % de la production d’énergie finale, ce qui en fait la principale source d’énergie renouvelable en France. Il s'agit aussi de la forme d'énergie la plus ancienne utilisée par l'homme. Le terme biomasse désigne l’ensemble des matières organiques d’origine animale ou végétale pouvant se transformer en énergie. Cette transformation de la matière première en source d’énergie renouvelable est une solution alternative à la dépendance aux énergies fossiles.

Biomasse définition : à quoi correspond cette énergie ?

Pour comprendre ce qu'est la biomasse et en donner une définition complète, il faut comprendre de quoi cette énergie est constituée, ainsi que son fonctionnement et les enjeux qui en découlent. Que peut-on produire comme énergie à partir de ses ressources ? Comment cette production peut être mise en place à l’échelle industrielle ?

Qu’est-ce que la biomasse ?

L’énergie biomasse est la 1ʳᵉ source d’énergie renouvelable en France, devant l’énergie hydraulique, éolienne et solaire. Elle recouvre l’ensemble des matières organiques, que celles-ci soient d’origine végétale ou animale.

Graphique : Selectra - Source : Chiffres clés de l'énergie - Édition 2023 - Ministère de la Transition Énergétique

Ainsi, les matières organiques utilisées peuvent être issues de la part résiduelle du bois, des forêts, de déchets agricoles ou agroalimentaires, des déchets ménagers (compost) ou effluents d’élevage, ou encore les algues de la mer. Tout ce qui compose les êtres vivants et leurs résidus peut être utilisé en tant qu’énergie biomasse.

Il s’agit de la forme d’énergie la plus ancienne : celle-ci était utilisée dès la préhistoire, lors de la découverte et des premières utilisations du feu.

La biomasse peut se trouver à l’état sauvage, ou faire l’objet de filières de production :

• Le bois et l’exploitation forestière ;
• L’agriculture et l’élevage ;
• Les déchets ménagers, industriels biodégradables ou rejets organiques des stations d’épuration ;
• Les déchets issus du milieu aquatique (pèche, algues).

Comment transformer de la biomasse en énergie ?

L'énergie biomasse permet, d’un point de vue biologique, de produire de l’énergie au moyen de la photosynthèse. Concrètement, cette dernière correspond au processus mettant en action l’énergie lumineuse du soleil, la captation du dioxyde carbone contenu dans l’air et le rejet d’oxygène.

Ainsi, la biomasse végétale (plantes, algues, arbres etc.) émet peu de gaz à effet de serre (CO²) et participe activement à la lutte contre le réchauffement climatique actuel.

La biomasse est une source d’énergie renouvelable, dont l’utilisation dans les processus de transformation permet de produire de l’électricité, du biogaz, ou encore du biocarburant. Toutefois, il faut être vigilant quant à cette qualification de biomasse énergie renouvelable : celle-ci n’est possible que si la consommation de la biomasse ne dépasse pas sa capacité de régénération.

La valorisation de la biomasse en énergie est obtenue par différents processus de transformation : la combustion, la fermentation des gaz, ou par processus chimique.

Les différents modes de production de la biomasse

L’énergie biomasse est obtenue par trois types de procédés :

• La voie sèche dont le mode de production le plus utilisé reste la combustion du bois-énergie. Les déchets de bois secs sont brûlés dans des centrales biomasses – pour chauffer un liquide caloporteur. Celui-ci dégage de la vapeur d’eau utilisée soit dans le réseau de chauffage urbain ou soit pour actionner des turbines, qui elles-mêmes vont faire fonctionner un alternateur pour produire de l’électricité. En parallèle de la combustion existent d’autres filières de valorisation de la biomasse ;
• La voie humide dont la principale filière de production est la méthanisation. Elle consiste à utiliser, à grande échelle, un processus biologique naturel dont le principe repose sur la dégradation (fermentation) de la matière organique (déchets industriels périssables, agricoles, effluents d’élevage et boues d’épuration) par des micro-organismes. Le biogaz issu de ce processus permet de créer de la chaleur, de l’électricité et est employé en tant que carburant dans certains véhicules. Il peut remplacer le gaz naturel dans ses principales utilisations. Cependant, il est essentiellement composé de méthane, un puissant gaz à effet de serre ;
• La production de biocarburant comme le bio-éthanol fait à partir de sucres de la betterave ou du blé et que l’on retrouve dans l’essence SP95 ; ou le bio-diesel fait à partir d’huiles végétales comme l’huile de colza.

L’utilisation de matières premières issues de la biomasse est donc un formidable vivier pour notre utilisation quotidienne. On peut ainsi la retrouver sous différentes formes et utilisations : solvants industriels, sachets plastiques, certains cosmétiques, matériaux de construction, etc. En somme, la biomasse et ses réserves d’énergie sont partout !

Quels sont les usages de l’énergie biomasse ?

Ci-dessous, les différentes utilisations de la biomasse comme alternative efficiente dans la lutte contre le réchauffement climatique. Notons d'ailleurs que cette énergie renouvelable est essentielle dans une logique de transition énergétique réussie.

La chaudière biomasse ou l’utilisation du bois-énergie

Le combustible de bois et ses dérivés constituent la part la plus représentative de la biomasse solide. Par biomasse solide, on parle ainsi de matériaux biologiques pouvant être utilisés comme combustibles pour la production de chaleur ou d’électricité dans une centrale biomasse. Principalement, on retrouve les ressources issues de l’industrie du bois (bûches, plaquettes et granulés de bois), mais également les résidus des récoltes agricoles, les parcs et jardins, etc.

Ce bois-énergie est très largement employé dans le chauffage – collectif et individuel – en tant que combustible pour la chaudière à bois individuelle ou les chaudières à biomasse. Cette appellation concerne les trois types de chaudières les plus vendues en France : la chaudière à granulés de bois, la chaudière à bûches et la chaudière à plaquettes forestières.

La chaudière biomasse classe 5 fait d’ailleurs partie des chaudières à hautes performances énergétiques fortement recommandées en cas de remplacement de sa chaudière vétuste. Le gouvernement apporte pour cela son soutien à la modernisation des équipements de chauffe des ménages français, via des politiques financières de rénovation énergétique.

La chaudière biomasse est ainsi éligible aux différentes aides financières permettant d'amorcer sa transition énergétique. Parmi elles, nous retrouvons notamment :

• MaPrimeRenov' ;
• La Prime Énergie ;
• La prime Coup de Pouce Chauffage ;
• Les crédits d’impôt.

Avantages du bois énergie

Les atouts du bois énergie sont nombreux :

• Le tarif du bois – bûches, granulés de bois ou plaquettes forestières – est très attractif et bien inférieur aux énergies fossiles (deux fois moins cher que le gaz naturel et jusqu’à trois fois moins cher que le fioul domestique) ;
• Le bois est une ressource renouvelable, dont les zones boisées en France ou dans le monde ont de meilleures vitesses de remplacement que les énergies fossiles (15-80 ans pour le bois contre 450 millions d’années pour le pétrole) ;
• Le bois énergie est une ressource naturelle qui dégage très peu de gaz à effet de serre lors de sa combustion, ce qui fait de la chaudière biomasse l’une des chaudières écologiques les plus attractives du marché ;
• Le bois énergie est la première ressource renouvelable employée en France.

Prix moyen d'une chaudière biomasse

Graphique: Selectra - Source: Fournisseurs-electricité.com

Le biométhane et les biocarburants

Le biométhane ou biogaz est constitué de méthane à plus de 90 %. Ce gaz à effet de serre, hautement toxique, est créé par les émanations gazeuses de matières en décomposition. Il peut être utilisé comme combustible pour se chauffer, pour produire de l’électricité via une turbine ou même faire fonctionner un moteur à combustion d’un véhicule. Les applications de cette ressource énergétique issue de la biomasse sont très variées et font du biogaz un concurrent de choix du gaz naturel.

Ce gaz vert peut ainsi être injecté dans le réseau public de gaz et permettre aux usagers de se chauffer et cuisiner.

Les biocarburants ou agro carburants se décomposent en deux filières de production, que l’on retrouve directement dans les réservoirs de carburant des voitures : le bioéthanol pour les moteurs essence, et le biodiesel pour les moteurs diesel. Ces deux carburants renouvelables sont issus du traitement chimique des huiles végétales, telles que l’huile de colza pour la production européenne ou l'huile de soja pour la production américaine.

Paré de toutes les vertus – faibles émissions de CO2 et de particule fines, énergie renouvelable et biodégradable, coût d’achat attractif – le biodiesel européen est cependant montré du doigt par l’opinion publique concernant sa composition à l’huile de palme (plus de 80 % de la production totale européenne). L’exploitation de cette huile est la cause d’un véritable désastre écologique (déforestation en masse et extinction d’espèces animales) en Indonésie et en Malaisie – pays qui concentrent plus de 80 % de la production mondiale et dont plus de 50 % est utilisée dans le biodiesel !

Le biodiesel n’est pas à condamner en totalité, surtout lorsque l’on peut privilégier d’autres sources d’origine de la biomasse, comme le colza. Certains producteurs de biodiesel en France proposent d'ailleurs un carburant vert à destination des professionnels.

La production d’électricité ou la cogénération

L’exploitation de la biomasse peut également servir à produire de l’électricité et/ou de la chaleur. En France, le fournisseur historique EDF assure sa production via des centrales biomasses. Le principe de fonctionnement consiste à utiliser la combustion de matières organiques pour chauffer de l’eau et produire de la vapeur. Sous pression, celle-ci actionne une turbine dont le mouvement produit de l’énergie envoyée à un alternateur. Cet alternateur produit un courant alternatif électrique, courant transporté via les lignes à hautes tensions jusqu’aux domiciles des particuliers. Ce principe de fonctionnement n’est pas sans rappeler le mode de production de l’hydroélectricité.

L'usine biomasse va toutefois bien au-delà : elle réutilise la vapeur d’eau en sortie de la turbine pour servir d’énergie pour le système de chauffage central. C’est ce que l’on appelle la cogénération : production d'électricité + chaleur (eau chaude et chauffage). Toute l’énergie produite à partir de la biomasse est ainsi exploitée avec efficience, l’efficacité énergétique est optimale. Attention cependant, car plus le transport est long, plus les déperditions en énergie sont importantes.

L’état de la filière biomasse dans le monde et en France

En 2024, l'énergie biomasse représente 55 % de la production totale des énergies renouvelables (EnR) en France : il s'agit de la 1ʳᵉ source d’énergie renouvelable.

Source : Ministère de la Transition Écologique, Chiffres clés des énergies renouvelables, Édition 2023 - Graphique : Selectra

Le gouvernement français a des objectifs ambitieux pour développer la filière de l'énergie biomasse. Celle-ci fait d’ailleurs partie de la Loi sur la Transition Énergétique et de la Croissance Verte, avec la Stratégie Nationale de Mobilisation de la Biomasse du 26 février 2018. Le plan Climat amorcé après les Accords de Paris de 2015 fixe les objectifs de développement des énergies renouvelables de l’ordre de 30 % en 2030.

De 2013 à 2023, la part des sources thermiques fossiles, auparavant dominantes dans le mix électrique européen, est passée de 40 % à 29 %. (Source RTE). Les politiques doivent poursuivre l'accélération des mesures en faveur des EnR, afin que celles-ci prédominent dans le mix énergétique français.

La biomasse hors déchets permet de produire près de 2 % de la production d’électricité mondiale, quand l’énergie hydraulique représente environ 20 % !

Faut-il être pour ou contre la biomasse ?

L’exploitation et le développement de la filière biomasse en France apporte d’indéniables bénéfices pour l’ensemble de la population, mais également quelques inconvénients. Quels sont les freins qui peuvent gêner son essor et peut-on y remédier ?

Avantages et inconvénients de la biomasse

Les principaux avantages de l'énergie biomasse sont les suivants :

• Les énergies biomasses participent à réduire la dépendance aux énergies fossiles et favorisent un mix énergétique gagnant pour la France ;
• La biomasse permet à des filières de production (industrie du bois, agriculture) de se diversifier et d’accroître leurs revenus ;
• L'énergie biomasse est facteur de développement de l’économie circulaire ;
• Les bioénergies issues de la biomasse permettent aux particuliers de réduire leur facture d’énergie et réduisent de fait la fracture énergétique ;
• La biomasse est une ressource naturelle disponible en abondance. Le bois qui constitue une part importante des énergies biomasses est exploité à hauteur de 60 % de ses capacités.

Ci-dessous, les inconvénients de la biomasse énergie :

• La biomasse est considérée comme une énergie renouvelable uniquement si l’exploitation de ses ressources est faite en bonne intelligence – sans menace pour le renouvellement naturel. Par exemple, l’exploitation du bois, même si les forêts et les zones boisées sont nombreuses en France, doit se faire sans menace pour le renouvellement. Il est donc primordial de diversifier les ressources biomasses utilisées pour produire de l’énergie (bois + déchets végétaux, etc) ;
• La biomasse produit des émissions de CO2, toutefois à des taux bien inférieurs aux énergies fossiles. Ces émissions de CO2 sont compensées par la quantité de dioxyde de carbone absorbée par les végétaux lors de leur cycle de vie. De plus, la combustion de la biomasse produit notamment une part importante de particules fines responsables de problèmes sanitaires majeurs (problèmes respiratoires chez les personnes physiques comme l’asthme) ;
• Autre frein à son exploitation sont ses coûts de production assez onéreux. Le fonctionnement d’une centrale biomasse suppose des procédés de fabrication (combustion et méthanisation) qui se répercutent sur le prix de l’énergie dont le prix de l’électricité.

Est-ce que la biomasse est écologique ?

L'énergie biomasse présente plus d'atouts que d'inconvénients, dont le fait qu'elle soit présente partout. Doit-on pour autant la considérer comme une énergie renouvelable, voire l'énergie renouvelable du futur ? Issue de la part biodégradable des végétaux et des déchets, la biomasse présente un bilan carbone neutre, autrement dit ses émissions de CO2 sont compensées par le cycle de vie des végétaux.

Cependant, les méthodes de valorisation de la biomasse (combustion, méthanisation) ne sont particulièrement efficaces et n'ont de sens écologiques, que si les ressources employées (zones forestières et agricoles) ne sont pas surexploitées. Elles doivent rentrer dans un schéma d'économie circulaire, selon l'adage "tout se transforme, rien ne se perd". Pour cela, tous les acteurs de la chaîne - gestionnaires de déchets, collectivités locales, producteurs d'énergie, industriels du bois - doivent travailler de concert pour que la valorisation énergétique de la biomasse présente un bilan carbone positif.

Selon le Syndicat des Énergies Renouvelables (SER), la production d'énergie biomasse représente 12 % des besoins énergétiques mondiaux, dont près des 3/4 sont employés dans le chauffage au bois et la cuisson. L'attention du gouvernement se dirige vers ces postes de consommation : 50 % de la consommation d'énergie en France est due au chauffage.

Le développement des filières d'énergies éoliennes et photovoltaïques permet d'élargir la production d'électricité, toutefois cela n'est pas suffisant. Développer la filière biomasse par la cogénération, et les appareils de chauffe afférents, permettrait avant 2030 à 10 millions d'habitations de se chauffer au bois domestique.

❓ FAQ

Quelle est la part des énergies renouvelables dans la consommation d'énergie primaire française ?

En 2022, les énergies renouvelables représentent environ 14 % de la consommation d'énergie primaire en France. Ce chiffre est en progression régulière depuis une dizaine d'années. La croissance importante de la production primaire d'énergies renouvelables depuis 2005 (+ 75 %) est principalement due à l'essor des biocarburants, des pompes à chaleur, de la filière éolienne et de la filière photovoltaïque.

Quelles sont les différentes formes de biomasses existantes ?

La biomasse correspond à l’ensemble des matières organiques qui peuvent se transformer en énergie. Concrètement, il existe trois principales formes de biomasse :

1. Les solides : paille, copeaux, bûches ;
2. Les liquides : huiles végétales, bio alcools ;
3. Les gazeux : biogaz.

Les objectifs gouvernementaux 2023 en matière d'électricité ont-ils été atteints ?

Les objectifs fixés par la programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE) portent sur le développement des filières de production d'énergies renouvelables et de récupération en France, entre 2023 et 2028. Cette organisation détermine donc les priorités d'action du gouvernement concernant les énergies vertes.

L'objectif principal de la PPE en matière d'énergies renouvelables est d'augmenter de plus de 70 % la capacité installée des énergies renouvelables électriques et d'environ + 35 % la production de chaleur renouvelable (par rapport à 2014). Cela permettrait d’atteindre 32 % d’énergies renouvelables dans la consommation finale d’énergie d'ici à 2030.

Le schéma ci-dessous nous permet de constater que 75 % de l'objectif concernant l'énergie biomasse a été atteint en 2022.