L'amélioration de la logistique pour les cultures bioénergétiques en Europe.
L'énergie renouvelable est souvent associée aux éoliennes ou aux panneaux solaires, mais la biomasse représente en fait plus de 60 % de l'énergie renouvelable produite en Europe. La matière végétale ou «biomasse lignocellulosique» est le matériau brut le plus couramment utilisé pour produire de la chaleur et de l'électricité. Mais selon Benoit Gabrielle, professeur de biophysique environnementale à l'Université Paris-Saclay et coordinateur du projet LOGISTEC, financé par l'UE, «si la chaîne d'approvisionnement de la biomasse lignocellulosique n'est pas gérée de façon durable sur le plan économique, social et environnemental, l'Europe ne pourra pas atteindre ses objectifs ambitieux en matière d'énergies renouvelables.» La production de bioénergie met en œuvre une chaîne d'activités allant de la culture de la plante à la conversion finale en énergie. «L'optimisation des diverses étapes de la chaîne, depuis la sélection et la gestion de la matière première jusqu'au mode de transport, en passant par la récolte, le prétraitement et le stockage, pourrait réduire les coûts et améliorer la durabilité de l'approvisionnement en biomasse», explique M. Gabrielle. Chaque étape pose différents problèmes et LOGISTEC avait pour objectif de trouver des technologies améliorées pour toutes ces étapes. «Le projet était également destiné à développer un cadre global pour optimiser la logistique d'un point de vue économique et pour évaluer la durabilité des sources d'approvisionnement au niveau environnemental et social», ajoute-t-il. Tester les technologies actuelles LOGISTEC a étudié tous les types de cultures spécifiquement pratiquées pour la biomasse, afin d'en examiner les conséquences environnementales. Il a pour cela utilisé des méta-analyses, des tests en laboratoire, des essais sur le terrain et des modélisations d'écosystèmes spécifiques. Il a produit un ensemble de tests de référence pour des technologies commerciales. «Le projet a pointé les plus efficaces, amélioré certaines d'entre elles (pour les systèmes de récolte) ou examiné la possibilité de les utiliser pour la grande variété de cultures énergétiques testées au cours du projet», explique M. Gabrielle. Les partenaires du projet ont créé une base de données mondiale de cultures énergétiques en fonction de leur potentiel de production de biomasse et utilisé une méta-analyse pour classer les rendements des cultures énergétiques candidates en fonction des conditions locales. «C'est la première fois qu'une telle base de données est constituée, et une méta-analyse réalisée. En ce qui concerne la production de biomasse, le projet a confirmé que le miscanthus présente le potentiel le plus élevé, par rapport aux autres espèces candidates.» ajoute M. Gabrielle. Des modèles mathématiques développés par l'équipe ont également pu guider la sélection des meilleures combinaisons de technologies dans la chaîne d'approvisionnement pour chaque type de biomasse ou zone climatique, et pour soutenir la conception des futures chaînes d'approvisionnement en biomasse, des processus de conversion et des produits. Tester de nouvelles technologies L'un des domaines étudiés par le consortium était le potentiel d'un procédé thermique de prétraitement pour rendre la biomasse «plus dense» et facile à transporter. Connu sous le nom de torréfaction humide (Torwash), le procédé génère également des résidus liquides qui pourraient être utilisés comme fertilisants. «Ce procédé produit un résidu solide ayant une densité d'énergie 4 fois supérieure à celle de la biomasse brute, et doté de très bonnes propriétés pour la combustion, mais malheureusement, les effluents riches en nutriments ont parfois réduit le rendement des cultures», explique M. Gabrielle. Il ajoute que le résidu peut parfois être soumis à une digestion anaérobique afin de créer des engrais à la place. M. Gabrielle conclut que LOGISTEC a montré que tous les composants de la chaîne logistique peuvent être améliorés et que l'optimisation de la chaîne est payante. «Le stockage s'est avéré être le principal obstacle à l'efficacité globale des chaînes. De nouvelles options pour pratiquer ces cultures, par exemple en mélangeant des légumineuses et des espèces lignocellulosiques, apparaissent très prometteuses pour économiser les ressources et réduire les conséquences environnementales», estime-t-il. Les technologies de densification comme Torwash apparaissent également prometteuses pour des applications à grande échelle. Certaines des innovations développées par LOGISTEC ont déjà été commercialisées par les entreprises participant au projet, dont des systèmes d'amélioration de la récolte, la densification par briquetage, ou la surveillance en temps réel des flux de biomasse et des stocks. Parmi les développements à plus long terme, on peut citer la conception de logiciels d'optimisation de la logistique destinés à soutenir les prises de décision pour la gestion de la production de biomasse, pour tout lieu ou culture.
Mots‑clés
LOGISTEC, cultures énergétiques, biomasse, Miscanthus x giganteus, gestion de la chaîne d'approvisionnement, rendements des cultures, bioéconomie, bioraffinage.