2.4. Composition de la Biomasse
La biomasse est constituée majoritairement de carbone,
d'hydrogène et d'oxygène (Kirubakaran et al., 2009).
Comparativement aux principaux combustibles d'origine fossile, les teneurs
importantes en oxygène des biomasses ont la particularité d'avoir
un faible pouvoir calorifique (Demirbas, 2010).
Les composants de la biomasse incluent aussi la cellulose,
l'hémicellulose, la lignine, les lipides, les protéines, les
sucres simples, l'amidon, l'eau, les hydrocarbures, les cendres et d'autres
composés. Dans la biomasse, la cellulose constitue la fraction la plus
large, suivie de l'hémicellulose, la lignine, les cendres, (Caballero
et al., 1996 ; Shebani et al., 2008 ; Demirbas, 2010).
2.4.1. Cellulose
Bien que la structure chimique de la cellulose soit bien
connue, sa structure à l'échelle tertiaire, incluant sa structure
cristalline et fibreuse, n'est pas complètement résolue. Dans son
état naturel, la cellulose est fibrillaire et partiellement cristalline.
Elle est constamment associée aux hémicelluloses (Chang et
al., 2007).
2.4.2. Hémicelluloses
Les hémicelluloses sont des polymères de
polysaccharides ramifiés à basse masse molaire (masse
moléculaire moyenne < 30000) (Goyal et al., 2008). La nature
et la proportion des hémicelluloses varient sensiblement entre les
espèces, et les paramètres qui auront un rôle
déterminant dans le comportement du bois lors du traitement
thermique.
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2.4.3. Lignine
La lignine est la deuxième matière organique la
plus abondante sur Terre après la cellulose et l'hémicellulose
(Demirbas ,2010). Elle rigidifie la paroi cellulaire et c'est grâce
à elle que les records de taille du monde vivant sont atteints par des
végétaux terrestres.
2.5. Propriétés de la biomasse
Les combustibles biomasses possèdent des
propriétés physico-chimiques relativement
différentes selon leur origine ou leur provenance
(Caillat et al., 2010).
On peut les caractériser par :
? un taux de matière volatile élevé,
typiquement entre 65 à 70% et 80% ;
? une humidité variable selon les types de produits
:
· faible (15-30%) pour des combustibles comme la paille
de céréales, des cultures énergétiques se
récoltant en sec (miscanthus, panic érigé (Panicum
virgatum)) et le bois de recyclage (broyat de palettes),
· élevé (40 à 60%) pour du bois
issu de l'expiation forestière (plaquettes), de l'industrie de
transformation (écorces, coproduits de scieries).
- un taux de cendres également variables selon les
types de biomasses :
· faible pour des plaquettes ou copeaux (1 à 2%)
et certaines cultures énergétiques comme le miscanthus (2
à 3%),
· un peu plus élevé (6 à 8%) pour
des écorces (qui concentrent une bonne partie des minéraux du
bois) et des coproduits agricoles type paille de céréales (5
à 8%),
- un PCI sur sec autour de 500KWh/t, à 5% près
(le PCI : est le pouvoir calorifique inférieur qui est la
quantité de chaleur maximale fournie par une unité de masse de
combustible sec lorsque l'eau formée par la combustion demeure à
l'état de vapeur) ;
- une densité relativement faible (0,1 à 0,3)
pour les combustibles les plus répandus. La densité est plus
élevée si la biomasse se trouve sous forme de pellets ou de
granulés ;
- une teneur massique en carbone comprise entre 36 et 51%
;
- une teneur massique en azote généralement
faible pour du bois (0,1 à 0,4%) mais qui peut augmenter pour de la
biomasse agricole (jusqu'à 1 à 1,5% d'azote avec de la paille)
;
- une teneur en soufre très faible (bois) à
faible (paille de céréales) en vue de limiter les
émissions de SO2 et la corrosion de l'installation ;
- une faible teneur massique en chlore pour du bois non
souillé (<0,05%) ; en faisant attention à la paille de
céréales qui peut contenir jusqu'à 1% de chlore
(émission de HCl et corrosion).
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