On utilise les bioplastiques principalement pour des emballages, mais ils ont de nombreuses applications dans divers domaines :

• secteur alimentaire : raviers et pots, bouteilles, emballages divers, etc. ;
• secteur médical : fils de suture, broches orthopédiques, etc. ;composants électroniques ;
• matériaux de construction et pièces automobiles ;
• etc.

Des études d’analyse de cycle de vie ont montré que les bioplastiques ont de meilleures performances environnementales que les plastiques fabriqués à partir de pétrole. A masse égale, ils émettent moins de gaz à effet de serre et consomment moins d’énergies fossiles depuis l’extraction des matières premières jusqu’à la sortie de l’usine.

Certains bioplastiques sont biodégradables comme le PLA et peuvent donc être dégradés dans un compost industriel, ce qui présente l’avantage de les utiliser pour un système de tri des déchets organiques.

D’autres bioplastiques ne sont pas biodégradables, comme le PE, mais peuvent être recyclés tout comme les plastiques faits à partir de pétrole.

Les surfactants sont des composés qui contiennent à la fois une partie dite hydrophobe qui est insoluble dans l’eau, et une partie dite hydrophile qui est soluble dans l’eau. Les surfactants forment des agrégats où les parties hydrophiles sont en contact avec le liquide environnant, et les parties hydrophobes forment le cœur. L’alignement de ces molécules à la surface du liquide en modifie les propriétés.

Dans le cas des biosurfactants, la partie hydrophile peut par exemple être constituée de sucres provenant de l’industrie du sucre (betterave, canne à sucre) et de l’amidon (céréales, maïs). La partie hydrophobe est essentiellement issue d’huiles végétales.

Les surfactants sont utilisés dans de nombreux secteurs : le traitement du cuir ou du textile, le nettoyage et le dégraissage de matériaux, l’extraction de minerais, la formulation de peintures et vernis, etc. Ils peuvent être classés selon la fonction qu’ils remplissent :

• Détergents : ils enlèvent les salissures sur les supports solides ;
• Agents de solubilisation : ils aident à passer en « solution » des substances normalement insolubles dans le solvant utilisé ;
• Agents moussants : ils dispersent un volume élevé de gaz dans un faible volume d’eau ;
• Agents mouillants : ils permettent d’étaler du liquide sur un solide ;
• Agents dispersants : ils permettent de disperser les particules en évitant qu’elles forment des agrégats ;
• Agents émulsifiants : ils facilitent la formation d’une émulsion, un mélange de deux liquides non solubles entre eux.

La production de molécules à haute valeur ajoutée pour des marchés de niche peut être issue de :

• Cultures dédiées (ex : culture d’algue ou de végétaux en hydroponie pour produire des molécules pour le pharmaceutique) ou de récolte spécifique (ex : récolte de bourgeons pour la gemmothérapie)
• Coproduits (ex : valorisation de coproduit forestier)

Certains coproduits de faible valeur de ces industries, comme les nœuds ou les écorces, peuvent servir de matière première à l’extraction de molécules d’intérêt sans déstructurer la filière bois déjà en place ou apporter une pression supplémentaire sur nos forêts.

Le bois peut notamment contenir :

• des résines, famille de molécules formées au départ d’acides gras et de terpènes ;
• des tannins, composés phénoliques extractibles du bois, des nœuds ou encore des écorces de certaines essences dont le chêne et le châtaignier ;
• des sucres extractibles, comme ceux que l’on extrait de l’érable à sucre ;
• des huiles aromatiques, comme l’huile de cèdre ;
• du latex, extrait – par exemple – de l’hévéa, arbre à caoutchouc ;
• …

Plusieurs matières peuvent constituer la litière.

• Des matières végétales comme la paille (de céréales ou d’autres cultures), les copeaux et la sciure de bois ou encore le broyat de miscanthus et de chanvre qui se développent actuellement en Wallonie ;
• Des matières minérales comme le sable.

plusieurs paramètres : l’épaisseur de litière, la capacité d’absorption et les poussières respirables. Le confort s’évalue notamment par le temps de repos passé couché par les animaux.

• La capacité d’absorption de la litière permet de contrôler l’humidité de la litière, le confort animal et l’occurrence de maladies. La capacité d’absorption varie selon le type de matière et son taux d’humidité. Des mélanges, avec de la sciure d’eucalyptus par exemple, sont possibles pour renforcer la capacité d’absorption des litières ;
• Les poussières respirables sont un autre paramètre-clé lorsque de la litière est apportée alors que les animaux sont en stabulation. La teneur en poussières dépend des conditions de récolte, de stockage et/ou de conditionnement.                                          

La fréquence de manutention sera déterminée par la période durant laquelle les animaux resteront propres et présenteront un comportement normal n’affectant pas leur vitesse de croissance.

Au niveau de la facilité de manutention, le choix du type de litière a son importance. Il importe qu’une substitution de litière n’augmente pas la difficulté ou le temps de travail liés à la mise en place ou à l’entretien de la litière en stabulation et que l’outillage soit adapté.

Il est prouvé que le paillage permet de lutter efficacement contre les mauvaises herbes. Cette technique est donc une alternative intéressante à l’utilisation d’herbicides.

Cela sera particulièrement intéressant dans le secteur des parcs et jardins,  car l’utilisation de pesticides sera interdite dès 2019 pour l’entretien des espaces publics communaux et de certains espaces privés comme les hôpitaux.

Tous les paillis n’ont pas la même efficacité et ont des avantages et des inconvénients. Le choix du paillis est dépendant du budget et d’une préférence pour un paillis organique ou un paillis non organique.

Les paillis organiques apportent de la matière organique au sol au fur et à mesure qu’ils se décomposent. Ils contribuent donc à améliorer la fertilité du sol (complexe argilo-humique).

Ils constituent également un tampon entre la surface du sol et la terre. Cela favorise la vie des petits animaux et microorganismes du sol. Ceux-ci décomposent la matière organique et libèrent les nutriments utiles à la croissance des plantes. Ils créent également des galeries dans le sol ou l’air et l’eau peuvent circuler.

Le paillage a aussi deux avantages vis-à-vis de l’eau de pluie. Premièrement, le paillis forme un écran qui protège le sol de la pluie battante. On évite donc la création d’une croûte à la surface du sol, le ruissellement de l’eau et aussi les projections de spores de champignons néfastes sur les plantes (exemple : oïdium, mildiou, etc.).

Deuxièmement, une fois l’eau bien infiltrée dans le sol par temps pluvieux, elle s’évapore moins au retour du soleil puisque l’écran de paillis empêche le soleil de réchauffer directement l’eau du sol.

Les agrocombustibles peuvent être d’origine ligneuse (taillis à courte rotation, haies…) ou lignocellulosique (miscanthus, panic érigé, anas de lin…).

• Les agrocombustibles ligneux se récoltent généralement sous forme de tiges entières ou directement broyées en plaquettes de bois, à 50 % d’humidité. Une phase de séchage d’au moins 6 mois est nécessaire pour une utilisation en chaudière biomasse. Le taux de cendres est plus faible que dans le cas des combustibles lignocellulosiques ;
• Les agrocombustibles lignocellulosiques se récoltent par ensileuse généralement à une humidité comprise entre 10 et 25 %. Ces combustibles ne doivent pas être séchés et s’utilisent directement en chaudière biomasse. Le taux de cendres est supérieur à celui des combustibles ligneux, et la température de fusion des cendres plus basse.

Les agrocombustibles peuvent être utilisés en vrac ou subir une transformation (torréfaction, densification…). L’augmentation de la densité énergétique est utile lorsque le combustible est utilisé dans de grosses installations.

Tout comme les plaquettes forestières, les agrocombustibles s’utilisent en chaudière biomasse. Des réglages spécifiques permettront d’optimiser la combustion et de gérer la production de cendres.

Le bioéthanol est produit par fermentation de sucres et ensuite par distillation. L’étape de fermentation transforme les sucres simples (comme ceux présents dans la betterave, canne à sucre, etc.) en éthanol. La distillation permet de séparer l’eau de l’éthanol pour épurer celui-ci.        

En plus du bioéthanol, les usines qui fabriquent du bioéthanol produisent en même temps d’autres produits valorisables en alimentation humaine et animale, pour la chimie verte, etc. On parle donc d’une bioraffinerie.

Dans le cas de l’utilisation de résidus agricoles (pailles) ou autres matières lignocellulosiques, deux étapes supplémentaires sont nécessaires. En effet, ces matières premières contiennent des sucres « complexes » qu’il faut libérer (casser les fibres) puis transformer en sucres simples (hydrolyse) avant de réaliser la fermentation. Cette production de biocarburant de « seconde génération » est encore en développement bien que quelques unités de production de taille industrielle existent aux Etats-Unis et en Europe.

Le bioéthanol est essentiellement utilisé comme carburant pour les véhicules mais peut aussi être utilisé dans l’industrie chimique (molécule plateforme, biosolvants…) ou comme combustible pour la production de chaleur et/ou d’électricité.

Mélangé à l’essence, le bioéthanol peut être utilisé dans diverses proportions dans les véhicules routiers. Depuis 2013, l’essence vendue à la pompe contient environ 6 % de bioéthanol en volume sans que des modifications du moteur soient nécessaires. Au-delà d’un taux d’incorporation de bioéthanol supérieur à 10 %, soit il faut soit faire des adaptations moteurs soit former de l’ETBE, qui est un mélange entre bioéthanol et isobutène qui peut être incorporé jusque 15 % à l’essence.

Pour obtenir le biométhane, le biogaz doit être épuré pour conserver le maximum de méthane (CH₄), tout en éliminant le dioxyde de carbone (CO₂) et les autres gaz traces contenus.

Différentes techniques existent : le lavage à l’eau (absorption physique) ou aux amines (absorption chimique), l’adsorption par variation de pression (PSA), la séparation membranaire ou l’épuration cryogénique (distillation à froid).

Le biométhane est équivalent au gaz naturel : ils sont tous deux composés de méthane. La seule différence vient de l’origine du gaz ; l’un est renouvelable, l’autre d’origine fossile. Le biométhane peut donc être injecté dans le réseau afin de substituer le gaz naturel (en tout ou en partie).

Le biométhane, une fois sur le réseau, sera utilisé de la même façon que le gaz naturel :

• Utilisations domestiques : chaudière au gaz (pour l’eau chaude et le chauffage), chauffe-eau, cuisinières au gaz, poêles au gaz, etc. ;
• Utilisations industrielles : production d’eau chaude, de vapeur, etc. ;
• Production d’électricité à l’aide d’un moteur (éventuellement de cogénération) ou d’une turbine (turbines à vapeur, turbines à gaz et turbines gaz-vapeur TGV), etc. ;
• Utilisations comme carburant pour véhicules : pompes CNG et pompes LNG. On parlera de Compressed Natural Gas (CNG) si le méthane est comprimé, et de Liquefied Natural Gas (LNG) si le méthane est liquéfié, indépendamment de l’origine du méthane, qu’il soit fossile ou produit à partir de biogaz.

L’épuration en biométhane est une autre valorisation du biogaz ; supplémentaire par rapport à la cogénération de biogaz brut. On pourra donc valoriser de manière optimale ce dernier en choisissant la valorisation qui correspond le mieux aux besoins.

Les bûches proviennent de l'exploitation de taillis ou de récupération des branches lors de coupes commerciales de bois. Il s'agit de bois dont la qualité et les dimensions ne sont pas suffisantes pour des usages dits nobles comme le sciage, le tranchage ou le déroulage.

Les bûches peuvent être d’essences variées. Le bois des feuillus est souvent plus apprécié que le bois des résineux car il est plus dense et ne contient pas de résine.

L’avantage est que tout le monde peut, avec un peu de matériel et de courage, produire lui-même ce combustible.

Les bûches sont très largement utilisées comme combustible pour le chauffage domestique, soit dans des poêles à bois, soit dans des chaudières spécifiques. Etant donné leur hétérogénéité en forme, dimensions et caractéristiques, elles ne peuvent pas être utilisées dans des appareils à chargement automatique et demandent donc beaucoup de manutention. C’est pourquoi cette forme de combustible bois ne convient pas pour les chaufferies en entreprises ou pour les réseaux de chaleur.

Les pellets de bois sont majoritairement produits à partir de produits connexes des industries de la première transformation du bois, principalement de la sciure ou des plaquettes blanches broyées. Le broyat ainsi obtenu est séché et compressé en un matériau plus dense et cohérent. Aucun additif chimique n’est utilisé, la cohésion est assurée par la lignine naturellement contenue dans le bois. En Wallonie, les pellets sont majoritairement fabriqués à partir de bois résineux, très utilisés par nos scieries.

La densification du bois permet d’augmenter le contenu énergétique du combustible par unité de volume, rendant ainsi son transport et son stockage plus efficace. Le procédé de densification a aussi l’avantage de transformer un combustible relativement hétérogène en un produit homogène et standardisé permettant l'entière automatisation des installations de production d'énergie.

L’huile issue de la condensation des gaz produits lors de la pyrolyse « flash » du bois est un mélange complexe. Il est constitué majoritairement d’eau et de lignine, mais comprend de nombreuses autres molécules.

Les huiles pyrolytiques contiennent de nombreuses molécules très prisées par l’industrie chimique et agro-alimentaire (arômes tels que vanilline, goût fumé, sauce barbecue). Il faut cependant pouvoir séparer ces composants, ce qui n’est pas aisé à réaliser à grande échelle.

La valorisation énergétique (biocarburant de seconde génération ou combustion directe) pourrait sembler plus simple, mais elle demande aussi des technologies adaptées. Des recherches sont en cours afin de trouver les méthodes les plus adéquates pour valoriser au mieux ce « pétrole renouvelable ». L’huile pyrolytique possède une densité énergétique 6 à 7 fois plus élevée que la biomasse brute.

Le syngaz est composé majoritairement d’hydrogène et de monoxyde de carbone. D’autres gaz, tels que le méthane, les oxydes d’azote, le sulfure d’hydrogène, le dioxyde de carbone ou la vapeur d’eau sont produits en quantités variables selon la qualité du procédé. Le syngaz est qualifié de « gaz pauvre » car son pouvoir calorifique est moins élevé que le gaz naturel (méthane).

Le syngaz peut trouver plusieurs voies de valorisation, majoritairement énergétiques :

• Combustible pour la production de chaleur ;
• Combustible pour la production d’électricité dans des turbines à gaz ou des moteurs à gaz pauvre, ou pour la cogénération ;
• Produit de base à la synthèse chimique d’hydrogène, de méthanol et de méthane (Gaz Naturel de Synthèse – GNS) ;
• Source pour la fabrication de biocarburant de synthèse.

Le gaz doit cependant être épuré avant d’être utilisé pour éliminer les coproduits indésirables.

-       Source pour la fabrication de biocarburant de synthèse.

Le gaz doit cependant être épuré avant d’être utilisé pour éliminer les co-produits indésirables.

L’électricité produite à partir de biomasse compte pour environ 35 % de la production électrique renouvelable wallonne comprenant la biomasse, l’éolien, le photovoltaïque et l’hydroélectrique.

En 2014, l’électricité nette produite à partir de biomasse (génération et cogénération) représentait 4,2 % de la production électrique nette de la Région wallonne soit 1.167 GWh. Cette quantité d’électricité issue de biomasse équivaut aux besoins en électricité de 248.400 ménages wallons (soit 16 %).

Les énergies renouvelables ont parfois l’inconvénient de produire l’électricité par intermittence, comme avec le solaire (photovoltaïque) et l’éolien. La biomasse permet d’éviter ce problème car la production d’électricité peut être continue et adaptée en fonction des pics de demande. La biomasse est donc une source d’électricité verte tout à fait complémentaire aux autres.

Un autre atout de la biomasse est le fait que l’on puisse produire de l’électricité (et de la chaleur) dans des centrales ou dans de petites installations décentralisées. Il y a une multitude d’applications.