Développement de granulés de biomasse de pin pour prévenir les incendies

Une équipe de recherche de l'Université de Huelva a mis au point des granulés à base de biomasse résiduelle de pin pour prévenir les incendies et valoriser ce matériau végétal . Il s'agit de la première étude analysant les caractéristiques physico-chimiques des déchets de pin parasol en vue de produire un biocombustible solide destiné à la production de chaleur dans les chaudières et les poêles.

Bien que des granulés soient déjà produits à partir de diverses essences d'arbres, la proposition des chercheurs est la première à évaluer la densité, la teneur en humidité, le pouvoir calorifique et la résistance mécanique de la biomasse résiduelle de pin parasol . À partir de ces données, ils concluent que le produit final présente un potentiel énergétique élevé par rapport à son volume , une combustion efficace, des émissions de gaz polluants très faibles comparées aux combustibles fossiles et une production durable.

intitulé « Qualité des granulés obtenus à partir de bois et de résidus de coupe de pin parasol », des experts expliquent que la biomasse de pin parasol transformée en granulés présente des qualités telles que sa faible teneur en humidité, sa biodisponibilité (c'est une ressource abondante dans la nature) et sa haute densité, ce qui signifie qu'elle contient une grande quantité de matière utile dans un volume relativement réduit. Ceci facilite le stockage et réduit les coûts de transport, car l'espace disponible est mieux utilisé.

Avantages.
Ainsi, la mise au point de ces granulés présente deux avantages : l'un environnemental et l'autre économique . Premièrement, la collecte de biomasse forestière contribue à prévenir les incendies de forêt en réduisant la quantité de matières potentiellement combustibles. Deuxièmement, l'obtention et la vente de granulés de pin cembro pourraient couvrir jusqu'à 80 % des coûts de production et de transport de la biomasse. « Dans les seules pinèdes de Huelva, près de 1 000 kilogrammes de biomasse forestière par hectare pourraient être obtenus durablement chaque année. Avec trois hectares, les besoins énergétiques d'un ménage pourraient être couverts pendant un an », explique Manuel Fernández, chercheur à l'Université de Huelva, .

Pour prévenir ou atténuer les incendies de forêt , les institutions publiques procèdent souvent à l'enlèvement de grandes quantités de biomasse dans les zones à risque. Cependant, les méthodes traditionnelles présentent plusieurs inconvénients, tels que les coûts de collecte et de transport, la faible densité énergétique de la biomasse (c'est-à-dire sa faible teneur en énergie par rapport à son volume) et la qualité et les caractéristiques du matériau. Par exemple, certains débris d'arbres contiennent plus d'eau que de matière utilisable. Cela augmente les coûts de transport, car un volume important est déplacé, mais peu de biomasse est réellement efficace pour produire de l'énergie ou des granulés. De plus, le mélange de différents types de biomasse peut compliquer le traitement, réduire l'efficacité énergétique et entraver son utilisation ultérieure. « Pour ces raisons, transporter de la biomasse sur plus de 100 kilomètres n'est ni rentable, ni respectueux de l'environnement, ni économe en énergie. Les granulés que nous proposons visent à résoudre ces trois problèmes », ajoute Manuel Fernández.

Haute densité :
Pour élaborer ces granulés cylindriques, des scientifiques ont prélevé des échantillons d’écorce, de tronc, de branches et d’aiguilles de pins parasols des environs de Doñana . Ils ont ensuite analysé, par des méthodes physiques et chimiques classiques, la densité, la teneur en humidité, le pouvoir calorifique et la résistance mécanique des granulés fabriqués à partir de chaque partie de l’arbre.

Ils ont donc conclu que les troncs sans écorce et les branches épaisses constituent les meilleurs « ingrédients » pour la fabrication de granulés de haute qualité , tandis que les petites branches fines et les feuilles présentent des qualités physiques moindres et, lorsqu'elles brûlent, émettent davantage d'azote, de soufre et de chlore – des gaz qui contribuent à la pollution de l'air et à la santé humaine. « Normalement, les déchets de biomasse sont broyés en forêt. Nous recommandons de transporter les troncs entiers et les branches épaisses afin d'optimiser l'utilisation de la matière. En revanche, nous suggérons de broyer les petites branches et les feuilles sur place et de les répandre sur le sol forestier pour éviter qu'elles ne deviennent un combustible et n'augmentent le risque d'incendies de forêt », explique Manuel Fernández.

Après avoir déterminé les parties les plus utiles de l'arbre, les experts ont transporté la biomasse vers une usine de granulés. Là, le tronc et les branches, débarrassés de leur écorce, ont été broyés en sciure, puis densifiés . Ce procédé consiste à éliminer un maximum d'air et d'eau et à comprimer la matière pour produire des granulés, des granules cylindriques allongés de 1 à 2 centimètres de long. Les scientifiques ont ajouté que la vente de ces granulés pourrait couvrir entre 30 % et 80 % des coûts des travaux de prévention des incendies dans la province de Huelva.

Répondre aux besoins énergétiques :
La prochaine étape pour l’équipe de recherche « Analyse et planification de l’environnement naturel » consistera à évaluer les performances d’un mélange de granulés de pin parasol et d’autres essences d’arbres. « Si toute la biomasse forestière et de maquis était utilisée de manière durable, nous pourrions prévenir les incendies et, simultanément, couvrir les besoins annuels en électricité et en chauffage de 60 % des foyers andalous », explique Manuel Fernández.