Torréfaction de la biomasse
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En pratique : Quelles sources sont attendues ? Comment ajouter mes sources ?Le principe de la torréfaction pour libérer les arômes de certains aliments (réactions de Maillard) est connu depuis plus de 5 siècles. En revanche, lorsque l’on parle de torréfaction de biomasse (énergie), le concept est beaucoup plus récent et la finalité du traitement n’est pas la même. En effet, l’objectif recherché est non pas la libération d’arômes mais la dégradation des fibres contenues dans la biomasse.
La torréfaction (ou dépolymérisation) de la biomasse est un traitement thermo-chimique « doux » (compris entre 200 et 320 °C) visant à éliminer l’eau et à modifier une partie de la matière organique de la biomasse pour casser les fibres.
Pendant le processus de torréfaction, les organiques légers sont extraits et la structure de la biomasse est dépolymérisée et modifiée ce qui conduit à la cassure des fibres. Cette modification engendre un changement significatif des propriétés physiques de la biomasse :
- La biomasse devient friable ce qui facilite et améliore sa mise en forme (broyage).
- La biomasse devient hydrophobe, ce qui permet un stockage longue durée sans altération de la qualité du produit (pas de dégradation biologique, fermentation …)
Chaque biomasse possède une température de torréfaction propre qui correspond à l’élimination totale de l’eau et à la dégradation juste nécessaire de la matière organique pour obtenir l’altération des fibres responsables de la friabilité et de l’hydrophobie du matériau.
Pour le bois de type résineux la température de torréfaction est d’environ 240 °C.
La torréfaction de la biomasse est différente de la torréfaction « classique » (pour le café, le cacao …). La biomasse n’est pas « grillée » mais elle est chauffée uniformément depuis l’extérieur jusqu’au cœur.
Si nous prenons le cas particulier du bois, celui-ci est constitué d’hémicellulose, de cellulose, de lignine et d’autres substances organiques en quantités moindres (polysaccharides, pentosanes, hexosanes, résines, tannins, colorants, cires, alcaloïdes ...) appelés extraits. Lors de la torréfaction, la structure moléculaire du bois est modifiée ce qui provoque un changement de ses propriétés. La torréfaction libère l’eau et évapore des matières organiques volatiles par décomposition de l’hémicellulose et des extraits. La lignine subit une modification mineure, une sorte de ramollissement, tandis que la cellulose n’est pas du tout altérée par la température. Comme l’hémicellulose sert de liant à la cellulose, sa suppression fragilise l’édifice et par conséquent rend la structure fragile. Le matériau devient alors très friable. La dégradation de l’hémicellulose permet en outre, l’élimination de l’eau et surtout rend le bois irréversiblement hydrophobe. Ainsi, une fois évaporée, l’eau n’est pas réabsorbée par le bois.
D’un point de vue énergétique, l’énergie contenue dans la biomasse est quasiment totalement préservée : par exemple, pour le bois, 95 % de l’énergie initiale est conservée lorsque la torréfaction se déroule à 240 °C, température qui correspond à la température de torréfaction de ce matériau.
