La plupart des usines de granulés sont de petite taille, avec une capacité annuelle moyenne d'environ 9 000 tonnes. Après une pénurie de granulés en 2013, où seulement 29 000 tonnes environ ont été produites, le secteur a connu une croissance exponentielle, atteignant 88 000 tonnes en 2016 et devrait atteindre au moins 290 000 tonnes d'ici 2021.

Le Chili tire 23 % de son énergie primaire de la biomasse. Cette énergie comprend le bois de chauffage, un combustible largement utilisé pour le chauffage domestique, mais également responsable de la pollution atmosphérique locale. Ces dernières années, les nouvelles technologies et les combustibles biomasse plus propres et plus efficaces, comme les granulés, progressent à un rythme soutenu. Le Dr Laura Azocar, chercheuse à l'Université de La Frontera, nous éclaire sur le contexte et l'état actuel des marchés et des technologies liés à la production de granulés au Chili.

Selon le Dr Azocar, l'utilisation du bois de chauffage comme source d'énergie primaire est une particularité du Chili. Cela est lié aux traditions et à la culture chiliennes, ainsi qu'à l'abondance de la biomasse forestière, au coût élevé des combustibles fossiles et aux hivers froids et pluvieux de la zone centre-sud.

Un pays forestier

Pour contextualiser cette affirmation, il convient de mentionner que le Chili compte actuellement 17,5 millions d’hectares (ha) de forêts : 82 pour cent de forêts naturelles, 17 pour cent de plantations (principalement des pins et des eucalyptus) et 1 pour cent de production mixte.

Cela signifie que malgré la croissance rapide que connaît le pays, avec un revenu par habitant actuel de 21 000 dollars par an et une espérance de vie de 80 ans, il reste sous-développé en termes de systèmes de chauffage domestique.

En fait, de l’énergie totale consommée pour le chauffage, 81 pour cent provient du bois de chauffage, ce qui signifie qu’environ 1,7 million de foyers au Chili utilisent actuellement ce combustible, atteignant une consommation annuelle totale de plus de 11,7 millions de m³ de bois.

Des alternatives plus efficaces

La forte consommation de bois de chauffage est également liée à la pollution de l'air au Chili. 56 pour cent de la population, soit près de 10 millions de personnes, sont exposées à des concentrations annuelles de 20 mg par m³ de particules fines (PM2,5).

Environ la moitié de ces PM2,5 est imputable à la combustion du bois de chauffage. Ceci est dû à plusieurs facteurs, tels qu'un bois mal séché, une faible efficacité des poêles et une mauvaise isolation des habitations. De plus, bien que la combustion du bois de chauffage soit considérée comme neutre en dioxyde de carbone (CO2), la faible efficacité des poêles implique des émissions de CO2 équivalentes à celles des poêles à pétrole et à gaz liquéfié.

Ces dernières années, l’augmentation du niveau d’éducation au Chili a donné naissance à une société plus autonome qui a commencé à manifester des revendications liées à la préservation du patrimoine naturel et à la protection de l’environnement.

Parallèlement à cela, le développement exponentiel de la recherche et la formation d'un capital humain de pointe ont permis au pays de relever ces défis grâce à la recherche de nouvelles technologies et de nouveaux combustibles répondant aux besoins actuels en chauffage domestique. L'une de ces alternatives est la production de pellets.

Interrupteur de cuisinière éteint

L'intérêt pour l'utilisation des granulés au Chili a commencé vers 2009, époque à laquelle l'importation de poêles et de chaudières à granulés en provenance d'Europe a débuté. Cependant, le coût élevé de l'importation s'est avéré difficile et l'adoption a été lente.

Pour populariser son utilisation, le ministère de l'Environnement a lancé en 2012 un programme de remplacement des poêles et chaudières pour les secteurs résidentiel et industriel. Grâce à ce programme de remplacement, plus de 4 000 unités ont été installées en 2012, un nombre qui a depuis triplé avec l'incorporation de certains fabricants d'appareils électroménagers locaux.

La moitié de ces poêles et chaudières se trouvent dans le secteur résidentiel, 28 pour cent dans les institutions publiques et environ 22 pour cent dans le secteur industriel.

Pas seulement des granulés de bois

Au Chili, les granulés sont principalement produits à partir de pin radiata (Pinus radiata), une essence de plantation courante. En 2017, on comptait 32 usines de granulés de différentes tailles, réparties dans le centre et le sud du pays.

La plupart des usines de granulés sont de petite taille, avec une capacité annuelle moyenne d'environ 9 000 tonnes. Après une pénurie de granulés en 2013, où seulement 29 000 tonnes environ ont été produites, le secteur a connu une croissance exponentielle, atteignant 88 000 tonnes en 2016 et devrait atteindre au moins 190 000 tonnes d'ici 2020, a déclaré le Dr Azocar.

Malgré l'abondance de la biomasse forestière, cette nouvelle société chilienne « durable » a suscité l'intérêt des entrepreneurs et des chercheurs pour la recherche de matières premières alternatives à la production de combustibles à base de biomasse densifiée. De nombreux centres de recherche nationaux et universités ont développé des recherches dans ce domaine.

À l'Université de La Frontera, le Centre de gestion des déchets et de la bioénergie, qui appartient au noyau scientifique BIOREN et est associé au département de génie chimique, a développé une méthode de criblage pour l'identification de sources locales de biomasse à potentiel énergétique.

Brou de noisette et paille de blé

L'étude a identifié les coques de noisettes comme la biomasse présentant les meilleures caractéristiques pour la combustion. De plus, la paille de blé s'est distinguée par sa grande disponibilité et l'impact environnemental généré par la pratique habituelle du brûlage de la paille et des chaumes. Le blé est une culture majeure au Chili, cultivée sur quelque 286 000 ha et produisant environ 1,8 million de tonnes de paille par an.

Dans le cas des coques de noisettes, bien que cette biomasse puisse être directement brûlée, la recherche s'est concentrée sur son utilisation pour la production de granulés. La raison réside dans le défi de générer des combustibles solides à base de biomasse adaptés à la réalité locale, où les politiques publiques ont conduit au remplacement des poêles à bois par des poêles à granulés, afin de faire face aux problèmes de pollution atmosphérique locale.

Les résultats ont été encourageants, les résultats préliminaires suggèrent que ces granulés seraient conformes aux paramètres établis pour les granulés d'origine ligneuse selon la norme ISO 17225-1 (2014).

Dans le cas de la paille de blé, des tests de torréfaction ont été réalisés afin d'améliorer certaines caractéristiques de cette biomasse telles que la taille irrégulière, la faible densité apparente et le faible pouvoir calorifique, entre autres.

La torréfaction, un procédé thermique réalisé à température modérée en milieu inerte, a été optimisée spécifiquement pour ce résidu agricole. Les premiers résultats suggèrent une augmentation significative de l'énergie retenue et du pouvoir calorifique dans des conditions de fonctionnement modérées, inférieures à 150 °C.

Les granulés noirs produits à l'échelle pilote à partir de cette biomasse torréfiée ont été caractérisés selon la norme européenne ISO 17225-1 (2014). Les résultats ont été encourageants, avec une augmentation de la densité apparente de 469 kg par m³ à 568 kg par m³ grâce au prétraitement par torréfaction.

Les défis en suspens visent à trouver des technologies permettant de réduire la teneur en microéléments dans les granulés de paille de blé torréfiée afin d'obtenir un produit pouvant entrer sur le marché national, contribuant ainsi à lutter contre les problèmes environnementaux qui affectent le pays.