Première chaudière à énergie Biomasse!

Et oui ! Vous avez le droit en exclusivité à la présentation de la première chaudière à base d’énergie Biomasse mise place en Alaska dans la petite école primaire de TOK !  Cette dernière étant encore en construction et ayant été partiellement active cette hiver, je ne peux pas vous donner d’informations plus fraîches !

Situation initiale :

  Il y a une menace extrêmement importante au Canada et en Alaska : les feux de forêts. J’aurai l’occasion de vous en parler plus en détail dans l’interview de Roger RUESS (travaillant à l’Institut Arctic of Biology) mais les feux de forêts sont, pour la très grande majorité, dus aux éclairs ! Les chiffres sont assez impressionnants à ce qui paraît (je verrai si j’ai le temps de vous les trouver) ! 

  Or TOK est, comme beaucoup de villes en Alaska, en plein milieu de la forêt, en d’autres termes très exposée à un incendie destructeur. Elle a d’ailleurs failli être entièrement brûlée l’année dernière avec un incendie de forêts dévastateur, dont la propagation a heureusement été partiellement maitrisée pour ne pas atteindre le village de TOK. Je ne sais pas si vous vous rendez compte la vitesse de propagation de ce genre d’incendie… 1 miles en 10 minutes environ 10 km/h…

  Pour prévenir ce genre de drame, une des méthodes consiste tout simplement à couper les arbres autour de la ville. Ainsi, un espace vide coupera l’incendie dans sa course et préservera la ville. Les arbres abattus sont alors réunis et brûlés. Ah ! Brûlés… comme ça… Ça c’est une perte d’énergie et c’est là que réside toute la beauté de cette nouvelle technologie ! 

Prérequis

  Le bois, s’il est brûlé sans être sec, est un véritable fléau pour l’environnement. Le dégagement de CO2 du à la combustion, associé à la vapeur d’eau (qui est aussi un gaz à effet de serre) contribue au réchauffement climatique. De plus, il s’agit d’énergie gaspillée. Aussi, des mesures sont prises ! Les arbres coupés sont stockés dans un endroit pour sécher pendant au moins 1 an (parfois 2 ans). Ils sont alors plus aptes à brûler proprement. 

Arbres récemment coupés, en attente d'être stocké au sec.

  Un autre moyen d’augmenter l’efficacité d’une combustion à base de bois est tout simplement de le découper en de petits morceaux ! Aussi, plus d’oxygène est mis enjeu dans la combustion d’un corps plus petit d’où une combustion plus écologique et efficace. 

La technologie biomasse :

 Récapitulons avec tous les pré requis ci-dessus : le bois est stocké 1 ou 2 ans pour être sec, puis passe dans une machine spéciale qui le broie et transforme les troncs en copeaux (« wood chips »). Excellent ! Nous avons du bois susceptible de brûler de façon optimale ! Dégagement de chaleur optimisé et rejets de gaz à effet de serre atténué (mais PAS inexistant). Bon très bien. Ce bois, on le dépose dans un grand réservoir de stockage, par ces larges portes.

Une fois stocké, il se trouve au fond du réservoir, une machine (dont je vous passe la description du fonctionnement bien que passionnant et très simple) similaire à celle qu’utilisent les agriculteurs pour alimenter les vaches, qui à l’aide d’une longue hélice déplace les copeaux jusqu'à un tapis roulant 

Le tapis roulant les mène par la suite dans une boîte ou des capteurs bloquent ou ouvrent la sortie en fonction du taux de remplissage. Les copeaux sont ensuite déversés dans le four, alimenté à pression constante par un surplus d’air (et donc d’oxygène) qui encore une fois améliore la combustion. Bref ! Génial !

Pour finir, le four se trouve en dessous de l'eau stockée. Cette dernière est chauffée et part dans le système de chauffage de l’école.

TOP ! Là vous avez la version simplifiée (mais déjà bien complète et largement suffisante) et je vous rassure je ne vais pas la compliquer. Ce système décrit ci-dessus est celui qui a été lancé cet hiver par l’école et qui a marché, à merveille ! Toutefois, il est toujours en construction. Et oui, l’école y apporte une amélioration! Un générateur d’électricité alimenté par la vapeur d’eau en provenance de la chaudière. Cette dernière génère une action mécanique en passant dans les turbines et créent de l’électricité. La vapeur d’eau, par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur redevient de l’eau qui est alors renvoyée dans la chaudière ! JACK POT !

Ce qui se passe à TOK :

Système de chauffage de l’école auparavant :

Auparavant, l'école était équipée de 2 systèmes de chaudières alimentées au pétrole. En dessous de -40°F (assez fréquent durant l’hiver) les 2 sont activées. Sinon, seule une d’entre elles fonctionne.

Prix : Lorsque l’une d’entre elle est activée tout l’hiver, cela coûte 200 000 $ à l’école. Les 2 étant fréquemment activées en même temps, on va dire que cela fait 400 000 $/an de prix de chauffage pour cette école.

Efficacité de ces chaudières: 0,76% (à comparer avec les valeurs du tableau que vous trouverez en lien par la suite)

Nouveau système :

  La chaudière a déjà été testée cet hiver à une combustion bas régime qui est la meilleure combustion du point de vue rejets de gaz à effet de serre. Toutefois, il faut nuancer en prenant en considération l’efficacité et le générateur électrique alimenté par l’action mécanique des turbines sous l’effet de la  vapeur d’eau, qui va être rajouté dans les prochains mois, d’où les travaux actuels) . Le fonctionnement du générateur nécessitera alors une combustion  moyenne ou élevée, offrant alors une meilleurs efficacité bien qu'entrainant des rejets en gaz à effet de serre plus importants.

Aspect économique :

Coût du projet : 3.8 millions de dollars

Coût par ans : 100 000 $                                                   Au lieu de : 400 000 $ par an (2 x 200 000 $)

Donc un gain de : 300 000 $ par an !

Amortissement du projet : L’école n’étant pas une entreprise à but lucratif, l’amortissement sera fait au bout de 10/12 ans. Il a été calculé que dans le cadre d’une entreprise soucieuse de faire des bénéfices, l’amortissement sera fait normalement en 7 ans. Autrement dit très intéressant !

Remarque: Economiquement parlant, la forêt, qui auparavant ne "valait" rien, par ce système a une valeur estimée à 494 $ par hectare (200 $ par acres).

Les points négatifs :

·         Ce système n’est PAS « 100% propre » ! Le dégagement de CO2  y est toujours présent ! Toutefois, il est minimisé et la combustion est optimisée !

·         Un danger ! Et oui comme je vous l’ai dit, ce système se fait à une pression constante. Pression, qui par insuffisance de précaution lors de la manipulation, peut tout simplement faire exploser le bâtiment et tout raser aux alentours. De même, si un feu se déclenche ou atteint ce bâtiment, adieu TOK. Je connais l’explication scientifique et les curieux sont bien évidemment bienvenus à me rencontrer pour aborder ça en profondeur ! Cet argument explique la réticence de la municipalité à mettre en œuvre un tel projet dans une école primaire.

 Ce que j'en pense:

Ce qui est fort, de mon point de vue, c’est que ce système accroît l’efficacité de cette source énergie, fait utilisation d’une énergie renouvelable (le bois), évite une polluante combustion des arbres considérés auparavant inutiles et est économique (ce qui est souvent le critère le plus difficile à satisfaire)! Je trouve cette technique d’utilisation excellente car bien que toujours polluante on vise l'optimisation de son utilisation pour réduire notre impact environnemental. J'ai appris durant mes recherches que l'on ne peut pas se focaliser uniquement sur les énergies renouvelables pour assurer notre avenir. Nous sommes bien trop dépendants des énergies fossiles pour faire un tel "saut". On doit avancer rapidement mais progressivement. Et par progressivement, j'entends l'optimisation de l'efficacité des énergies fossiles ou renouvelables, telles que le bois (qui reste polluant je le rappelle)! Bien que je confirme que cette progression doit être très rapide! Il faut agir et vite! Cette action est à mes yeux un exemple pionnier.

S'il vous plaît, ne portez pas de jugement sans avoir lu les interviews des scientifiques de l'UAF à venir. J’illustrerai mon point de vue avec ces témoignages que j’ai recueillis à l’université de Fairbanks.