Comment raisonner la performance énergétique et la durabilité de la filière de mise à disposition de plaquettes forestières pour l’énergie ?

Les engagements ambitieux en termes de développement des énergies renouvelables en Europe nécessitent une connaissance précise des ressources et des implications de leur exploitation. Les filières doivent être évaluées en termes de performances énergétiques mais également de durabilité de production des ressources. L’étude porte sur la filière de mise à disposition de biomasse forestière pour l’énergie, et en particulier sous la forme de plaquettes combustibles. L’objectif est de développer une méthode permettant d’évaluer les bilans énergétiques et les exportations minérales, selon les choix de gestion tout au long de la filière. On développe pour cela un simulateur de la filière de mise à disposition, depuis l’abattage des arbres en forêt jusqu’à la livraison des plaquettes sur leur lieu de valorisation. Le simulateur de la filière, nommé ForEnerChips, est implémenté sur la plateforme logicielle CAPSIS et s’articule dans un premier temps au simulateur de croissance et production forestière Fagacées. Le simulateur est finalement employé pour évaluer et comparer différents scénarios d’exploitation représentatifs des tendances actuelles ou exploratoires de nouvelles pratiques à envisager

Montépilloy (Oise). Château de Montépilloy

Suite au sondage archéologique d’octobre 2014 et à une opération de fouille archéologique programmée probatoire en août 2015, la première année d’une triennale s’est déroulée dans la haute cour de l’édifice, au pied de la tour maîtresse. La majorité des découvertes se rapporte à l’occupation de la cour du château médiéval. Trois siècles de sols successifs similaires ont ainsi été étudiés. Ils confirment que l’implantation du château au sommet de la butte se situe dans le courant du xiie s. et..

Working out the energy efficiency and sustainability equation for the wood fuel chip sector?

The rapid development of renewable energies in Europe requires accurate knowledge of the resources and of the consequences of their utilisation. The various sources must be evaluated in terms of energy performance but also for their sustainability. This study considers the production of forest biomass particularly in the form of wood fuel chips. The aim is to develop a method for evaluating the energy balance and the mineral export according to various management scenarios along the production chain. For that purpose, a simulator was developed, covering the entire process, from felling of the trees in the forest to the delivery of the chips to the end user. The simulation tool, named ForEnerChips, is implemented on the software platform CAPSIS, and is first connected to the growth and yield simulator FAGACEES. In the final stage, the simulation tool is used to evaluate and compare various production and supply scenarios that are representative of current trends or serve to explore potential alternative practices

Characterization of forest energy chips provision chain for the energy efficiency and minerals exportation for the forest.

L’augmentation de la demande en bois énergie nécessite une meilleure connaissance des systèmes le produisant. La thèse porte sur la modélisation de la filière de production de bois énergie sous forme de plaquettes forestières.Les sciences forestières conçoivent notamment des modèles de croissance dont certains permettent d’évaluer la répartition des biomasses et minéraux au sein des arbres. L’étude des procédés de récolte des bois et de leur transformation et mise à disposition est faite par une communauté de recherche en sciences forestières et sciences du bois selon les principes des sciences des procédés. En sciences de l’énergie le contenu élémentaire du bois est mis en relation avec son pouvoir calorifique.En articulant et en complétant ces connaissances, la thèse propose une approche originale d’intégration cohérente des modèles des différentes disciplines. Cette approche ascendante permet de conserver un niveau d’information fin sur le système étudié et une souplesse importante dans les configurations de filière envisagées.Des modèles originaux des tâches de la filière ont été développés. Leur formulation tient compte du niveau de détails le plus souvent rencontré dans la littérature de la discipline. Un modèle original a été développé pour prédire les caractéristiques du combustible livré à partir du contenu en nutriment estimé dans les arbres sur pied.Un dispositif logiciel original a permis l’articulation des modèles. Cet outil de simulation, « ForEnerChips », permet de calculer les flux de matière et d’énergie depuis la croissance forestière, via les tâches successives de la filière, jusqu’à l’entrée de la chaudière. Cela permet d’évaluer des bilans énergétiques, et la quantification des minéraux exportées et restituées au sol, selon les choix effectués tout le long de la filière. Son implémentation sur la plateforme logicielle CAPSIS doit favoriser une intégration en fonction des besoins à d’autres modèles de croissance parmi les quelques 70 disponibles ou en développement pour différentes espèces, régions ou sylvicultures.Dans le temps de la thèse, le simulateur de filière a été lié avec un modèle de croissance pour le hêtre (Fagus sylvatica L.). Un scénario représentatif de pratiques de terrain a été étudié puis comparé avec des scénarios alternatifs. D’autres pistes d’études sont proposées.The increasing demand for energy wood requires a better knowledge about the production system. This work is about modelling the chain producing wood chips for energy.Growth and yield models are built by forest scientists, and some models can predict contents in biomass and nutrients in trees. The study of the chain of harvesting, transforming and transporting energy wood is made by a community of forest and wood scientists, relying on principles from process engineering. Fuel qualities from elemental composition are modelled in the field of energy sciences.By connecting and completing this knowledge, the thesis proposes an original approach to consistently integrate models from the different fields of science. This bottom-up approach conserves a high level of information about the system, and a high flexibility in the configuration of the simulated chain.Original models were developed for the chain. Model formulation was made respecting the most frequent level of detail found in literature. An original model was developed to predict fuel quality relying on nutrient content predicted with models developed in forest sciences.A software tool was developed to integrate these models. “ForEnerChips” calculates material fluxes from forest growth to heating plant via the whole chain. This allows for the assessment of energy balances, and nutrient exportations and restitutions, according to choices made in the configuration of the chain (scenario analysis). Its implementation into the CAPSIS software platform allows a potential connection to about 70 growth and yield models for different species, regions or management regimes.The simulator was connected so far to a particular growth and yield model for common beech (Fagus sylvatica L.). A scenario representative of current management practices was studied and compared to alternative scenarios. Other ideas of potential uses are suggested

Qualification of wood energy: calorific value

This paper discusses the quality of biofuels from wood based on calorific value. The calorific value was estimated based on mass, volume, moisture content, heat, ash content, and chemical composition of the fuel

Bois-énergie, exportation des minéraux et lien avec le pouvoir calorifique

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The Solid Solution between NaClO3 and NaBrO3 Revisited

NaClO3 and NaBrO3 are believed to form a complete solid solution from RT to fusion. The unique solid phase can thus be written: NaClO3(1−x)-NaBrO3(x) with: 0 ≤ x ≤ 1. This study shows that at high temperatures, this statement might be valid. Nevertheless, up to 50 °C, probably up to 160 °C, and even higher temperatures, this is not true when the system is in thermodynamic equilibrium. A large miscibility gap exists at room temperature (RT). This gap could be reduced up to a complete disappearance by fast crystallization, for instance, spray-drying. The necessary conditions to access equilibrium, including homochirality, are also discussed

How to Determine Energy of Wood from Nutrient Analysis?

International Conference on BioMass (iconBM 2014). Florence, ITALY. MAY 04-07, 2014International audienceIn the context of increasing energy demand, forest timber residues and leaves are a potential resource for fuel. How renewable are these resources? What are their qualities as a fuel? These issues can be answered through parallel works in two research fields: forest sciences considering nutrients cycles between plants and soil and growth and yield dynamics of the trees, and energy sciences considering the qualities of fuel such as heating value, and ash content. This interdisciplinary interaction leads to the balanced thinking between nutrient dynamics (harvesting forest residues while maintaining soil fertility and wood production) and energy interests. In a previous work, a study was presented that intended to bridge the two research fields by predicting the ash content and higher heating value in trees from a model developed by biogeochemists for predicting elemental composition distributed in several tree compartments. The models developed were applied on predictions of characteristics of forest products. These characteristics were outputted from a growth and yield simulator developed by forest research. This application added energy characterization to the wood biomass described biochemically. This connexion was the first step for the development of a simulation package which aims at characterizing the production chain of energy wood from forest growth and yield simulations (developed by forest sciences), through energy characterization (use of the interdisciplinary model), to harvesting and transformation chain characterization (energy and engineering sciences). Here, we quickly describe the models connecting biochemistry to fuel characterization of forest biomass; then we describe the simulation package and how these models are connected to biochemists models in the simulation package and finally we explain why the use of such a package is an important tool toward the improvement of the biomass production chain quality

Harvesting slash residues in forests: a sustainable opportunity for the bioenergy sector?

International audienc

Recommandations pour une récolte durable de biomasse forestière pour l'énergie - Focus sur les menus bois et les souches

Les modalités d'exploitation du bois pour la production d'énergie ont fortement évolué ces dix dernières années, notamment dans le contexte de la transition énergétique. Des compartiments de bois laissés en forêt (menus bois notamment), sont ainsi de plus en plus mobilisés. Le prélèvement accru de bois pour l'énergie peut engendrer, dans certaines conditions, des perturbations de l'environnement (sols, biodiversité, eaux). Ce document de recommandations s'adresse aux acteurs de la filière bois-énergie et fait état des précautions à prendre lors de la récolte des menus bois (diamètre < 7 cm) et des souches, et pour réduire au maximum l'exportation de feuillage. Les autres formes de bois énergie, en particulier le bois bûche, ne sont pas concernés. Les recommandations se fondent sur le diagnostic de la sensibilité des sols à faire face à l'exportation de nutriments et sur la situation éventuelle de chantier envisagé au sein d'une zone protégée vis-à-vis de la biodiversité