Humidité de la biomasse, du foin, de la paille, des plaquettes et des granulés

Les humidimètres pour biomasse, foin, paille, plaquettes et granulés sont des instruments dédiés à la filière bioénergie, destinés à mesurer la teneur en humidité des combustibles solides d’origine végétale. La teneur en humidité influe directement sur le pouvoir calorifique utile du combustible (humidité élevée = pouvoir calorifique réduit, puisque l’eau doit s’évaporer avant la combustion), sur la stabilité au stockage (une biomasse trop humide fermente et dégage des gaz toxiques, en plus des pertes de matière) et sur le rendement des chaudières et installations thermiques alimentées en biomasse. On les emploie dans le commerce du bois, des granulés et des plaquettes, dans les centrales thermiques à biomasse, dans les exploitations et les étables pour le foin et la paille, et dans les unités de valorisation énergétique.

Technologies de mesure

Les technologies employées sont : les humidimètres capacitifs à plaque pour les plaquettes et la biomasse en vrac (cellule de mesure remplie de matière, mesure de la constante diélectrique) ; les humidimètres à pointes longues pour les bottes de foin et de paille (lances de 50 à 100 cm enfoncées dans la botte pour mesurer l’humidité à cœur) ; les humidimètres à micro-ondes pour des mesures non destructives sur des flux de matière en mouvement ; les balances thermogravimétriques pour la méthode gravimétrique de référence. Les étendues d’humidité sont très larges : 5-15 % pour des granulés de qualité, 15-60 % pour des plaquettes vertes, 10-25 % pour le foin et la paille, et jusqu’à 80 % pour du bois fraîchement coupé.

Humidimètres pour granulés

Les granulés de bois destinés au domestique (poêles, chaudières) relèvent du référentiel qualité ENplus (ENplus A1, A2, B) : l’humidité doit être ≤ 10 % pour la classe A1 (qualité premium pour poêles), ≤ 10 % pour A2 (résidentiel) et ≤ 12 % pour B (industriel). Les humidimètres dédiés aux granulés possèdent une cellule de mesure de géométrie spécifique, avec une base d’étalonnage pour des granulés d’origines variées (hêtre, sapin, pin, conifères mélangés, sources agricoles). Les exactitudes typiques sont de ±0,5-1 % sur la teneur en humidité. Ils sont utilisés en production de granulés (contrôle qualité du produit fini), chez les distributeurs (contrôle de réception des livraisons) et chez les consommateurs finaux (vérification de la qualité du produit acheté).

Plaquettes pour centrales thermiques

La plaquette de bois (woodchips) est le combustible principal de nombreuses centrales thermiques à biomasse de moyenne et forte puissance, de réseaux de chaleur ruraux et d’installations de cogénération. Le commerce de plaquettes s’effectue généralement en équivalent poids sec : l’humidité pèse sensiblement sur le prix. Pour la conservation, la plaquette ne doit pas dépasser 30-35 % d’humidité en stockage prolongé (au-delà, elle fermente, s’auto-échauffe jusqu’à l’inflammation et perd de la matière sèche). Les humidimètres portatifs et de paillasse servent au contrôle de réception (avec échantillonnage normalisé), à la vérification périodique des stocks et à l’optimisation du séchage naturel (en stockage ouvert, l’humidité décroît avec le temps par évaporation naturelle).

Foin et paille pour l’élevage

Pour le foin et la paille destinés à l’alimentation animale ou à la litière, le contrôle de l’humidité est déterminant pour la conservation : un foin dont l’humidité dépasse > 17-20 % à cœur de botte risque des fermentations indésirables (anaérobies), des pertes nutritionnelles, le développement de moisissures dangereuses pour le bétail et, dans les cas extrêmes, l’auto-inflammation des bottes stockées en grange. Les humidimètres à pointe longue permettent la mesure à cœur sans avoir à ouvrir la botte. Ils sont utilisés par les agriculteurs, les inspecteurs agricoles et les contrôles sanitaires en étable. La norme EN ISO 18133 encadre la mesure de l’humidité de la biomasse solide.

Pouvoir calorifique et humidité

Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) de la biomasse est étroitement lié à l’humidité : du bois à 0 % d’humidité présente un PCI d’environ 18 MJ/kg ; à 20 % d’humidité, le PCI descend à environ 14 MJ/kg ; à 50 % d’humidité, il n’est plus que de 7-8 MJ/kg, car la combustion consomme de la chaleur pour évaporer l’eau. Pour les installations de cogénération à biomasse, l’humidité du combustible est une spécification technique essentielle : ses variations modifient le rendement du procédé et imposent des réglages (excès d’air, profil de combustion). Les systèmes évolués intègrent des capteurs d’humidité en continu sur l’alimentation de l’installation.

Normes de référence

Les normes principales sont : EN ISO 18134 (humidité des biocombustibles solides – méthode gravimétrique de référence, parties 1, 2 et 3 selon les applications) ; EN ISO 17225 (spécifications techniques des biocombustibles solides) ; EN ISO 14780 (préparation des échantillons) ; ENplus (certification européenne des granulés, gérée par l’AIEL en Italie). Pour les instruments commerciaux s’appliquent les critères d’étalonnage en laboratoire accrédité ISO 17025. Une vérification périodique par comparaison avec la méthode gravimétrique est recommandée.