Biocarburants : que faut-il savoir sur ces variantes de carburants ?

Sommaire

• Les biocarburants : cette nouvelle source d’énergie

• Les différentes générations de biocarburant

• Les techniques de production de ces combustibles bas-carbone

• Les avantages des carburants bas-carbone dans l’industrie automobile

• Conclusion

Les biocarburants : cette nouvelle source d’énergie

Assimilés à une source d’énergie renouvelable, les biocarburants sont des carburants de substitution issus de la biomasse, c’est-à-dire de déchets, de matières d’origine animale ou végétale. Pouvant se présenter sous forme liquide ou gazeuse, ces combustibles sont destinés à réduire l’impact environnemental du secteur des transports. En effet, leur combustion ne produit que du CO2 et de la vapeur d’eau, et très peu ou pas du tout d’oxyde d’azote (NOx) ou d’oxyde de soufre (SOx).

Pour répondre aux défis environnementaux de notre siècle, les biocarburants sont désormais très plébiscités et se présentent sous différentes formes. Utilisés sous forme d’additifs ou de compléments aux carburants fossiles que sont l’essence et le gazole moteur, ces combustibles sont distribués à la pompe et déjà présents dans les voitures.

En dehors de la réduction des émissions nocives, ces carburants alternatifs ou agrocarburants répondent à d’autres enjeux tels que :

• Le soutien à l’activité agricole, forestière et industrielle étant donné la provenance potentielle d’un biocarburant (betterave, tournesol, colza, céréales, déchets agricoles, alimentaires ou forestiers, etc.) ;

• La valorisation des déchets ;

• La réduction de la dépendance aux importations de pétrole et donc l’indépendance énergétique ;

• Une meilleure autonomie protéique étant donné que les résidus de plantes destinés à la production de biocarburants (tourteaux et drêches par exemple) sont valorisés en compléments alimentaires protéinés dans le secteur de l’élevage.

• La création d'emplois en milieu rural.

Au regard de ces enjeux sociaux et environnementaux, le secteur des biocarburants est désormais au cœur des politiques tant à l’échelle nationale que européenne. En témoigne le « Cadre européen énergie-climat » mis en place par la Commission Européenne visant entre autres une augmentation de 20% de la part des énergies renouvelables à l’horizon 2020-2030.

Les différentes générations de biocarburant

En fonction de l’origine de la biomasse et des procédés de transformation, on distingue trois générations de biocarburants. Quelles sont donc ces générations ?

Les biocarburants de première génération

Un biocarburant de première génération est un combustible liquide ou gazeux produit à partir de matières premières utilisables dans une chaîne alimentaire animale ou humaine. Plus clairement, ils sont fabriqués à partir de plantes riches en sucres ou en huiles destinées aux humains ou aux animaux.

Les biocarburants de première génération sont essentiellement de deux types :

• Le bioéthanol : Produit à partir de betterave sucrière, de céréales ou de canne à sucre, il est utilisé dans les moteurs à essence ;

• Le biodiesel : Dérivé de sources d’acides gras comme les huiles de colza, de soja ou de palme, il est utilisé dans les moteurs diesel.

Pour l’heure, cette première génération de biocarburants est la seule produite à l’échelle industrielle. Elle se destine essentiellement au transport routier.

Incorporé à l’essence, le bioéthanol est disponible à la pompe sous le nom de Sans Plomb (SP). Il est possible de se procurer du :

• SP95-E5, c’est-à-dire de l’essence avec une teneur de 5% en éthanol ;

• SP 95-10 (teneur de 10% en éthanol) ;

• E85 qui contient entre 65 et 85% de bioéthanol et 15 à 35% d’essence.

Du côté des constructeurs automobiles, la production et la vente de véhicules 100% biocarburant gagne du terrain. Leader sur ce segment, Ford propose par exemple au moins 6 modèles de voitures compatibles aux biocarburants dont la Ford Focus Ecoboost, la Ford Puma et la Ford Kuga.

Mélangé au diesel, le biodiesel se trouve en station sous l’appellation B7 ou B10 ; les chiffres 7 et 10 représentants la teneur du carburant en biodiesel.

Les agrocarburants de deuxième génération

Encore appelés biocarburants avancés, ce type de biocarburant ne provient pas des ressources issues de la production alimentaire comme un biocarburant de première génération. Les biocarburants de deuxième génération sont issus de l’exploitation de matières cellulosiques comme les déchets, le bois, les tiges de plantes, les feuilles.

Ces matières sont qualifiées de biomasse lignocellulosique, étant donné qu’elles proviennent de composants ligneux ou à base de carbone qui ne sont pas directement utilisés dans la production alimentaire. Elles se caractérisent par leur grande disponibilité et permettent de produire du bioéthanol dit de deuxième génération, du biogaz ou du biohydrogène.

La troisième génération de biocarburants

Encore à l’étape de recherche, cette troisième génération désigne les biocarburants produits par photosynthèse à partir de micro-organismes comme les micro-algues et les cyanobactéries. Les micro-algues par exemple permettent de produire du biodiesel ou du biogaz si elles sont méthanisées. Il est également possible d’obtenir du biohydrogène et du bioéthanol à partir de certaines espèces de micro-algues.

Les techniques de production de ces combustibles bas-carbone

S’ils reposent sur un même principe, c’est-à-dire l’utilisation de matières durables et renouvelables, les biocarburants ne sont pas tous produits de la même manière. Effectivement, il existe différentes techniques de production de biocarburants.

La production du bioéthanol

Le bioéthanol est un biocarburant obtenu par fermentation du sucre contenu dans les matières végétales, qui est transformé en alcool ou éthanol. Pour réaliser ce processus de fermentation, on utilise des cultures végétales ayant une importante teneur en sucre : biomasse lignocellulosique, canne à sucre, betterave sucrière, maïs, etc. Certains résidus vinicoles permettent aussi de l’obtenir.

Le sucre fermenté, l’éthanol est mélangé à de l’essence, soit directement, soit sous une déclinaison modifiée chimiquement pour être utilisé comme carburant dans les voitures.

Production de biocarburants : cas du biodiesel

Le biocarburant biodiesel est produit par transestérification. Il s’agit d’une réaction chimique entre une huile végétale semi-raffinée (huile de colza, de tournesol ou de soja) un alcool (éthanol ou méthanol) et un catalyseur comme l’hydroxyde de sodium ou de potassium. Par la transestérification, les huiles végétales sont transformées en esters méthyliques ou éthyliques qui constituent le biodiesel. Ce biocarburant est mélangé au gazole et utilisé dans les moteurs diesel.

Le biodiesel est aussi obtenu par hydrotraitement d’huiles végétales ou de graisses animales. C’est un traitement des corps gras contenus dans ces huiles ou graisses par de l’hydrogène. Le biodiesel obtenu suite à ce procédé est appelé biogazole de synthèse. Cependant, il s’agit d’un procédé industriel lourd et coûteux qui ne peut être réalisé que dans les raffineries ou bio-raffineries.

La conversion thermochimique de biomasse

La conversion thermochimique ou gazéification ou BtL (Biomass to Liquid) consiste à transformer la biomasse en un gaz composé d’hydrogène et de monoxyde de carbone. Elle est réalisée dans des conditions extrêmes de température (autour de 1000°C) et de pression (souvent 4 Bar).

Le gaz issu de la conversion thermochimique peut être transformé en carburant grâce à une réaction chimique appelée réaction de Fisher-Tropsch. Ce biocarburant est aussi un biogazole de synthèse.

L’obtention de biocarburants par biochimie

La voie de production biochimique de biocarburants consiste d’abord à traiter la biomasse pour extraire les sucres qu’elle contient. Ces derniers sont ensuite fermentés pour obtenir de l’éthanol.

A la différence des biocarburants de première génération (bioéthanol et biodiesel), cette technique biochimique utilise une variété plus large de biomasse lignocellulosique, ainsi que des résidus forestiers, déchets agricoles. On parle d’éthanol de deuxième génération.

Les biocarburants de troisième génération font encore l’objet de recherche et de développement. Les pistes de réflexion qui émanent de ces travaux de recherche doivent encore être approfondies.

Les avantages des carburants bas-carbone dans l’industrie automobile

Reposant en grande partie sur les carburants fossiles, le secteur des transports a une très forte empreinte carbone en Europe comme dans le reste du monde. L’utilisation des biocarburants, notamment dans l’industrie automobile, permettra de réduire cette incidence par une faible émission de gaz à effet de serre. En effet, ces carburants bas-carbone, par leur nature, sont issus de matières organiques ayant une très faible émission polluante. Par ailleurs, ces énergies, notamment les biocarburants de première génération, ont un coût de production faible, parce qu’elles sont produites à partir de cultures locales. Pour les constructeurs automobiles, la production de voitures alimentées par des biocarburants représente une opportunité à saisir, d’autant plus que certains de ces carburants sont plus accessibles à l’achat que l’essence ou le gazole. De plus, ils permettent de réaliser d’importantes économies de carburant.

Conclusion

Dans un contexte mondial de protection de l’environnement, les biocarburants suscitent de plus en plus la curiosité, notamment dans le secteur automobile. Considérés comme des alternatives fiables aux carburants fossiles, ces combustibles bas-carbone qui se déclinent en trois générations revêtent de nombreux avantages. Leur faible impact environnemental en est certainement le plus important, et explique leur plébiscite dans le transport automobile.