Introduction aux biocarburants

L'agriculture intensive libère des terres cultivables, pour cause de surproduction. L'Union Européenne subventionne ces friches. On a proposé d'en faire des « friches énergétiques », en y cultivant des espèces végétales susceptibles de fournir des carburants pour les moteurs à explosion, avec deux objectifs principaux : (1°) réduire les importations de pétrole, (2°) réduire les émissions de polluants atmosphériques, en particulier les gaz à effet de serre, par l'utilisation de carburants renouvelables, non toxiques et plus riches en oxygène que l'essence ou le gazole. D'où l'expression de « pétrole vert ».

Quels sont ces produits ?

• les oléagineux (lipides : huiles) sont les plus riches en énergie ; les moteurs diesel peuvent consommer bien des huiles peu raffinées ; le diester est synthétisé à partir de l'huile du colza
• l'amidon des céréales (glucide : polymère naturel de glucose) peut être fermenté pour produire de l'éthanol (alcool éthylique)
• le sucre de betterave (glucide : saccharose) est transformé en un éther dérivé de l'éthanol, l'ETBE (éthyl-tertio-butyl-éther)
• on peut aussi utiliser les glucides de la canne à sucre, des pommes de terre, des topinambours, etc.
• le bois, la paille, fournissent du méthanol (alcool méthylique) par distillation ; mais ceci est une autre histoire…

Comparons les trois produits premiers biocarburants cités :

• rendement agricole (tonnes/ha) : 3,5 - 8 - 75
• rendement en biocarburant (litres/tonne) : 450 - 350 - 100
• valeur énergétique (kJoules/litre) : 33 175 - 21 285 - 21 285
• énergie produite par hectare( MkJ) : 52,2 - 59,6 - 159,6

Ces sources d'énergie ne peuvent jouer qu'un rôle d'appoint dans nos véhicules automobiles. Pour couvrir la consommation totale, qui était de 50 millions de tonnes équivalent pétrole (Mtep) en 1995, il aurait fallu cultiver du colza sur le triple de la surface des terres agricoles françaises, ou 2,5 fois leur surface pour les céréales, ou 92% pour les betteraves ! Ce qui est évidemment absurde. Il n'y a donc aucun espoir de nous soustraire à la crise pétrolière de cette manière !

L'emploi de l'éthanol comme carburant en France a été écarté, ce qui fait qu'il est transformé en ETBE. L'une des raisons est la trop grande volatilité de l'éthanol pour nos moteurs à injection, contrairement aux moteurs américains. En 2005, la production française d'éthanol est de 93 000 tonnes (à partir de 28  000 ha de betterave et de blé).

Les consommations intermédiaires nécessaires à ces cultures (fabrication des tracteurs, des engrais, des pesticides, raffinage et consommation du pétrole, transport et processus d'extraction des biocarburants, préparation du mélange) réduisent le rendement des cultures à 10%, 50% au maximum si l'on valorise également les sous-produits (tourteaux de colza, paille des céréales, pulpe de betterave) en les utilisant comme combustibles dans les usines.

Enfin, les diverses pollutions intermédiaires (épendage des engrais azotes produisant de l'oxyde d'azote, CO2 des véhicules, etc.) doivent être prises en compte pour voir si la réduction des pollutions atmosphériques est bien réelle. D'après l'ADEME, l'emploi d'une tonne de diester économise 2,2 tonnes de CO2. Ces biocarburants bénéficient de l'exemption de la taxe intérieure sur les produits pétroliers (TIPP) en France.

Sources : http://www.manicore.com/

 

Le diester

En France, en 2002, 300 000 hectares (ha) de colza produisaient 365 000 tonnes de diester ; en 2005, la même surface cultivée de colza n'en a fourni que 310 000 tonnes. L'association « Partenaires Diester », fondée le 6 mars 2003, assure la promotion de ce biocarburant pour les véhicules diesel. En 2003, plus de 4 000 bus, camions et utilitaires légers l'utilisent, parcourant plus de 200 millions de km. Ce biocarburant bénéficie d'une subvention de l'État, dans la limite de 317 000 tonnes sur les 365 000 t produites en 2002. Mais le gouvernement a relancé cette filière en 2005 (voir plus bas).

Pour stabiliser l'huile, on l'estérifie. Le diester est un ester de méthyle (méthyl-ester).   Diester ­ contraction de Diesel et ester – est une marque déposée par SOFIPROTEOL, l¹établissement financier de la filière française des huiles et protéines végétales. C¹est devenu un terme commun pour désigner en France, les esters méthyliques d¹huiles végétales (EMHV). Ailleurs en Europe, on l'appelle « biodiesel ».

Le diester est une source d' énergie renouvelable. Le rendement énergétique de sa production est très positif (3,1:1). Il est en outre biodégradable et non toxique. Le mélange optimal avec le gazole est à 30%, ce qui réduirait de 35% l'émission des gaz à effet de serre, sans compter les fumées. Son emploi dans les bus urbains est à promouvoir. En fait, tous les véhicules à moteur diesel utilisent déjà un mélange à 5% de diester, comme antidétonant, lubrifiant/solvant des hydrocarbures lourds et réducteur de la teneur du gazole en soufre.

Grâce à l'incorporation du diester dans le gazole, on espère réduire de 2% la consommation française de ce carburant, utilisé par la moitié des automobilistes. De plus, cette filière a créé 3 000 emplois.

Son rôle de solvant et fluidifiant des hydrocarbures aromatiques lourds (goudrons des revêtements routiers), utilisable à la place des solvants organiques habituels (benzène, toluène, etc.), toxiques et cancérigènes, n'est pas moins intéressant : c'est un solvant non toxique et biodégradable, évitant la pollution des sols et des eaux souterraines.

Pour un bilan complet, voyez le mémoire de diplôme de Bruno LEVIEL, 1996 : http://www-bioclim.grignon.inra.fr/ecobilan/pub/dru_1.html

 

L' E T B E

L'ETBE peut seulement servir d'additif à l'essence. En 2002, la production d'ETBE dans les raffineries de Dunkerque, Le Havre et Feyzin était de 200 000 tonnes, pour une production nationale d'essence d'environ 13 millions de tonnes. D'autres unités de production sont prévues, mais les progrès seront lents et dépendent des conditions économiques et politiques.

En conclusion

L'espoir de découvrir des sources importantes d'énergie renouvelable d'origine agricole est illusoire. Nous disposons seulement de deux additifs capables d'améliorer la combustion du gazole (diester) et, éventuellement, de l'essence (ETBE), pour les types de moteurs équipant nos véhicules actuels. Le développement de ces filières est fortement limité par les surfaces cultivées disponibles. Le bilan technique, environnemental et économique du diester est favorable.

En France, pour répondre à la demande pressante des agriculteurs, le gouvernement a accepté en 2005 la production supplémentaire de 800 000 t de biocarburants d'ici à 2007 (480 000 dans la filière Diester+ 320 000 dans celle de l'éthanol). Au total, environ 500 000 ha de colza et 100 000 ha supplémentaires de blé et de betteraves seront cultivés. Il est à craindre qu'une grande partie des jachères en fasse les frais. Du point de vue du rendement énergétique et des impacts écologiques, ce plan présente de graves défauts.

Dans le monde, l'expansion de la production de biocarburants commence (en 2007) à concurrencer la production alimentaire, et cela risque d'empirer compte tenu des immenses profits que certains comptent bien tirer de ces « nécrocarburants ». Voir l'interview de Lester BROWN (novembre 2007).

 

Les algues unicellulaires

L'espoir placé dans la production de biodiesel à partir de cultures d'algues unicellulaires renaît (Nature 447, n°7144, 30 mai 2007, pages 520–521). D'après un comité d'experts, le rendement d'une culture d'algues dépasserait 90 000 litres de biodiesel par hectare et par an, alors que le soja n'en produit que 450 litres, le colza 1 200 litres et le palmier à huile 6 000 litres. Contrairement à ces plantes, les algues n'ont pas besoin de sol et conviennent à des régions désertiques, bien ensoleillées, ce qui éviterait la déforestation. Leur culture permettrait aussi d'absorber énormement de CO2. Et surtout, elle n'entrerait pas en concurrence avec les cultures alimentaires.