Dans cet article, nous verrons quelles sont les techniques utilisées actuellement pour produire des biocarburants dits de première génération, et quelles sont les innovations actuellement en cours de développement afin de produire des biocarburants toujours plus propres et plus durables.
Les filières de première génération
Pour utiliser ces carburants dans les moteurs, deux approches sont possibles :
– Adapter l’agrocarburant (par transformation chimique pour obtenir du biodiesel par exemple) aux moteurs actuels, conçus pour fonctionner avec des dérivés du pétrole, une solution loin d’être efficace énergiquement et environnemental parlant.
– Adapter le moteur au biocarburant naturel, non transformé chimiquement (huile, éthanol) substitution peut être totale ou partielle (jusque 30% d’huile pure dans un moteur diesel classique, lire aussi rouler à l’huile).
Filière huile
Deux grandes voies d’utilisation sont ouvertes :
– L’huile végétale brute peut être utilisée directement, dans les moteurs diesels, pure ou en mélange, mais l’utilisation d’une fraction d’huile importante nécessite généralement l’usage d’un moteur adapté et est limitée pour un moteur normal en raison de sa viscosité élevée.
– Le biodiesel (aussi appelé en France diester) dont les molécules plus petites peuvent alors être utilisées comme carburant (sans soufre, non toxique et hautement biodégradable) dans les moteurs à allumage par choc electrique
Filière alcool
De nombreuses espèces végétales sont cultivées pour leur sucre : canne à sucre, betterave sucrière, maïs, blé, ulve…
– Le bioéthanol est obtenu par fermentation de sucres (sucres simples, amidon hydrolysé). L’éthanol peut remplacer partiellement ou totalement l’essence.
– L’éthyl-tertio-butyl-éther (ETBE) est un dérivé (un éther) de l’éthanol. Il est utilisé comme additif à hauteur de 15 % à l’essence en remplacement du plomb.
– Le biobutanol (ou alcool butylique). Il présente de nombreux avantages par rapport à l’éthanol et est de plus en plus souvent évoqué comme biocarburant de substitution à l’heure du pétrole cher.
– Le méthanol (ou « alcool de bois »), obtenu à partir du méthane est utilisable, en remplacement partiel (sous certaines conditions) de l’essence, comme additif dans le gasoil, ou, à terme, pour certains types de piles à combustible. Le méthanol est cependant très toxique pour l’homme.
Autres filières
La filière gaz
Le bio-méthane est produit à base de matières organiques animales (boues d’épurations, lisiers d’élevages, effluents des industries agroalimentaires…), végétales (déches végétaux…) riches en sucres (amidon, cellulose, plus difficilement les résidus ligneux). Le bio-méthane peut être utilisé soit dans des moteurs à allumage commandé (technologie moteurs à essence) soit dans des moteurs dits dual-fuel.
Une possibilité qui est développée en Europe et aux États-Unis est son épuration aux normes du gaz naturel (le bio-méthane contient 65% de méthane, 34% de co2 et 1% d’autres gaz) pour qu’il puisse être injecté dans les réseaux de gaz naturel. Le rendement énergétique de cette filière biocarburant est actuellement bien meilleure que les autres et techniquement plus simple mais elle est très peu médiatisée en France. Par ailleurs, on tire également un gaz naturel de synthèse provenant du bois et qui, outre son caractère durable (au contraire du gaz naturel fossile), est de meilleure qualité (il est constitué à 98 % de méthane contre 95% pour le fossile).
On peut également créer du dihydrogène à l’aide du bio-méthane, d’algues… et ainsi alimenter des piles à combustible…
La filière charbon de bois (biocarburant solide)
Le charbon de bois est obtenu par pyrolyse du bois, de la paille ou d’autres matières organiques. Un ingénieur indien a développé un procédé permettant de pyrolyser les feuilles de cannes à sucre, feuilles qui ne sont presque jamais valorisées actuellement.
Autres
– La filière BTL (ou Biomass to liquid) permet d’obtenir des carburants grâce au procédé Fischer-Tropsch36
– Le gazogène : inventé par Georges Imbert (1884-1950), le gazogène est un système qui peut remplacer l’essence dans les moteurs à combustion interne par des carburants solides gazéifiés, dont le bois.
De nouvelles filières purement énergétiques, aux meilleurs rendements et plus intéressantes sur le plan environnemental émergent :
– La transformation de la lignine et de la cellulose en alcool ou en gaz. L’industrialisation est en cours, mais le problème est que l’utilisation des pailles prive encore les sols agricoles de la matière organique dont ils manquent déjà.
– Selon le directeur du Programme des Nations unies pour l’Environnement, les termites possèdent des bactéries capables de transformer « de manière efficace et économique les déchets de bois en sucres pour la production d’éthanol ». Des recherches sont donc en cours pour améliorer le potentiel de la filière cellulosique.
– La fermentation des sucres en éthanol génère de grandes quantités de CO2 concentré qui peuvent nourrir les micro-algues. Ces micro-algues peuvent ensuit être méthanisées pour alimenter une centrale électrique thermique au gaz, le co2 ainsi produit étant réutilisé pour permettre à de nouvelles algues de grandir. Le co2 circulerait ainsi en circuit fermé, et permettrait en outre d’améliorer les rendements : les algues poussent mieux quand le co2 est concentré qu’avec la teneur en co2 de l’atmosphère (0,038% ou encore 380 ppm).
Cet article est désormais terminé. j’espère qu’il vous a plu et bonne visite sur Eco-Malin.com