Agrocarburant

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Les agrocarburants (ou biocarburants) sont des carburants pour moteurs thermiques issus de la biomasse.

Description

Les agrocarburants peuvent substituer partiellement (ou totalement) aux carburants pétroliers, notamment pour faire rouler les véhicules à carburants alternatifs. Les agrocarburants (ou biocarburants) obtenus à partir de plantes terrestres résultent principalement de deux filières : la filière huile, à partir de colza, de palme, de tournesol, de jatropha curcas, et la filière alcool, à partir de la fermentation de sucres de betterave, de blé, de canne à sucre, de maïs ou de déchets végétaux.

Le Brésil utilise aujourd'hui massivement un agrocarburant dérivé de la canne à sucre. En 2005 près de deux voitures sur trois vendues peuvent utiliser au choix de l'alcool ou de l'essence. Seuls l'éthanol et les huiles végétales sont utilisés dans les transports, le méthane (ou biogaz) issu de la fermentation des déchets est généralement destiné à la production d'électricité et pour chauffer des bâtiments. Son utilisation pour propulser un véhicule, comparable à celle du GNV, reste encore très marginale.

Agrocarburants Vs Biocarburants

Le préfixe Bio a acquis au fils des ans une connotation particulière. Puisque ces carburants d'un nouveau type sont et seront produits par la filière agricole classique, impliquant tracteurs, engrais et pesticide et déforestations dans certains secteurs, certaines personnes préfèrent plutôt parler d'agrocarburants. C'est le même genre de distinguo qu'entre écologiste et écologue... Le concept de "biocombustible" se réfère à toute forme de combustible d'origine biologique qui n'a pas été fossilisé.

Le bilan environnemental et social des agrocarburants et ses limites

Le bilan environnemental des agrocarburants (à tort généralement appelés biocarburants) dépend de la filière considérée (alcool, huile végétale pure, biodiesel, etc.), et du type d'agriculture pratiquée (agriculture intensive, agriculture biologique, etc.). Pour un bilan environnemental sérieux, il faut tenir compte de l'impact des engrais et des pesticides utilisés, de la consommation en eau qui peut être très importante pour certaines espèces végétales, de l'impact sur la biodiversité quand d'immenses zones de cultures remplacent des forêts tropicales (voir Worse than fossil fuel de George Monbiot). Le bilan C02 des agrocarburants n'est donc pas neutre compte tenu de l'énergie nécessaire à leur production et ceci même si les plantes puisent le carbone qui les constitue dans l'atmosphère : il faut tenir compte de l'énergie investie pour la production des engrais, du carburant utilisé par les engins agricoles pour la culture et la récolte, aux transports des produits obtenus, et enfin à la consommation énergétique au niveau de toutes les étapes du processus permettant l'obtention du carburant. La filière HVP (Huile Végétale Pure, ou HVB: Huile Végétale Brute) a un meilleur bilan que la filière biodiesel.

Fleur de tournesol

Les agrocarburants peuvent aussi avoir des conséquences sociales importantes sur les pays du Sud, la culture de agrocarburants pour les pays du Nord étant bien plus rentable que l'agriculture destinée à nourrir les populations locales (voir Feeding cars not people de George Monbiot).

La production d'agrocarburants nécessite d'importantes surfaces cultivables. Selon Jean Marc JANCOVICI, Ingénieur Conseil spécialiste des émissions des gaz à effet de serre, il faudrait par exemple cultiver 118% de la surface totale de la France en tournesol pour remplacer l’intégralité des 50Mtep de pétrole consommés chaque année (juste) par les Français dans les transports (104% de la surface nationale avec le Colza, 120% avec la betterave et 2700% avec le blé). Malgré leurs avantages, les agrocarburants ne semblent donc pas pouvoir être une solution miracle qui nous permettrait de continuer de consommer autant de carburant qu'aujourd'hui.

Certains espèrent y voir une solution transitoire en attendant la mise en place de nouveaux modes de transport. En dédiant une partie ou l'ensemble des terres actuellement en jachère à la culture oléagineuse (bien que les jachères soient souvent nécessaires au "repos" de la Terre), il est d'ores et déjà possible d'inclure un certain pourcentage de HVP dans les réservoirs de nos véhicules. La modification technique pour des taux inférieurs à 30% étant très simple, cette solution est applicable dès aujourd'hui. Cependant, au même titre que la déforestation, l'utilisation des jachères comme support pour des cultures pourvoyeuses d'agrocarburants est génératrice de nuisances. Sous les latitudes tempérées (Europe, Amérique du nord), ces jachères servent de refuge et d'abri à des espèces végétales et animales menacées par l'agriculture intensive. Parmi ces plantes se trouvent les orchidées. Ces dernières ont besoin pour réaliser leur cycle vital d'un sol non labouré pendant plusieurs années consécutives et ne peuvent se développer si cette condition n'est pas remplie. Les jachères abritent également de nombreuses espèces d'oiseaux de plaine. L'outarde canepetière, le courlis cendré, l'alouette des champs, pour n'en citer que quelques unes, connaissent aujourd'hui un fort déclin du fait de la modernisation agricole. Ces oiseaux utilisent les parcelles en jachères pour se reproduire en y installant leurs nids au sol mais ont beaucoup plus de difficultés à nicher dans des parcelles cultivées. En conséquence, la reconversion de l'ensemble des actuelles jachères en cultures d'agrocarburants porterait un coup fatal à toutes ces espèces.

Le Réseau Action Climat est sceptique quand à l'intérêt des agrocarburants et met en avant les conséquences écologiques de la déforestation. Un rapport du Department for Transport britannique va dans le même sens RTFO. La déforestation en Malaisie et en Indonésie pour planter des palmiers à huile, et au Brésil pour planter de la canne à sucre (filière éthanol) nuit très sérieusement au bilan environnemental des agrocarburants classiques. Selon l'ONG Via Campesina la deforestation pourrait conduire à rendre les agrocarburants pire que le pétrole qu'ils remplacent.

En effet, d'après le Global Canopy Programme The GCP VivoCarbon Initiative, regroupant les leaders scientifiques sur le sujet des forêts tropicales, la déforestation est une des principales causes des émissions de gaz à effet de serre. Avec 25% des émissions totales elle n'est devancée que par l'énergie, mais bien au dessus des transports (14%). Plusieurs articles récents: (Deforestation: The hidden cause of global warming - The independent 14.05.07, Biocarburants : pires que des énergies fossiles ! - Les Amis de la terre) dénoncent dans les agrocarburants un mirage qui nous ferait perdre de vue l'essentiel : stopper la déforestation et diminuer la consommation de carburant. L'association Kokopelli, active dans la sauvegarde de la biodiversité par ses productions de graines et semences, a quant à elle publié sur son site un article intitulé Mettez du sang dans votre moteur! La tragédie des nécro-carburants

Selon le magazine mensuel AAM Terra Nuova (magazine italien), un tiers de l'actuelle production de biocarburants pourrait être obtenue du recyclage des huiles usées, ce qui permettrait du même coup de résoudre le problème de l'élimination de ces huiles, qui a un impact environnemental important. Toujours selon ce même magazine, 3,6 milliards de litres de biodiesel pourraient être obtenus de l'émondage des cultures agricoles, et 13,3 milliards de l'entretien des forêts.

Agrocarburants issu d'oléagineux

Historique

Les prototypes des moteurs diesel inventés par Rudolf Diesel fonctionnaient à l'huile végétale, l'ancêtre des biocarburants.

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La filière courte

Après pressage simple dans une machine assez rudimentaire, l'huile est décantée puis filtrée pour être utilisée directement comme carburant. Le rendement de pressage est de 30% à 40% d'huile pour 60 à 70 % de tourteaux (résidu pâteux).

L'écobilan est très intéressant, mais l'utilisation de l'huile pose quelques problèmes:

• L'huile peut s'oxyder, elle sèche et peut générer des problèmes dans les réservoirs, c'est pour cela qu'il vaut mieux les utiliser quand on roule souvent et de préférence l'été.
• La température d'explosion plus élevée (de l'ordre de 450°C, soit une centaine de degrés de plus que le gazole ou les méthylesters) cause parfois des problèmes au démarrage des moteurs. D'autres sources indiquent une température d'explosion de 90° pour le gazole, et 300° pour l'huile. Dans tous les cas, c'est la pression qui fait exploser le carburant et non la chaleur. Donc cela ne change rien (sauf à froid).
• La viscosité à froid est élevée ce qui pose des problèmes mécaniques aux moteurs qui ne sont pas actuellement conçus pour. C'est pourquoi on utilise généralement l'huile en mélange avec du gazole (10 à 30%). Pour une utilisation pure, l'huile doit être portée à des températures de 65-75 °C, températures auxquelles elle retrouve une viscosité équivalente au gazole.
• La température de congélation est assez élevée (les huiles végétales figent entre -5°C et -15°C), ce qui est problématique dans les pays froids.
• Il n'y a pas actuellement de norme de qualité d'huile destinée à la carburation ce qui est un facteur limitant pour les constructeurs automobiles qui développent des moteurs selon des standards qualitatifs très précis.

Il existe cependant des solutions techniques à ces inconvénients (chauffage de l'huile grâce à des réservoirs ou injecteurs chauffants, démarrage avec du gazole ou des méthylesters). Les meilleurs résultats sont obtenus avec des systèmes capables de commuter entre l'huile et le gazole en fonction de la température des gaz d'échappement (sondes lambda), le circuit d'huile étant chauffé par l'eau du moteur.

Les huiles qui sont utilisées comme agrocarburants (du moins dans les pays tempérés) sont essentiellement de l'huile de colza et de tournesol. Pour des raisons de rendement de culture, l'huile de tournesol semble être la plus intéressante au niveau de l'écobilan. L'huile de tournesol étant plus énergétique que le gazole, son utilisation entraîne une diminution de la consommation.
Cependant, la combustion produit de l'acroléine, produit irritant et toxique (selon l'INRS). On constate alors que bien que plus écologique que l'essence, les résidus de combustion de l'huile végétale peuvent être toxiques et irritants pour l'homme, dans des concentrations importantes dans l'air inhalé, comme pour la combustion du diesel. Bien que légale dans certains pays, l'huile brute végétale est soumise en France à une lourde TIPP (Taxe Intérieure sur les Produits Pétroliers).

Consulter aussi l’article :   Rouler à l'huile végétale.

La filière ester méthyles

L'huile généralement obtenue avec des méthodes plus industrielles (solvants), subit une esterification. Mise en présence d'alcool et d'un catalyseur (généralement de la soude), se génère un méthyle ester et de la glycérine. Les différents composants de cette soupe sont enfin séparés à l'aide d'une centrifugeuse.

Les esters méthyles obtenus sont appelés biodiesel (ou diester en France). Ils ont été testés en remplacement à 100% du gazole et aucun problème n'a été relevé.

Certains mélanges sont pratiques pour des raisons plus souvent politiques que techniques:

• huile de tournesol entre 5 % et 30 % / gazole, (diminuer les particules, éviter les modifications du moteur)
• Ester méthyle de 2 à 5 % / gazole, (gazole vendu en stations-service en France)
• huile 15 % / ester-méthyles. (pour améliorer le bilan énergétique, éviter modifications du moteur)

La législation française autorise depuis peu le gazole à contenir jusqu'à 5% d'agrocarburants, tandis qu'en Allemagne le taux légal est au minimum de 15% d'agrocarburants.

Valorisation de tourteaux

Les tourteaux sont essentiellement utilisés dans l'alimentation animale. Ils sont très riches, ce qu'il fait qu'actuellement, le marché des tourteaux "explose".

Leur valorisation en carburant pourrait se faire par décomposition et récupération de biogaz. La valorisation énergétique par combustion (production de chaleur) est également une alternative intéressante dans la mesure ou les tourteaux "artisanaux" sont généralement encore riches en lipides, donc en énergie.

Le biogaz

Le biogaz est produit par la fermentation de biomasse c'est-à-dire de matières organiques animales ou végétales en l'absence d'oxygène (milieu anaérobique).

Le biogaz est un agrocarburant. Comme le gaz naturel, il est principalement constitué de méthane.

Il peut être produit par la méthanisation de déchets organiques d'origine agricole comme le lisier ou de boues de station d'épuration. Du biogaz peut aussi être récupéré suite à la fermentation des déchets dans les décharges.

Le biogaz peut remplacer le gaz naturel pour véhicules (GNV). Il doit être traité pour enlever l'eau, le dioxyde de carbone et l'hydrogène sulfuré.

Consulter aussi les articles :   biogaz   et   biomasse.

Le bioéthanol

L'éthanol est un alcool qui peut être utilisé comme carburant pour les voitures à motorisation essence. Le bioéthanol provient de la fermentation de sucres contenus dans différents végétaux : betteraves sucrières, pommes de terre ou céréales. L'éthanol peut aussi être obtenu à partir d'hydrocarbures, mais dans ce cas on parle d'éthanol et pas de bioéthanol.

Le bioéthanol est produit et utilisé à grande échelle au Brésil à partir de canne à sucre. Les voitures sont conçues pour rouler à l'éthanol pur ou avec un mélange essence-éthanol. Cela diminue la dépendance au pétrole du pays. En Europe le bioéthanol peut être incorporé à l'essence à un taux de 5%.

L'écobilan de l'éthanol n'est pas très bon à cause du faible rendement de la fermentation alcoolique qui produit beaucoup de dioxyde de carbone.

Il est de plus possible d'effectuer une distillation pour purifier et concentrer cet alcool. L'ADEME fait ainsi des démonstrations de distillation de jus de betterave fermenté. On notera toutefois que la distillation requiert un chauffage du jus, qui entraîne une consommation énergétique supplémentaire. De plus, cette activité est fortement réglementée, pour des raisons de santé publique : l'alcool ainsi produit pourrait en effet être consommé comme boisson.

l'ETBE

L'éthyl-tertio-butyl-éther (dit l'ETBE) est un éther obtenu par une réaction chimique entre l'éthanol et l'isobutène. En Europe l'ETBE peut être incorporé à l'essence à un taux de 15%.

Le gazogène

Inventé par Georges IMBERT (1884-1950) le gazogène est un système qui peut remplacer l'essence dans les moteurs à explosion. Pour que le gazogène soit un agrocarburant il doit utiliser du bois ou du charbon de bois.

La mise en oeuvre est assez complexe, plus de 20 minutes sont nécessaires pour démarrer le moteur, après allumage d'un foyer, une fumée riche en gaz combustibles (et toxiques) est produite, après purification le gaz obtenu est utilisé en carburant.

Ce système n'est plus utilisé aujourd'hui que dans quelques véhicules d'époque. En effet, le manque de pétrole durant la seconde guerre mondiale a seul conduit à l'utilisation de ce système. Certains projets sont toujours à l'étude pour de la cogénération.

Les micro-algues oléagineuses

La production d'huile peut être réalisée par des micro-algues oléagineuses, qui présentent un rendement bien meilleur que les oléagineux terrestres (colza, tournesol). Pour atteindre un rendement optimal, ces micro-algues ont cependant besoin de C02 en grande quantité dans les bassins ou les bioréacteurs. Ces derniers doivent donc être couplés à des centrales thermiques classiques productrices d’électricité (centrales au charbon par exemple) et qui rejettent du CO2 avec une teneur moyenne de 13%. Le CO2 est mis à barboter dans les bassins et est assimilé par les algues. Il s’agit donc d’une filière permettant de recycler le CO2 : c’est en ce sens qu’elle constitue une avancée dans le domaine environnemental, même si le CO2 produit par les centrales sera malgré tout libéré dans l’atmosphère lors de la combustion du biodiesel dans les bus ou les voitures.

Les hydrocarbures de synthèse

Version améliorée et industrielle du gazogène embarqué, le procédé de Fischer-Tropsch permet de fabriquer n'importe quel type d'hydrocarbure à partir de charbon, qu'il soit de bois ou fossile. Il est ainsi possible de fabriquer des agrocarburants à partir de déchets organiques (foin, taillis, branches, etc.), pas toujours correctement valorisés aujourd'hui. D'importantes recherches sont en cours aux É.-U., en Europe et en Chine pour améliorer ce type de procédé, largement développé déjà durant la Deuxième Guerre mondiale par les Allemands, qui alimentèrent leurs machines de guerre avec des carburants issus du charbon de la Ruhr. Par cette approche, on estime que l'exploitation d'un massif forestier comme la forêt des Landes permettrait d'alimenter en agrocarburants 3 millions d'automobiles.

Politiques étatiques favorables aux agrocarburants

En France

En France, Pierre Poujade, leader politique et syndical, fut le premier, dès 1983, date de son retrait de la vie politique, à étudier et promouvoir la culture des topinambours, dans l'intention d'en extraire des agrocarburants, afin d'apporter l'indépendance énergétique à la France et d'apporter des ressources directes et renouvelables à l'agriculture et à tout le monde rural.

Voir aussi

Liens internes

• Énergie de la biomasse
• Rouler à l'huile végétale
• Les énergies renouvelables
• La fin du pétrole approche
• Véhicules à carburants alternatifs

Liens externes

• Agrocarburants : les grandes manœuvres des éthanoliers autour de l’étude ADEME
• Oliomobile un forum très actif sur l'huile végétale comme carburant
• 6clones.com Portail sur les Biocarburants, Documentaire Video, Articles, Actualités, Liens, Forums...
• Biocarburants : pires que des énergies fossiles !
• Biomass to Liquid du wiki Oléocène
• Ecoléo, comment rouler à l' Huile Végétale. Biocarburant avec un moteur Diesel à Toulouse ou Lyon… HVP, HVB et HVU ?
• Fiche toxicologique de l'acroléine - INRS
• Les biocarburants sont pire que le pétrole qu’ils sont censés remplacer durablement, Georges Monbiot, The Guardian
• Pour en finir avec les biocarburants, Dossier de presse de Carfree France.

Bibliographie

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