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Version du 8 février 2006 à 13:42
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Les biocarburants sont des carburants pour moteurs issus de la biomasse. Ils se substituent partiellement (ou totalement) aux carburants pétroliers, notamment pour faire rouler les véhicules à carburants alternatifs.
Le Brésil a ainsi, pendant un temps, utilisé la biomasse (canne à sucre transformée en éthanol) comme carburant automobile mais a finalement abandonné la pratique. 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.
L'utilisation des biocarburants est particulièrement intéressante du point de vue de la production de CO2 et de l'effet de serre qu'il implique. Lors de sa combustion, un biocarburant rejette dans l'atmosphère le dioxyde de carbone que la plante dont il est issu a absorbé par photosynthèse, à la différence des carburants fossiles qui libèrent dans l'atmosphère du carbone initialement stocké sous terre.
Le bilan environnemental des biocarburants reste sujet à controverse, la pollution due à l'agriculture, aux engrais et aux pesticides, doit rentrer en ligne de compte selon certains.
Les biocarburants ne pourront néanmoins constituer qu'une énergie de complément, car le rendement des végétaux est assez faible: la superficie des terres agricoles, en France, ne suffirait pas à alimenter en carburant le parc automobile actuel et son coût de production reste environ deux fois plus élevé que celui des carburants pétroliers. Selon les sources, les biocarburants ne pourraient fournir tout au plus que 10 à 15% de la seule consommation actuelle de pétrole en France (4% aujourd'hui).
A noter toutefois que la production d'huile (pour les moteurs de technologie Diesel) peut être réalisée par des algues oléagineuses, qui présentent un rendement bien meilleur que les oléagineux terretres (colza, tournesol), et pourrait subvenir au besoin de la totalité du parc diesel français (environ 17 millions de véhicules).
Biocarburants issus d'oléagineux
Historique
Les premiers prototypes des moteurs diesel inventés par Rudolf Diesel fonctionnaient a l'huile végétale , l'ancêtre des biocarburants.
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.
- La température d'explosion plus élevée (de l'ordre de 450°C, soit une centaine de degrés de plus que le gazole ou les méthyl-esters) 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 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 existe cependant des solutions techniques à ces inconvénients (chauffage de l'huile grâce à des réservoirs ou injecteurs chauffants, démarrage avec du gasoil ou des méthyl-esters). Les meilleurs résultats sont obtenus avec des systèmes capables de commuter entre l'huile et le gasoil 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 biocarburants sont essentiellement de l'huile de colza et de tournesol. Pour des raison 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. De plus, la combustion produit de l'acroléine, produit hautement cancérigène. On constate alors que bien que plus écologique que l'essence, l'huile végétale est aussi dangeureuse (voir plus) que lui (les gaz lourds ou souffrés dégagés lors de la combustion de l'essence étant remplacés par une substance hautement cancérigène). Bien que légale dans certains pays l'huile brute végétale, en France est soumise à une lourde TIPP (Taxe Intérieur sur les Produits Pétroliers), une entreprise militante du coté d'Agen essaye de trouver des solutions: Valenergol
- Lire à ce sujet: 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), et génère un méthyle ester et de la glycérine. Les différents composants de cette soupe sont enfin séparé à l'aide d'une centrifugeuse.
Les ester méthyles obtenues 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 moteur)
- Ester méthyle de 2 à 5 % / gazole, (gazole vendu en station services en France)
- huiles 15 % / Ester méthyles. (pour améliorer le bilan énergétique, éviter modifications moteurs)
La législation française autorise depuis peu le gazole à contenir jusqu'à 5% de bicarburants, tandis qu'en Allemagne le taux légal est au minimum de 15% de biocarburants.
Valorisation de tourteaux
Les tourteaux sont essentiellement utilisé dans l'alimentation animale.
Leur valorisation en carburant pourrait se faire par décomposition et récupération de biogaz.
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 biocarburant. 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.
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 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 explosions. Pour que le gazogène soit un biocarburant 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 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 cogénérations.
Voir aussi
- Énergie de la biomasse
- Rouler à l'huile végétale
- Les énergies renouvelables
- La fin du pétrole approche
- Véhicules à carburants alternatifs
Webographie
- oliomobile un forum très actif sur l'huile végétale comme carburant
- 6clones.com Portail sur les Biocarburants, Documentaire Video, Articles, Actualités, Liens, Forums...
