L'énergie verte : les Biocarburants

Après le lancement, en 2008, du projet Futurol pour la production de bioéthanol de 2e génération, c'est au tour du projet Bio-T-Fuel de se pencher sur la production de biodiesel. Objectif : une production industrielle effective dès 2020.

''La France va mettre le paquet sur la deuxième génération de biocarburant'', a souligné, le 14 octobre dernier, la secrétaire d'État à l'Écologie, Chantal Jouanno, à l'occasion d'une visite de l'Institut Français du Pétrole (IFP) à Rueil-Malmaison (Hauts-de-Seine).

Si les doutes se font toujours plus nombreux quant à l'intérêt des biocarburants de première génération, un consensus semble en revanche émerger pour mener des recherches sur ceux de seconde génération. Contrairement aux biocarburants utilisés à l'heure actuelle qui utilise surtout le sucre et l'amidon et qui ne sont produits qu'à partir de certains éléments des plantes (graines ou tubercules), ceux de seconde génération peuvent être produits à partir de plantes entières. Il deviendrait alors possible de valoriser tous les déchets organiques et de dédier certaines cultures non alimentaires uniquement à la production de carburants. Théoriquement, les bilans énergétique et environnemental de cette filière seraient bien meilleurs et certains inconvénients reprochés aux biocarburants de première génération comme la concurrence avec la production alimentaire, deviendraient caducs.

Sur le plan technico-économique et environnemental, ces nouveaux procédés de conversion de la biomasse utilisant essentiellement des ressources de type lignocellulosique (déchets agricoles, résidus de bois) nécessitent d'être optimisés et validés sur des installations de démonstration préalablement au lancement industriel de ces productions. Il s'agit donc de préparer les procédés et les conditions de production de biocarburants à moyen et long terme.

Pour produire ces biocarburants de seconde génération, deux voies sont possibles. La première ''par voie biochimique, qui servirait pour les moteurs à essences, vise à produire de l'éthanol à partir de végétaux dont on aura fait fermenter le sucre en alcool, explique Slavik Kasztelan directeur adjoint du centre de résultats Raffinage-Pétrochimie à l'IFP. La seconde ''par voie thermochimique, consiste à produire un carburant de synthèse liquide pour les moteurs diesels à partir de la biomasse en la gazéifiant''.

Bioéthanol par voie biochimique

C'est la voie biochimique que le projet Futurol a choisi de développer. Ce démonstrateur retenu début 2008, mobilise au total 72 M€ financés par des fonds publics (Oséo Innovation) à hauteur de 40 %. Mobilisant 11 partenaires publics et privés1 sur une durée de 8 ans, il comporte une phase pilote, suivie d'une phase prototype. L'installation pilote doit être construite sur le site agro-industriel de Pomacle-Bazancourt (Marne). Les objectifs : mettre sur le marché un procédé, des technologies et des produits (enzymes et levures) permettant de produire du bioéthanol à un prix ''compétitif'' grâce à une matière première diversifiée (coproduits agricoles, biomasse forestière, cultures dédiées, ...) et obtenir ''les meilleurs bilans énergétiques et de gaz à effet de serre (GES) possibles'' sur l'ensemble de la chaîne de production. Le programme d'expérimentation inclut à la fois la problématique de la ressource (systèmes de culture, amélioration des variétés, bilans environnementaux…), du prétraitement (broyage, catalyseurs, séparation), de l'hydrolyse (optimisation du procédé, sélection des souches d'enzymes), de la fermentation (pentoses, minimisation des inhibiteurs, valorisation du CO2). ''Pour que les choses soient rentables, il y'a encore du travail mais on a de bonne raison de penser que le projet va marcher, estime Antoine Margeot, Ingénieur de Recherche au Département de Biotechnologie de l'IFP. La preuve du concept est faite, on arrive à faire du sucre. Il y'a encore des verrous technologiques (diminution du coût de production des enzymes notamment) mais aucun n'est infranchissable''.

Biodiesel par voie thermochimique

Avec Futurol, la France s'est dotée d'une plate-forme recherche et de démonstration sur la voie biochimique. En revanche, la voie thermochimique ne bénéficiait pas encore de démonstrateur de recherche au contraire par exemple de l'Allemagne. La raison : ''les technologies sont coûteuses en investissement'', précise Slavik Kasztelan.
Pour autant, dans le cadre de l'appel à manifestation d'intérêt, le projet Bio-T-Fuel vient d'être sélectionné. Porté par le consortium SOFIPROTEOL, CEA, IFP, Axens et Total, le projet, d'un coût global de 112 millions d'euro, a été approuvé par le Conseil d'Administration de l'ADEME le 7 octobre dernier et recevra une aide de 33 millions d'euros. Il s'appuie sur la production de biodiesel liquide à partir de biomasse lignocellulosique (bois, paille, déchets…). Selon l'ADEME, cette expérimentation devrait ''permettre de disposer d'éléments d'évaluation nécessaires pour juger de l'opportunité d'un déploiement de cette filière''. Une analyse de cycle de vie « du champ au réservoir » devrait être conduite de manière à permettre d'analyser dans quelles conditions les biocarburants de cette filière peuvent contribuer à répondre aux défis environnementaux. Le projet prévoit la construction de deux sites industriels, dont un à Compiègne (Oise), l'autre sur ''site industriel existant'' de Total, qui a proposé un financement représentant 30 % des apports demandés aux partenaires. La phase de développement sera finalisée en 2015, pour une production industrielle effective à partir de 2020.
Source : Actu-Environnement.com - 19/10/2009
C.SEGHIER

Le projet est porté par le consortium Procethol 2G
Partenaires de recherche : ARD, IFP, INRA, ONF.
Partenaires agro-industriels : Confédération générale des planteurs de betteraves, Champagne céréales, Lesaffre, Tereos, Total.
Partenaires financiers : Crédit agricole du Nord Est, Unigrains.

MANHATTAN - (Kansas - Etats-unis) - Les ingénieurs Pei et Yuan travaillant à la Kansas State University auraient conçu un nouveau système de production d'algues qui pourrait réduire le coût de l'algo-biodiesel et aider le gouvernement américain à réaliser son voeu le plus cher : délaisser les combustibles fossiles pour les combustibles renouvelables alternatifs. L'exploitation des algues dans le but d'en tirer des biocarburants, bien que très prometteuse et très soutenue par les industriels et chercheurs américains, pose on le sait, pour l'instant, principalement des problèmes de coûts de production. Selon certains experts, ces coûts seraient liés en grande partie aux méthodes actuelles employées pour produire les algo-biocarburants et notamment au processus de culture des algues en étangs fermés ou en batteries de bio-réacteurs. Qu'à cela ne tienne : récoltons les algues qui flottent en surface, et rapatrions les à terre pour les exploiter a-t-on pu entendre dire ici ou là ces derniers mois. Pourquoi pas en effet ? Mais il faut savoir dans ce cas que, pour l'instant, ces méthodes de récoltes et d'exploitation impliquent le passage par des centrifugeuses dont les besoins en électricité sont particulièrement élevés à tel point que l'on a calculé que cette méthode mettrait le biocarburant algal à 56 $ le gallon !
Donc retour à la case départ.
Et c'est ici que les deux ingénieurs de la Kansas State University interviennent. Ils pensent que l'évolution des technologies aidant, si l'on veut voir un gallon de biocarburant algal à 5 $ d'ici cinq à dix ans, il faudrait éviter de se tourner vers des solutions de production à grande échelle sur terre comme c'est le cas en ce moment. Ils préconisent plutôt une solution de culture et de transformation dans l'océan même c'est-à-dire à la source. C'est précisément à cette technologie (qui n'existe pas encore) que Yuan et Pei travaillent. Dans un premier temps, ils ont commencé par identifier les espèces d'algues capables à la fois de produire un carburant suffisamment riche et de se fixer et se développer sur une surface solide : "Nous pensons nous aussi, disent-ils, qu'il y a un énorme potentiel dans la production d'algo-biocarburant, à condition de savoir cultiver la matière première sur de grandes plates-formes et surtout d'intégrer pleinement la composante marine, l'océan, dans le système de production. Ainsi la moitié du coût des algues produites en ce moment à terre passe dans l'approvisionnement régulier en nourriture et en eau nécessaire à leur croissance. L'eau des océans à elle seule offre déjà aux algues ces aliments en abondance et réduit donc d'autant les coûts de production."
La solution paraît un peu trop simple pour être vraie et pourtant, après les premières études, les résultats semblent être positifs. Deux espèces d'algues à haute teneur en huile et à croissance rapide ont été sélectionnées pour leur capacité à se fixer sur de l'acier inoxydable (en l'occurrence dans l'expérimentation une fine surface légèrement alvéolée). Après s'être attachées sur cette surface artificielle en mer, les algues auraient atteint rapidement un stade de croissance de plusieurs millimètres d'épaisseur : "De la même façon que le gecko est incapable de marcher sur une surface parfaitement lisse, nos résultats indiquent que les algues se fixent mieux sur une surface légèrement texturée plutôt que sur une surface lisse." a expliqué l'ingénieur Yuan. Après la culture en mer, les deux chercheurs ont réfléchi à un mode de récolte et de séchage sur site assez ingénieux : la surface métallique s'enroule sur elle-même à mesure que les algues arrivent à maturité et porte ainsi la partie cultivée à la lumière du soleil où elle va sécher avant qu'un grand couteau mécanique ne vienne la récolter puis la réduire en poudre. Reste ensuite à les transformer en pétrole et ce problème n'est pas évoqué par les chercheurs. Force est de constater qu'effectivement, avec ce procédé, on a déjà évité les frais de nutrition des algues et les frais de fonctionnement des bio-incubateurs.
Source : 18/11/2009 - 3B Conseils