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Biocarburant

Posted on July 2, 2019 at 5:10 PM Comments comments (214)

Un biocarburant ou agrocarburant est un carburant (combustible liquide ou gazeux) produit à partir de matériaux organiques non fossiles, provenant de la biomasse (c'est le sens du préfixe « bio » dans biocarburant1) et qui vient en complément ou en substitution du combustible fossile.

L'expression « biocarburant » (formée du grec βιος, vie, vivant et de « carburant »;) indique que ce carburant est obtenu à partir de matière organique (biomasse), par opposition aux carburants issus de ressources fossiles. L'appellation « biocarburant » a été promue par les industriels de la filière et certains scientifiques. Biocarburant est la dénomination retenue en 2003 par le Parlement européen.


Actuellement, deux filières principales existent :


1.filière huile et dérivés, comme l'huile végétale carburant, le biogazole (ou biodiesel) ; mais aussi de graisses animales ou des acides gras divers (algues, etc.)

De nombreuses espèces végétales sont oléifères comme le palmier à huile, le tournesol, le colza, le jatropha ou le ricin. Les rendements à l'hectare varient d'une espèce à l'autre. L'huile est extraite par pressage (écrasement) à froid, à chaud, voire (pour un coût plus élevé;) avec un solvant organique.


Deux grandes voies d'utilisation sont ouvertes :


L'huile végétale brute (HVB, ou HVP) peut être utilisée directement, dans les moteurs diesels, pure ou en mélange, mais, notamment à cause de sa viscosité relativement élevée, l'utilisation d'une fraction d'huile importante nécessite l'usage d'un moteur adapté.

Le biogazole (aussi appelé en France diester), obtenu par la transformation des triglycérides qui constituent les huiles végétales ; la transestérification de ces huiles, avec du méthanol ou de l'éthanol, produit des Esters d'Huile Végétale, respectivement méthyliques (EMHV) et éthyliques (EEHV), dont les molécules plus petites peuvent alors être utilisées comme carburant (sans soufre, non toxique et hautement biodégradable) dans les moteurs à allumage par compression.

2.filière alcool comme le bioéthanol, à partir de sucres, d'amidon, de cellulose ou de lignine hydrolysées.

D'autres formes moins développées, voire simplement au stade de la recherche, existent aussi : carburant gazeux (biogaz, biométhane, dihydrogène), carburant solide, etc.

En théorie, les biocarburants sont techniquement capables de produire la totalité de l'énergie consommée par l'humanité. Un calcul rapide le montre : la consommation mondiale d'énergie aujourd'hui est de l'ordre de 400 exajoules, soit 10 × 1014 kWh76. La productivité la plus élevée pour un biocarburant de première génération est celle du palmier à huile, qui atteint 5 000 L/ha/an, avec une densité d'énergie de 10 kWh/L. Il faudrait donc 20 millions de kilomètres carrés de palmier à huile pour assurer notre autonomie énergétique. C'est beaucoup (deux fois et demie le Brésil), mais en aucun cas impossible. D'autant plus que dans le futur des progrès très importants sont attendus de la recherche : conversion en carburant de la totalité de la plante (deuxième génération) ; production en réacteurs pour ne pas consommer de terres agricoles (troisième génération) ; augmentation du rendement de la photosynthèse par enrichissement de l'air en dioxyde de carbone... En fait la limite est le rendement de conversion de l'énergie solaire en biomasse par la photosynthèse, qui est de l'ordre de 2 % sans enrichissement de l'air en dioxyde de carbone. Si on récupérait la totalité de cette énergie, il suffirait de moins d'un million de kilomètres carrés pour assurer l'autonomie énergétique de la planète, soit seulement deux fois la France.

Une grande partie de la production pétrolière a lieu dans des pays dont il serait imprudent de dépendre excessivement : Irak, Nigeria, Iran, etc. et les trois principales crises pétrolières sont le fruit d'une crise politique. En outre, on sait que le pétrole s'épuise. Les biocarburants permettent aux pays qui les produisent de devenir moins dépendants sur le plan énergétique. À l'échelle locale, la production et l'autoconsommation d'agrocarburants (huile végétale carburant par exemple) permettent une autonomie énergétique des agriculteurs.

En 2003, le biologiste Jeffrey Dukes a calculé que les énergies fossiles brûlées en un an (1997) provenaient d’une masse de matière organique préhistorique qui représentait plus de 400 fois l'énergie qui à l'inverse se fixe et s'accumule naturellement dans le même temps sur la planète. L'interprétation de ce résultat est que la nature non gérée (forêt primaire) accumule le carbone avec une extrême lenteur, alors que la culture de plantes énergétiques fournit de grandes quantités de carbone renouvelable évitant de rejeter du carbone fossile.


Dans le même article, Dukes estime que le remplacement des carburants fossiles par une combustion de végétaux actuels correspondrait au moins à 22 % de la production végétale terrestre (y compris des végétaux marins), augmentant ainsi de 50 % l'appropriation de cette ressource par l'homme.


Dans le cas de la France, par exemple, Jean-Marc Jancovici calcule que, compte tenu des consommations intermédiaires par l'activité agricole et pour les productions actuellement maîtrisées (colza, betterave, etc.), la production des 50 Mtep actuellement utilisés pour les transports sous forme de biocarburants nécessiterait une surface agricole supérieure à la surface totale du pays (sachant que la surface agricole utile en représente environ la moitié, et décroît). Il en conclut que « les biocarburants sont donc un intéressant problème de politique agricole, mais un élément négligeable d'une politique énergétique ».

 

Ces analyses présentent évidemment des limites, et on peut espérer que les progrès des biocarburants, notamment le passage à la seconde et surtout la troisième génération, augmentent la production nette par unité de surface (variétés de végétaux moins exigeantes en consommations intermédiaires, plus productives, sur une période plus longue de l'année, etc. ; les algocarburants, notamment, ne nécessitent ni eau douce ni terre cultivable) ou que la valorisation des coproduits suffise à justifier la culture, mais en l'état actuel les agrocarburants ne peuvent être qu'un appoint.


Il ne faut pas en conclure que ces raisons s'opposent définitivement aux biocarburants ; un monde fonctionnant aux énergies renouvelables devrait consommer bien moins et de façon plus efficace, ce qui leur laisse une place. Des études prenant en compte d'autres cultures et d'autres modes de production agricoles ont conclu que la bioénergie pourrait assurer une part significative de nos besoins en déplacement. Les conditions nécessaires à ce scénario seraient des mesures importantes d'efficacité énergétique et un passage vers une agriculture locale peu consommatrice d'énergie.


Une étude publiée par l'International Council on Clean Transportation le 26 février 2014 estime le potentiel technique de production de biocarburants à partir de déchets urbains, agricoles et forestiers en Europe à 16 % des carburants routiers consommés en Europe en 2030 et les économies d'émissions de gaz à effet de serre peuvent atteindre 60 % sur l'ensemble du cycle de vie.

La consommation mondiale de biocarburants a atteint 58,8 Mtep en 2011 (41,6 Mtep de bioéthanol et 17,2 Mtep de biodiesel), soit 3,1 % de la consommation mondiale des transports routiers.

 En Europe, depuis juillet 2011, pour être certifié « durable » un biocarburant doit répondre à des « normes de durabilité3, via 7 mécanismes ou initiatives».

La consommation européenne a été de 14,4 Mtep en 2012, en hausse de 2,9 %.





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