Les unités pilotes de biocarburants de deuxième génération dans le monde
Réchauffement climatique, augmentation des prix du pétrole et réduction des réserves pétrolières, ainsi que développement de nouveaux marchés pour l’agriculture sont autant de facteurs qui ont amené à un fort engouement pour la production de carburants d’origine agricole.
Huile de pyrolyse, photo CSET Iowa
Ces filières actuellement en développement connaissent cependant certaines limites en termes de disponibilité des surfaces et de concurrence avec des usages alimentaires. Afin de pallier ces limites, de nouvelles filières capables de convertir des ressources végétales peu valorisées avec de meilleurs rendements, sont depuis quelques années en cours de recherche et développement. Acteurs américains et européens ont lancé d’importants programmes de recherche dédiés à ces filières dont le développement industriel est attendu entre 2012 et 2020.
Cela fait aujourd’hui bientôt près de dix ans pour la production de biodiesel de type EMHV (Ester Méthylique d’Huile Végétale), et plus de vingt ans pour la production d’éthanol d’origine agricole, que se développent ces biocarburants, dits de 1re génération, à l’échelle industrielle dans la plupart des continents.
Malgré des procédés fondamentalement bien maîtrisés, de nets progrès – en termes de qualité des produits, de consommation d’utilités et de coûts de production – ont été observés avec le regain d’intérêt de ces filières depuis le début du 21e siècle. Cependant, des limites à ces
filières persistent. En effet, elles pourraient venir à mobiliser d’importantes surfaces de terres agricoles, pour la production de cultures à vocation également alimentaire. Cette production nécessite par ailleurs la prise en compte de pratiques agricoles durables pour assurer de bons bilans environnementaux des filières.
Des programmes de recherche se sont alors développés vers des procédés valorisant la biomasse en vue de pallier les contraintes environnementales et la concurrence avec l’usage alimentaire. Ces technologies dites de 2e génération présentent l’avantage de valoriser la lignocellulose des plantes, constituant principal de la paroi de tout végétal. Le panel d’espèces valorisables
devient alors bien plus large et peut s’orienter vers des espèces non alimentaires et ayant des rendements de matière à l’hectare nettement plus importants.
Deux principales voies de conversion de la biomasse lignocellulosique en carburant font aujourd’hui l’objet d’efforts importants en terme de recherche et développement :
- une voie biochimique qui, par fermentation des sucres contenus dans la lignocellulose, produit de l’éthanol de même nature que le bioéthanol actuel, et se substituerait à l’essence ;
- une voie thermochimique, qui comporte deux technologies capables de convertir la biomasse,
- la gazéification (voie indirecte) et la liquéfaction hydrothermale de la biomasse (voie directe).
La gazéification consiste en la production d’un gaz de synthèse (H2, CO, CH4, CO2, H2O) suite à un
prétraitement qui réduit la biomasse en particules sous forme sèche ou liquide (slurry).
Le gaz peut ensuite être orienté vers la production de différents carburants.
Le BtL (Biomass to Liquids) est une voie qui fait réagir le gaz de synthèse selon la synthèse Fischer-Tropsch. Elle permet la production de gazole de synthèse (ou Diesel-FT), pour une incorporation directe dans les moteurs Diesel, de kérosène, pour un usage potentiel dans les moteurs de l’aviation, et de naphta, pour un usage pétrochimique ou éventuellement essence.
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