Les algocarburants, la promesse énergétique attendue ?
Un TPE de Yoann Launay, Lucas Jousseaume et Elyes Zribi.
( III ) L'algocarburant
Un algocarburant est un biocarburant ; qu'est-ce ? Comment l'obtenir ?
Qu'est-ce qui est le mieux ?
(1) Qu'est-ce qu'un biocarburant ?
(A) Définition du Dictionnaire Larousse
« Carburant tiré de la biomasse (matière première végétale, animale ou issue de déchets) pouvant être utilisé comme additif ou substitué aux carburants pétroliers ». Ces carburants pétroliers sont ceux que nous utilisons chaque jour pour nos transports ; l'essence (SP95, SP98, E10, E85) et le gazole (aussi appelé « diesel»).
(B) 3 générations
Il existe plusieurs générations de biocarburants qui s'appuient sur différents types de biomasse.
La « 1ère génération » de biocarburants utilise comme base des ressources alimentaires telles que ; la canne à sucre, la betterave, les céréales, le colza, le maïs, le tournesol, les arachides, le palmier ou encore le soja. On cherche à en obtenir des sucres ou des huiles. Mais ces ressources sont confiées en quantité limitée à cette industrie car elles servent en priorité à nourrir les populations. Cela représente 5 % des productions sucrières et céréalières en France.
La « 2ème génération » de biocarburants cherche donc à utiliser des ressources non-alimentaires associées à de la biomasse lignocellulosique. Celle-ci regroupe les résidus de plantes et bois non-comestibles, riches en cellulose, hémicellulose et lignine dans leurs parois cellulaires. Ces molécules peuvent être exploitées.
Enfin « la petite nouvelle », la « 3eme génération » de biocarburants, celle des algues, est en marche comme vous le voyez actuellement à nos côtés à travers l'algocarburant.
Voici un schéma qui montre les différents suivis de production en fonction des générations de biocarburants.
En vert, la 3ème génération, en jaune la 2ème et en noire la 1ère. A noter qu'il existe toujours des exceptions au niveau de l'appartenance à une génération notamment au niveaux des oléagineux comme le tournesol mais peu importe.
Il faut aussi distinguer deux filières dans la fabrication d'un biocarburant ; la filière essence et la filière gazole.
(C) Filière Biocarburants Essence
Cette filière permet de produire du bioéthanol, c'est-à-dire de l'éthanol grâce à des produits agricoles ; produits sucriers (betterave) et céréaliers dits amylacés car ils possèdent de l'amidon (blé et maïs) .
Les sucres, déjà présents dans les sucriers et synthétisés à partir des amylacés (hydrolyse), permettent par fermentation d'obtenir un alcool. Il sera ensuite distillé et déshydraté pour donner de l'éthanol, ici du « bioéthanol ».
Aujourd'hui celui-ci est incorporé à hauteur de 5 à 10 % dans notre essence et de 65 à 85 % dans le carburant superéthanol E85 (80 centimes le litre) , utilisé par les véhicules dits « Flex fuel » , qui s'adaptent à un carburant hautement alcoolique.
Pour être plus facilement incorporé, on peut ajouter de l'isobutylène pour former de l'ETBE (éthyl tertio butyl éther).
(D) Filière Biocarburants Gazole
Cette filière s'appuie sur des huiles végétales de plantes dites « oléagineuses » (colza, soja, tournesol…)., ou d'huiles issues de grasses animales , ou enfin d'huile végétales alimentaires récupérées. Elles permettent d'obtenir un biogazole ; l'EMAG (Ester méthylique d'acide gras), soit respectivement ; de l'EMHV (Ester méthylique d'huile végétale), de l'EMHA (Ester méthylique d'huile animale) et de l'EMHU (Ester méthylique d'huile usagée) ; eux peuvent être incorporés à hauteur de 7 % du gazole . Cette synthèse d'esters est possible grâce à la technique de la transestérification, que nous approfondirons plus bas.
Il existe en effet un autre type de biogazole que l'EMAG ; le biogazole de synthèse. On peut l'obtenir par une voie thermochimique surnommée « BtL » ( Biomass to Liquid ), en gazéifiant la biomasse et en utilisant la technique de synthèse « Fischer-Tropsch » qui donne du biogazole. Mais on connaît peut-être mieux l'hydrotraitement ; il s’agit d’une hydrogénation catalytique. On fait réagir l'huile en présence d'hydrogène à 300°C. La réaction d’hydrogénation est suivie
d'un hydrocraquage (craquage des molécules longues). On produit alors des hydrocarbures qui peuvent être incorporés en quantité importante au gazole mais surtout au kérosène. Toutefois une importante quantité d'hydrogène est nécessaire à cette transfomation, et du propane (C3H8) est émit parallèlement.
Schéma des deux filières de biocarburants
On peut constater que même si on considère qu'un biocarburant peut substituer un carburant, aujourd'hui ils ne sont encore qu'incorporés et mineurs en comparaison des proportions de carburants pétroliers associés.