Les bioénergies | Passion Céréales

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Dossier

Les bioénergies

Deux solutions existent pour produire de l’énergie à partir de la biomasse. La première consiste à en effectuer une combustion directe. On parle de biocombustion. La seconde consiste à effectuer une première transformation de la biomasse avant que celle-ci soit convertie en énergie. C’est le cas des biocarburants et du biogaz.


Le potentiel énergétique de la biomasse est connu depuis de nombreuses années. La relation entre la biomasse et l’énergie a toujours existé. L’utilisation massive du pétrole l’a peut être éclipsée avant de susciter un regain d’intérêt dans le cadre du développement des énergies renouvelables.

En France, le chauffage des bâtiments et des habitations est le premier consommateur d'énergie. Actuellement, la majorité de cette énergie est issue des ressources fossiles - fioul, gaz - qui s'épuisent peu à peu. Les biocombustibles céréaliers offrent des alternatives sérieuses tant sur le plan environnemental que sur le plan économique en ouvrant la voie à une nouvelle activité économique en zone rurale.

Qu'est-ce qu'un biocombustible ?

La biocombustion est une combustion directe. Il s'agit de matières solides d'origine végétale dont la combustion est valorisée sous forme de chaleur renouvelable ou associée à la production d'électricité. Les biocombustibles provenant de la biomasse agricole regroupent deux sous-filières : les combustibles à base de cultures dédiées (triticale, orge, chanvre, kenaf, miscanthus...) et les combustibles à base de coproduits (déchets de silos, paille, rafle...).

Comment produire de la chaleur avec les biocombustibles céréaliers ?

Toutes les espèces céréalières peuvent être utilisées comme biocombustible. L'énergie libérée lors de la combustion de la biomasse provenant d'un hectare de céréales équivaut à celle de 4 500 litres de fioul, soit la quantité nécessaire pour chauffer deux maisons de 100 m2 à 18°C pendant un an. Un hectare de céréales stocke 10 fois plus d'énergie qu'il ne consomme d'énergie fossile pour être cultivé.

Pour le chauffage de maison individuelle, les biocombustibles se présentent sous forme de granulés de produits céréaliers, de paille, ou mixtes (pailles - bois...). Ils alimentent une chaudière spéciale. La production française de granulés biocombustibles est passée de 17 000 tonnes en 2002 à plus de 350 000 tonnes en 2009....

Comment produire de l'électricité avec les biocombustibles céréaliers ?

Les biocombustibles céréaliers peuvent également fournir de l'électricité : au cours de leur combustion, il y a libération de vapeur d'eau ; celle-ci active une turbine qui produit un courant électrique. On appelle cela la cogénération, c'est à dire la production de deux énergies secondaires utilisables : une énergie mécanique (ou électrique) et une énergie thermique. Les rendements énergétiques de centrales de cogénération électricité-chaleur sont très bons, de l'ordre de 85% si toute la chaleur produite est utilisée. A titre de comparaison, ceux des centrales fonctionnant au combustible nucléaire, au fioul ou au charbon ne dépassent guère les 40%.

Des unités de cogénération utilisant des biocombustibles céréaliers existent au Danemark et en Espagne mais n'ont pas encore d'équivalent en France.

L'Europe a pour objectif de passer de 8% à 18% de production d'électricité par cogénération d'ici 2020. Le potentiel de développement est en attente de nouvelles réglementations favorables au développement de cette source d'énergie.

 

Qu'est-ce qu'un biocarburant ?

 

Les biocarburants, ou agrocarburants,  sont produits à partir de matières premières renouvelables, d’origine agricole.

Il existe deux types de biocarburants :

Le bioéthanol est le plus utilisé dans le monde et les Etats Unis en sont les premiers producteurs. L’Union européenne est la première productrice de biodiesel.

L'Union Européenne s'est fixée comme objectif d'intégrer 20% d'énergies renouvelables dans son offre énergétique d'ici 2020. Issus de la biomasse, les biocarburants font donc partie du bouquet énergétique des énergies renouvelables qui seront amenées à prendre de l'ampleur dans les années à venir.

Comment fabrique-t-on du biodiesel et  bioéthanol, premier carburant utilisé au monde?

Le biodiesel,  est produit à partir de l’huile de colza ou l’huile de tournesol. Il est un produit dérivé des huiles végétales. Il peut aussi provenir d’autres végétaux, de graisses recyclées ou d’origine animale.  Avec un hectare de colza, il est possible de produire 3 et 3,5 tonnes de graines qui serviront à élaborer 1 700 litres de biodiesel, 150 kg de glycérol et 2 tonnes de tourteaux, riches en protéines, destinés à l’alimentation animale.

En Europe, le bioéthanol de première génération est produit à partir de betteraves ou de céréales (blé, maïs...).  Il est produit à partir de la fermentation de sucres, de façon similaire à la production d’alcool de bouche car c’est le même composé chimique, seule la pureté diffère.

La fabrication de l’éthanol issu des céréales, s’accompagne de la production d’un coproduit, les drêches qui contiennent toutes les protéines issues du blé et du maïs. Pour chaque tonne de céréales destinée à la production d’éthanol, environ 350 kg de drêches vont être destinées à l’alimentation du bétail.                              

Au Brésil, il est produit à partir de canne à sucre et aux Etats-Unis, à partir de maïs.

Cette 1ère génération est encore en évolution grâce à l'amélioration quotidienne des processus de production qui permet d'atteindre des gains significatifs en termes d'efficacité énergétique.

Selon l’Agence Internationale de l’Energie, dans le secteur du transport, les biocarburants s’imposent pour les 10 prochaines années comme la seule alternative de substitution partielle au pétrole en tant qu’énergie liquide, en parallèle à des ruptures technologiques plus radicales donc moins immédiates.

L'intérêt économique et environnemental du bioéthanol de 1ère génération dynamise fortement la recherche sur les biocarburants dits de « 2nde génération ».

Les prochains biocarburants, dits de seconde génération, utiliseront l’ensemble de la ressource végétale. Ils valoriseront la partie lignocellulosique de la biomasse (bois,…) et non les réserves énergétiques des plantes.

Le bioéthanol de 2nde génération fait l'objet de nombreux travaux de recherche à travers le monde et devrait ainsi devenir une réalité économique et industrielle à échelle significative d'ici 2015-2020. Il sera alors un complément au bioéthanol de 1ère génération.

Il existe actuellement en France deux pilotes consacrés à la recherche sur les biocarburants de seconde génération :

  • Futurol pour le bioéthanol
  • Bio-T-fuel pour le biodiesel

Un exemple de projet de R&D français sur les biocarburants de 2nde génération: Futurol (pour en savoir plus : cliquez ici ).

Sous quelle forme utilise-t-on le bioéthanol?

Incorporé directement à l'essence

Il peut être incorporé pur, directement à l'essence, dans une proportion pouvant aller jusqu'à 10%, sans qu'il soit nécessaire dans la plupart des cas de modifier les moteurs, ni les installations de stockage, de transport et de distribution de l'essence.

Depuis avril 2009, le SP95-E10 a remplacé le SP95. Ce nouveau carburant est une essence sans plomb qui peut contenir jusqu'à 10% de bioéthanol (d'où son nom d'E10). Ce sera l'essence standard européenne dès 2013.

La plupart des véhicules vendus après le 1er janvier 2000, sont adaptés à ce type de carburant. Pour savoir si votre véhicule peut rouler au SP95 - E10 : cliquez ici.

Sous forme de Superéthanol E85

Le Superéthanol, ou E85, est un carburant composé de 65 à 85% de bioéthanol, complété avec du SP95. En 2011, plus de 300 stations, réparties dans 81 départements distribuent du Superéthanol.

Seuls les véhicules flex-fuel (ou VCM, Véhicule à Carburant Modulable) sont capables de rouler avec ce type de carburant. Néanmoins, leur « moteur intelligent » peut fonctionner indifféremment avec toutes les concentrations de bioéthanol comprises entre 0 et 85%, voire 100% pour certains constructeurs. Pour le moment, les véhicules flex-fuel circulent principalement au Brésil, aux Etats-Unis et en Suède. Fin 2012, 25 000 véhicules flex-fuel étaient immatriculés en France.