TECHNOLOGIES CLÉS 2010 (novembre 2006)

Energie – environnement

33. Carburants de synthèse issus de la biomasse

Description

Les biocarburants sont produits à partir de matières premières végétales. Actuellement, les principaux biocarburants produits en France sont:

• l'éthanol et l'ETBE (éthyl tertio butyl éther), destinés aux moteurs à essence. L'éthanol est issu de plantes sucrières (betteraves, cannes à sucre) ou de céréales, et peut être transformé en ETBE par réaction avec l'isobutylène ;
• les esters méthyliques d'huiles végétales (EMHV) destinés aux moteurs diesel. Les EMHV sont produits à partir d'huiles extraites du colza ou du tournesol, puis transformées par une opération de transestérification avec du méthanol. Une variante consiste à utiliser de l'éthanol, éventuellement d'origine agricole, à la place du méthanol, de façon à produire un ester éthylique (EEHV).

La réglementation précise la teneur maximale de biocarburant que l'on peut incorporer sans précaution particulière (pas de modification du moteur, maintien des propriétés du mélange) : 5 % en volume pour l'éthanol, 15 % pour l'ETBE, 5 % pour l'EMHV. L'utilisation de mélanges riches, comme l'E85 à 85 % d'éthanol, n'est possible que si le véhicule est spécifiquement adapté (flexible fuel vehicles, par exemple).

En France, les biocarburants sont principalement utilisés sous forme d'ETBE et d'EMHV. La viabilité de la filière reste très dépendante des questions de coût, ceux-ci n'étant pas encore compétitifs par rapport aux carburants issus du pétrole.

D'un point de vue technique, les développements visent à améliorer les rendements de conversion de la biomasse, actuellement médiocres, à mieux gérer les coproduits issus de la filière (glycérine, tourteaux ...), ainsi qu'à valoriser la biomasse lignocellulosique, que celle-ci soit issue de l'exploitation forestière (bois) ou de la filière agricole (paille). Deux voies sont utilisées pour valoriser ces ressources :

• la gazéification puis la liquéfaction, par exemple selon le procédé Fischer-Tropsch, qui permet d'obtenir des carburants directement substituables (gazole), procédé déjà mis en œuvre à l'échelle pilote ;
• la production d'éthanol grâce à des procédés biochimiques optimisés : hydrolyse par des enzymes cellulolytiques, fermentation éthanolique par des souches de levures.

Enjeux, Impact

La directive européenne 2003/30 sur la promotion des biocarburants a fixé comme objectif d'atteindre un taux de 5,75 % PCI (pouvoir calorifique inférieur) dans les carburants utilisés dans le domaine des transports. Par ailleurs, les biocarburants présentent un bilan CO₂ positif, en phase avec les objectifs du protocole de Kyoto. De plus, s'agissant d'une ressource locale, ils contribuent à renforcer la sécurité des approvisionnements et à maintenir l'activité en zone rurale.

La France bénéficie d'une bonne disponibilité des ressources en biomasse, mais le développement des biocarburants nécessitera des arbitrages entre cultures alimentaires et cultures non alimentaires. Cette filière pourrait constituer une réponse à la concurrence des pays à bas coût pour les produits agricoles, et permettrait également, le cas échéant, d'anticiper la réforme de la Politique agricole commune.

Marché

En 2004, 406 kt de biocarburants ont été commercialisées en France. Cela représente l'équivalent énergétique de 0,83 % de l'ensemble des carburants. Au total, 25 000 hectares sont mobilisés pour la production d'éthanol. L'objectif proposé par le gouvernement français est d'atteindre 1 280 kt en 2007. À plus long terme, en recourant aux techniques actuelles, 10 Mtep pourraient être produits en utilisant 4 millions d'hectares de surfaces agricoles ; à titre de comparaison, en France, 10 millions d'hectares sont actuellement consacrés aux céréales.

Acteurs

Disciplines scientifiques : biochimie, biologie des organismes, sciences des milieux naturels (terre, océans, atmosphère), énergétique, génie des procédés.

Compétences technologiques : chimie organique, biotechnologies, produits agricoles et alimentaires, procédés techniques, procédés thermiques.

Pôles de compétitivité : Industries et agroressources (Champagne-Ardenne, Picardie), Normandy Motor Valley (Basse et Haute-Normandie).

Liens avec (technologies) : moteurs à pistons, turbomachines, biotechnologies industrielles

Principaux acteurs français

Centres de compétences : Agrice (Agriculture pour la chimie et l'énergie), CEA, Cemagref, IFP, Inra, LSGC (CNRS-Ensic Nancy).

Industriels : Diester Industrie, Novaol, Tereos, Total ... ; constructeurs automobiles ; Association pour le développement des carburants agricoles (Adeca).

Exemples d'acteurs dans le monde : Abengoa (Espagne), Cargill (États-Unis), Nestlé Oil (Finlande), Petrobras (Brésil) ... ; European Biodiesel Board (www.ebb-eu.org) ; Réseau d'excellence européen Bioenergy (www.bioenergy-noe.org).

Commentaires

La filière biocarburants a été créée à la fin des années 70 à la suite des crises pétrolières. En raison du contre-choc pétrolier des années 80 et de la persistence de coûts de production trop élevés, le développement de cette filière s'est ralenti. Dans la pratique, l'Europe se trouve actuellement en situation de surcapacité pour l'EMVH. Cette situation pourrait néanmoins être transitoire, étant donné l'augmentation régulière du prix des produits pétroliers.

Un des freins au développement des biocarburants (de type ETBE ou EMHV) en France tient à la nécessité de créer un nouveau « modèle économique » relatif à la formation des coûts et des prix de vente, le modèle « pétrolier » étant inadapté. Par ailleurs, les procédés de conversion de la biomasse lignocellulosique ne sont pas encore suffisamment matures pour être commercialisables.

© Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie,
Direction Générale des Entreprises, 12/2006