II.4. Classification des biocarburants
On peut classer les biocarburants en fonction de leur origine,
mode de transformation, filière de production et de leur type.
Ils peuvent provenir de déchets forestiers, agricoles
ou de produits de la pêche ou de déchets municipaux ou encore de
sous-produits et déchets de l'agro-industrie, des industries
alimentaires et des services alimentaires. Ils peuvent être solides, bois
de feu, charbon de bois, briquettes de bois; liquides, comme l'éthanol,
le biodiesel et les huiles de pyrolyse; gazeux comme les biogaz.
a) Selon le mode de transformation
Selon le mode de transformation de la matière
première, on distingue également entre les biocarburants
primaires (non transformés) et secondaires (transformés):
? Les biocarburants primaires
Sont ceux dont la matière organique est
utilisée dans sa forme naturelle (telle qu'elle est
récoltée), comme le bois de feu, les copeaux et les briquettes de
bois, Ils fournissent en général le combustible servant
directement à cuire les aliments, à produire de la chaleur ou de
l'électricité dans des applications industrielles à petite
et grande échelle.
? Les biocarburants secondaires
Sous la forme de solides (par exemple, le charbon de bois),
liquides (l'éthanol, le biodiesel, les huiles biologiques, etc.) ou de
gaz (biogaz, syngaz et hydrogène) peuvent servir dans un éventail
d'applications plus larges notamment dans les transports et les processus
industriels à température élevée (FAO, 2008).
b) Selon la filière de production
On entend par filière de production une suite de
formalités, d'emplois à remplir avant d'arriver au
résultat. Selon la filière de production, on distingue les
biocarburants de première et de deuxième
génération.
> Les biocarburants de première
génération
Selon la loi relative au biocarburant en République
centrafricaine, (2008), ce sont des biocarburants issus de produits d'origine
alimentaire et non alimentaire à partir de processus techniques
simples.
`'Opportunités d'utilisation des biocarburants et leur
impact sur l'environnement socio-économique de la R.D.C». «
Cas de Mbankana dans le plateau des Batéké »
La filière huile
De nombreuses espèces végétales sont
oléifères avec des rendements en huile varient d'une
espèce à une autre. Même les huiles de fritures
usagées, les huiles d'abattoirs ou de poissonneries et les huiles de
vidange peuvent être utilisées comme biocarburant.
Les huiles végétales carburants (HVC), aussi
connues sous les noms d'huiles végétales pures (HVP) ou huiles
végétales brutes (HVB) peuvent être utilisées
(jusque 100 %) comme carburant par tous les moteurs diesels (inventés
à l'origine pour ce type de carburant) est adapté en raison
notamment de sa viscosité relativement élevée, sous
réserve de respecter certaines précautions et d'apporter parfois
quelques modifications mineures en fonctions du type de moteur et des
applications.
Elles sont également la matière première
brute qui sert à la fabrication du biodiesel qui est un ester alcoolique
utilisé aujourd'hui incorporé directement dans le gazole.
Elle peut également être transformée en
mono - esters méthyliques (Esters Méthyliques d'Huile
Végétale - EMHV) et en glycérol par une réaction de
trans-estérification avec des molécules de méthanol. Ce
produit transformé, appelé également diester est un
biodiesel non toxique, ne contenant pas de soufre, et est hautement
biodégradable (FAQ, 2008).
La transformation du sucre en alcool pour la production de
biocarburant se fait grâce à la fermentation éthanolique
à partir de plantes cultivées riches en sucre ou en amidon comme
la canne à sucre, la betterave sucrière, le maïs ou le
blé. Selon le degré de transformation, plusieurs
dérivées peuvent être obtenus et représentent autant
de sous - filières :
- Le bioéthanol qui est obtenu par la fermentation de
sucres simples ou de l'amidon hydrolysé, grâce à des
levures du genre Saccharomyces. L'éthanol ainsi obtenu, peut remplacer
partiellement ou totalement l'essence dans les moteurs à explosion et
peut servir de complément au gasoil ;
- L'Ethyl-tertio-butyl-éther (ETBE) qui est un
éther dérivé de l'éthanol, obtenu par
réaction entre l'éthanol et l'isobutène(C4H8) et est
utilisé comme additif à hauteur de 15 % à l'essence en
remplacement du plomb. L'isobutène est un sous - produit du raffinage du
pétrole ;
- Le bio-butanol ou alcool butylique est obtenu grâce
à la transformation des sucres par fermentation acétono-butylique
à l'aide de la bactérie Gram positive anaérobique
(Clostridiumacetobutylicum). Cette réaction chimique produit du di -
hydrogène, de l'acide acétique, de l'acide propionique, de
l'acétone, de l'isopropanol et de l'éthanol. Le bio - butanol
présente de nombreux avantages par rapport au bioéthanol et peut
valablement servir de biocarburant de substitution en cas de flambée des
cours du pétrole (IFP, 1982) ;
- Le méthanol (ou "alcool de bois") obtenu à
partir du méthane par transformation du bois, est un biocarburant qui
peut remplacer partiellement l'essence, ou peut être utilisé comme
additif du gasoil et dans certaines piles à combustible. Il est
cependant très toxique pour l'homme et les animaux à sang chaud
(Société Française de Chimie, 2007).
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La filière gaz
Cette filière s'intéresse à la production
de biogaz à partir de la fermentation méthanique ou
méthanisation des matières organiques animales ou
végétales riches en sucre, amidon, cellulose, plus difficilement
les résidus ligneux par des bactéries méthanogènes
qui vivent dans des milieux anaérobies. Les principales sources sont les
boues des stations d'épuration, les lisiers d'élevages, les
effluents des industries agroalimentaires et les déchets ménagers
(UN, 2007).
Cette méthanisation produit du méthane (65%), du
gaz carbonique (34%) et 1% d'autres gaz dont le sulfure d'hydrogène et
la diazote. Le méthane ainsi obtenu peut se substituer au gaz naturel
(ce dernier est composé de plus de 95% de méthane). Il existe
également d'autres biocarburants gazeux obtenus à partir du
biométhane par divers procédés chimiques.
Différents types de biomasse sont utilisés comme
combustibles pour produire de l'électricité et de la chaleur.
Parmi ceux-ci on a différents types de déchets, comme les
résidus agro-industriels, les résidus de récolte
laissés sur le champ, les déjections animales, les déchets
de bois de l'industrie et de la sylviculture, les déchets de l'industrie
alimentaire et du papier, les déchets municipaux solides, les boues des
systèmes d'épuration et les biogaz provenant de la fermentation
de déchets agricoles et organiques.
En plus du méthane, nous avons :
- le gaz naturel de synthèse issu du bois (GNS) obtenu
à partir de copeaux de bois par
un procédé
appelé méthanation. Ce gaz bio, très prometteur, est de
meilleure qualité.
- Le dihydrogène (bio hydrogène) : le reformage
du biométhane permet de produire du dihydrogène. Ce dernier peut
également être produit par voie bactérienne ou microalgue
(Princeton University, 2004).
|
Filière charbon de bois (biocarburant solide)
|
Le charbon de bois peut être considéré
comme un biocarburant solide, obtenu par pyrolyse du bois, de la paille ou
d'autres matières organiques. Mais généralement, le
charbon de bois n'est pas classé dans la catégorie des
biocarburants qui renvoie souvent à des produits liquides.
Un ingénieur indien a développé un
procédé permettant de pyrolyser les feuilles de canne à
sucre, feuilles qui ne sont presque jamais valorisées actuellement.
> Les biocarburants de deuxième
génération
`'Opportunités d'utilisation des biocarburants et leur
impact sur l'environnement socio-économique de la R.D.C». «
Cas de Mbankana dans le plateau des Batéké »
En utilisant l'amidon et le sucre dans les fermentations ou
l'huile végétale dans les moteurs, les biocarburants de
première génération entrent en compétition directe
avec les besoins alimentaires des populations. Dans un contexte mondial
caractérisé par une augmentation sans cesse du nombre de
personnes souffrant de faim et de malnutrition, l'utilisation de produits
alimentaires à des fins de production de carburant, même dans un
contexte de flambée des cours mondiaux des produits pétroliers,
ne peut se justifier. Ce recours aux produits agricoles pour la production de
biocarburant a eu un impact réel sur le cours mondial des
céréales, notamment le blé et le maïs, mais
également par effet de substitution sur le riz et les autres
céréales.
Pour pallier l'utilisation des produits alimentaires à
la production de carburant, les recherches s'orientent vers de nouvelles
filières, aux meilleurs rendements et sans grande conséquence
pour l'environnement. L'idée générale est de transformer
la lignine et la cellulose des végétaux (paille, bois,
déchets) en lieu et place du sucre et de l'amidon pour produire des
biocarburants. Par rapport à la filière huile, il s'agit
d'utiliser des micro-algues permettant d'obtenir des rendements en huile 30
à 100 fois supérieurs à ceux des végétaux
terrestres.
|
La filière ligno-cellulosique
|
La cellulose qui peut être considérée
comme l'une des molécules les plus répandues sur terre peut
être transformée grâce à la dégradation
enzymatique ou la gazéification en alcool ou en gaz pouvant servir de
biocombustible. Cette nouvelle génération de biocarburant, en
utilisant les déchets végétaux et animaux n'entre pas en
compétition avec les besoins alimentaires.
La biomasse cellulosique offre plus de résistance
à la dégradation que les amylacés, les sucres et les
huiles. Sa conversion en carburant liquide présente des
difficultés, ce qui rend cette méthode de production plus
coûteuse que les autres en dépit du prix de revient relativement
moindre de la matière première cellulosique elle-même, par
rapport aux matières premières utilisées pour la
production des biocarburants de la première génération. La
matière première servant à la production du biocarburant
de deuxième génération provient de l'agriculture (pailles,
tiges, feuilles) et de la sylviculture, ceux des industries de transformation
(coques de noix, bagasse de canne à sucre, sciures) ou encore la partie
organique des déchets municipaux. La matière première pour
produire l'éthanol lignocellulosique est composée :
Tableau II.1 : la composition de la matière
première pour produire l'éthanol lignocellulosique.
|
Biomasse
|
Lignine (%)
|
Cellulose (%)
|
Hémicellulose (%)
|
|
Bois tendre
|
27-
|
30
|
35-
|
40
|
25-
|
30
|
|
Bois dur
|
20-
|
25
|
45-
|
50
|
20-
|
25
|
|
Paille de blé
|
15-
|
20
|
33-
|
43
|
20-
|
25
|
Source: (Rajapogal et al., 2007)
Il faut noter à ce niveau, que les biocarburants de
première génération ne peuvent pas totalement remplacer
les carburants fossiles. En effet, il faudrait plus que la surface de la terre
pour produire suffisamment de sucre ou d'huile végétale pour
satisfaire la demande mondiale (FAQ, 2008).
`'Opportunités d'utilisation des biocarburants et leur
impact sur l'environnement socio-économique de la R.D.C». «
Cas de Mbankana dans le plateau des Batéké »
La culture des micro-algues, avec des rendements en huile
très largement supérieurs à ceux des
végétaux terrestres, permet de produire des biocarburants sans
déforestation ni concurrence avec les produits alimentaires. Pour
obtenir un rendement élevé en huile, la culture des micro-algues
requiert l'enrichissement en gaz carbonique (CO2). Plus de 100 000
espèces de diatomées (micro-algues) sont connues dans le monde
avec certaines espèces particulièrement riches en huile et chaque
année, près de 400 nouveaux taxons sont décrits.
Le couplage des filières éthanol cellulosique et
micro algues permet d'utiliser le CO2 issu de la fermentation alcoolique pour
nourrir les micro-algues. Dans ce cas d'espèce, le bilan carbone est
neutre puisque réutilisé dans la production d'huile. C'est une
voie d'avenir dans la perspective d'un développement durable des
biocarburants de deuxième génération.
Selon le directeur du Programme des Nations unies pour
l'Environnement, les termites possèdent des bactéries capables de
transformer « de manière efficace et économique les
déchets de bois en sucres pour la production d'éthanol »
(Enerzine, 2007).
Les enzymes trouvées dans le tube digestif des termites
et produites par ces bactéries symbiotiques sont en effet capables de
convertir le bois en sucre en 24 heures. Le potentiel de la filière
cellulosique est énorme et les technologies évoluent
rapidement.
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