II.5.2.2. Usages des biocarburants de deuxième
génération
Les biocarburants de deuxième génération
sont employés pour plusieurs usages (en électricité, dans
le transport, etc.).
a. Application dans l'aviation
Selon la revue Air & Cosmos dans son article n°2155
stipule que les biocarburants dits de deuxième génération
sont développés pour se substituer, au moins partiellement, au
kérosène. Il a été suivi d'un autre le 7 janvier
2009 sur un Boeing 737-800 de Continental Airlines dont un des moteurs CFM56-7B
a été alimenté par un mélange de moitié de
kérosène traditionnel et pour moitié d'huiles de Jatropha
et d'algues.
À chaque fois, les mélanges se sont
comportés sans altérer le fonctionnement des moteurs, sinon une
légère baisse de consommation de 1 à 2%. Un
troisième essai a eu lieu le 30 janvier 2009 avec un Boeing 747-300 de
Japan Airlines équipé de moteurs Pratt &Wittney JT9D, dont un
alimenté avec un mélange de 50% de kérosène et 50%
de cameline (« lin bâtard »), de Jatropha et d'algues.
L'objectif est d'obtenir de biocarburants purs en 2013.
b. Application dans l'électricité
Les procédés de production de
l'électricité sont également variés. Ceux qui
utilisent la biomasse font généralement intervenir le cycle de la
vapeur : la biomasse est brûlée dans une chaudière qui
produit un flux de vapeur à haute pression activant des pales
aérodynamiques qui mettent en rotation une turbine laquelle
entraîne à son tour un alternateur produisant de
l'électricité. La biomasse peut également être
compactée, par exemple en briquettes de bois servant de combustible, et
la biomasse peut également être brûlée avec du
charbon dans la chaudière d'une centrale conventionnelle pour produire
de la vapeur et de l'électricité.
À l'heure actuelle, cette dernière façon
de combiner les technologies renouvelables avec la production conventionnelle
d'électricité est la plus rentable parce que dans la plupart des
cas il est possible d'utiliser l'infrastructure des centrales existantes sans
grandes modifications (FAO, 2008).
II.5.2.3. Matières premières
utilisées pour la production des biocarburants
La biomasse pouvant servir à la production
d'énergie est très diverse, de même que sa distribution
géographique. Aujourd'hui encore la plupart de l'énergie
tirée de la biomasse et utilisée comme carburant provient de
sous-produits ou de coproduits de la production de bois, de fourrage et de
fibres. Ainsi, les principaux sous-produits des industries forestières
servent à produire du bois de chauffe et du charbon de bois, et la
liqueur noire (sous-produit des usines de pâte à papier) joue un
grand rôle comme carburant dans la production de
bioélectricité. Une quantité considérable de
chaleur et d'électricité est produite à partir de
`'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 »
biomasse ligneuse de récupération ou
recyclée et la production d'énergie à partir de la
biomasse fournie par les cultures (pailles et tiges de coton) et la
sylviculture (copeaux et briquettes de bois) ne cesse de croître.
Dans les pays producteurs de sucre et de café, la
bagasse et les parches de café sont utilisées en combustion
directe et aussi pour produire de l'énergie thermique et de la vapeur.
Les déchets industriels, résidu domestique, les boues de fosse
septiques, les petits laits issue de la fabrication du fromage et les
résidus des industries alimentaires et agropastorales peuvent servirent
à produire du biocarburant. Les graines de soja, la patate douce,
l'arachide, le blé, le maïs, le manioc, le ricin, le sorgho et le
coprah sont aussi utilisés comme cultures énergétiques
dans les pays africains. L'essentiel de la production a pris la forme
d'éthanol à partir de cultures énergétiques
à teneur élevée en sucre ou en amidon, ou de biodiesel
à partir d'oléagineuses.
Parmi les autres matières premières importantes
figurent le manioc, le riz, la betterave à sucre et le blé. Les
cultures énergétiques les plus utilisées pour la
production de biodiesel sont le colza, le Jojoba, le karajan, le Kusum, le
mahua, le Nem, le Simarouba, Croban mégalo crapus, le croton sanderiams
et craton lacciferus, marmeleiropreto, capriferalangsdorfü,
pittosporumresiniferum, algues vertes, euphobes (Euphorbialathyris, E.
tirircalli, E. characias), la jacinthe d'eau (EichorniaCrassipes), le soja, et
les huiles de palme, de coprah et de ricin dans les pays tropicaux et
sous-tropicaux, le Jatropha semblant devoir se joindre à ce groupe.
(FAO, 2008)
Parmi les cultures énergétiques, nous pouvons
citer : la canne à sucre, le sorgho sucrier, le maïs et le manioc
sont cultivés à des fins alimentaires en Afrique, mais
constituent aussi une matière première pour la production
d'éthanol. Tandis que le palmier à huile, le soja, l'arachide et
le Jatropha sont développés pour le biodiesel.
Canne à sucre (Saccharum
officinarum L., Saccharum sinuense, Saccharum barberi)
est traditionnellement cultivée dans plusieurs régions d'Afrique
pour l'exportation, avec des installations industrielles importantes en Afrique
du Sud, en RD Congo, au Mozambique et au Malawi (Romain H. R, 2001).
Originaire d'Asie, elle pousse bien en climat tropical et
subtropical, là où les pluies abondent (60 cm/an). On la cultive
dans des plantations et les champs sont brûlés avant la
récolte, qui est souvent manuelle. Le Brésil, leader mondial de
la culture de canne à sucre, a aussi pris la tête pour la
transformation de canne à sucre en éthanol.
Karanj(Pongamia
pinnata) est un arbre à croissance rapide, fixateur d'azote,
très résistant à la sécheresse, qui pousse en plein
soleil, sur des sols difficiles, même sur des sols salés, et
producteur d'huile.
Sésame (Sesamum indicum L.) :
est une plante originaire d'Afrique, qui parmi les autres oléagineuse,
représente 90% de la production mondiale d'huile alimentaire et ces
tourteaux sont utilisés pour l'aliment des bétails et ses tiges
comme médicament traditionnel en Afrique, lorsqu'ils sont
séché servent des bois de chauffage. Son aire de culture
s'étend sur toutes les régions tropicales et subtropicales. Sa
principale distribution se situe entre 25° de latitude nord et sud. Il
exige 400 à 500 mm de précipitation, un pH compris entre 5,5 et
8,0 et sol modérément fertiles et bien
`'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 »
drainés. Son rendement varie de 300 à 3000 kg/ha
suivant le mode de culture et contient 45 à 55% d'huile par graine
(Romain H. R, 2001).
Tournesol (Heliantus annus L) : est
une plante oléagineuse originaire de l'Amérique du Nord, dont
différentes espèces et sous espèces ont été
cultivés comme plantes ornementales dans le jardin Botanique.
Ce genre appartient à la famille des Asteraceae (ou
Compositae). Le tournesol est une plante annuelle dont la tige velue
ramifiée ou non, peut être atteindre de 0,5 à plus de 4 m
de hauteur et 2 à 10 cm de diamètre au collé dont les
feuilles atteint environ 20 à 50cm de long avec de pétioles d'une
longueurs de 20 à 30 cm. Classés 4ème
après le soja et le palmier à huile et le colza. Elle exige 300
à 450 mm d'eau de précipitation pendant une période de 3
mois au cours de sa phase pépinière et 500 à 700 mm de
précipitation suffisantes sont nécessaire pour sa croissance. Il
pousse bien dans de nombreux types de sol.
En générale, les sols qui convient pour le
maïs, peuvent également être utilisé pour sa
production avec un pH compris de 6,0 à 7,5. Son besoins en engrais
(N-P-K) varie de 6-18-12 contenant 8% des soufres et 0,1% de bore, 47 d'azote
urée en raison de 100 à 150 kg/ha. Avec une production annuelle
estimée à 1,5t/ha et 700 kg/ha d'huile avec une teneur en huile
de 40% par graine.
Maïs (Zea mays L) est une
plante originaire de l'Amérique, répandu en Afrique pour sa
culture alimentaire et constitue en même temps la céréale
de base au Congo (ANON, 1974).
Le grain sert à l'alimentation et il procure du fourrage.
Le maïs est utilisé comme matière première pour
l'éthanol aux États-Unis et en Amérique latine.
Ricin (Ricinus communis L): est une
plante originaire d'Afrique de l'Est (Ethiopie), dont les graines contiennent
40 à 55% d'huile, protégée par une enveloppe toxique de
ricine.
On le trouve dans toutes les régions tropicales. Son
rendement moyen d'un peuplement varie de 500 kg à 2500 kg/ha. Son huile
constitue un important composant des huiles hydrauliques et est utilisée
traditionnellement comme purgatif pour l'éclairage. Grace à la
réactivité de la structure chimique, l'huile de ricin entre dans
la fabrication de 400 produits industriels.
Le tourteau est un engrais organique utilisée pour la
fertilisation des champs.
A condition d'éliminer les toxines, il peut servir
d'aliment pour les animaux. Les fibres des tiges sont utilisées pour
fabriquer des cordes. Les feuilles constituent un aliment pour les vers
à soie. Les variétés moins courantes à feuille
rouges et fruits rouges sont cultivées comme plantes ornementales (ANON,
1974). Cette huile peut aussi être raffinée pour produire du
biodiesel.
Soja (Glycine max (L.)
Merrill : c'est une plante originaire de la Chine et de l'Union
Soviétique, Taïwan, Japon et Corée ; cette plante compte 400
usages différents dans le monde. Il appartient au genre Gycine, sous
tribu Glycininae de la tribu Phaseoleae, la famille Papillonaceae (ou Fobaceae)
et l'ordre des léguminosales (ou Fabales). Il en existe deux genres G.
Soja Sieb. Et Zucc et G. max (Li). Il exige 250-850 mm de précipitation
dans la condition optimale et une température comprise entre 20°
à 40°C. et tolère une grande variété de sols,
allant des sables limoneux aux limons argileux. Le sol servant à la
production du maïs lui convienne avec un pH compris de
`'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 »
5,0 à 5,2 (CaCl2) pour une utilisation optimale des
engrais et l'amélioration des sols. Par rapport aux autres
légumineuses, le soja tolère relativement bien une saturation en
eau.
Manioc (ManihotesculentaCrantz)
originaire de l'Amérique du nord, sa culture est répandue dans le
monde pour l'usage de son racine riche en féculents consommée en
Afrique, en Asie et en Amérique latine, le manioc est l'aliment de base
d'environ 600 millions de personnes (BERTRAM RB, 1990).
Il pousse bien même sur des sols pauvres, et sa teneur
élevée en amidon le rend adapté à la production
d'éthanol.
Palmier à huile (Elaeis
guineensis Jacq.) : proviennent d'Afrique de l'Ouest. Ils produisent des
fruits et des graines qu'on peut broyer pour en extraire une huile comestible,
convenant aussi pour le biodiesel. L'huile de palme est la plus utilisée
dans le monde pour la cuisine. On la trouve dans une large gamme d'aliments
industriels, dans des savons et dans la nourriture pour animaux (Romain H. R.,
2001).
Pourghère (Jatropha curcas) :
passe pour un végétal particulièrement adapté
à la production des biocarburants car, à la différence
d'autres matières premières, il n'est pas comestible.
D'après ses promoteurs, il n'entre donc pas en concurrence avec la
nourriture et ne contribue pas à créer de pénuries
alimentaires.
Il s'agit d'une plante résistante à la
sécheresse qui croît sur des terres appauvries et se contente de
300 à 1 000 mm de pluies par an. Elle s'adapte facilement au milieu
ambiant, peut contribuer à la remise en valeur de terres
érodées et sa croissance est rapide. Par ailleurs, cet arbuste
produit des semences de deux à cinq ans après sa plantation. Il
s'est toutefois avéré que les plantes de Jatropha
réclament bel et bien de l'eau au début de leur croissance, et
que les plantes cultivées sur des terres plus fertiles donnent de
meilleurs rendements (Gibbs, H. et al, 2008).
Le Jatropha curcas L est une dont les fruits sont riches en
huile et permet d'envisager des rendements de 500 à 1500 Litres à
l'hectare. Son huile produite par les graines peut être utilisée
comme biocarburants dans les moteurs ; machines, véhicules, lampes, etc.
Sans aucun problème technique. Selon K. Henning (2002) cité par
(Mbongomingi, 2009).
D'autres espèces oléifères cultivables en
zone aride offrent également des perspectives intéressantes :
Madhuca longifolia (Mahua), Moringa oleifera (Saijan),
Cleome viscosa, etc.
En dehors des espèces oléagineuses, les
amylacées et des espèces saccharifères pour les
biocarburants de première génération, ceux de la
deuxième génération recours aux espèces ligneuses
pour tirer la matière première, les déchets municipaux,
industriels, etc.
L'énergie totale accumulée par les
végétaux est de l'ordre de 75000 Mtep (3 150 Exajoule) par an
(Kapour, 2004) - soit six à sept fois le montant actuel de la demande
énergétique mondiale.
En termes purement physiques, la collecte de l'énergie
solaire par le biais de la biomasse est une méthode qui laisse à
désirer, surtout si on la compare au rendement obtenu grâce aux
panneaux solaires, toujours plus performants (FAO, 2006a).
`'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 »
Figure II.8 : Schéma de conversion des matières
première agricoles en biocarburants liquides
Canne à sucre Betterave à sucre
MaTs Blé Orge
Cultures sucrières
Plantes dont est extrait l'amidon
Sorgho
doux
eg
Cultures oléagineuses
Colza
Huile de palme Soja
Fermentation
Saccarification, fermentation et distillation
Extraction et estérification
BIODIESEL
Source : (FAO, 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 »
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