Memoire Online - Production du biodiesel par transestérification à catalyse hétérogène de l’huile de friture usagée


		LUBUMBASHI INDUSTRIELLE

UNIVERSITE DE FACULTE POLYTECHNIQUE DEPARTEMENT DE CHIMIE

PRODUCTION DU BIODIESEL PAR TRANSESTÉRIFICATION À CATALYSE HÉTÉROGÈNE DE L'HUILE DE FRITURE USAGÉE
Présenté par KAMBALE VITSENGE Christian Travail de fin d'études présenté et défendu en vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur civil en Chimie industrielle Dirigé par Professeur Jean-Marie KANDA TUMBA SEPTEMBRE 2024


			LUBUMBASHI INDUSTRIELLE

	UNIVERSITE DE FACULTE POLYTECHNIQUE DEPARTEMENT DE CHIMIE

	PRODUCTION DU BIODIESEL PAR TRANSESTÉRIFICATION À CATALYSE HÉTÉROGÈNE DE L'HUILE DE FRITURE USAGÉE
	Présenté par KAMBALE VITSENGE Christian Travail de fin d'études présenté et défendu en vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur civil en Chimie industrielle Dirigé par Professeur Jean-Marie KANDA TUMBA ANNÉE ACADÉMIQUE 2022-2023

Notre travail portait sur l'étude de transestérification d'une huile de friture usagée (HFU) en vue de rechercher les meilleures conditions opératoires qui optimisent le rendement et la qualité du biodiesel produit. En particulier, l'influence du temps de la réaction, de la concentration en catalyseur et du ratio molaire éthanol : huile sur les réponses étudiées a été recherchée. La vitesse d'agitation et la température de la réaction ont été maintenues constantes.

Une méthodologie basée sur les plans d'expériences a été mise en oeuvre et les résultats de nos essais analysés à l'aide du logiciel EXCEL et MiniTAB. Le rendement optimal obtenu était de 94 % et ce, en utilisant 3% en catalyseur (niveau min), un rapport molaire éthanol : huile de 6 :1 (niveau max) et un temps de la réaction de 75 minutes (niveau max).

Du point de vue qualité, le biodiesel répondant aux normes internationales (en termes de densité, viscosité et indice d'acide) était celui produit avec une concentration en catalyseur de 3% (min), un rapport molaire 6 :1 à un temps de réaction de 45 minutes (min).

Mots clés : Biocarburant, biodiesel, catalyseur, huile usagée, transestérification.

ABSTRACT

Our work focused on the study of transesterification of used frying oil (HFU) with a view to seeking the best operating conditions which optimize the yield and quality of the biodiesel produced. In particular, the influence of the reaction time, the catalyst concentration and the ethanol: oil molar ratio on the responses studied was sought. The stirring speed and the reaction temperature were kept constant.

A methodology based on experimental plans was implemented and the results of our tests analyzed using EXCEL and MiniTAB software. The optimal yield obtained was 94%, using 3% catalyst (min level), an ethanol: oil molar ratio of 6:1 (max level) and a reaction time of 75 minutes (max level).

From a quality point of view, the biodiesel meeting international standards (in terms of density, viscosity and acid number) was that produced with a catalyst concentration of 3% (min), a molar ratio 6:1 at a time of reaction of 45 minutes (min).

Figure I.2 : Les trois étapes successives et réversibles de la réaction de transestérification [14].

6
Figure I.3 : Réaction globale de la transestérification des triglycérides avec un alcool (R-OH)

Figure IV.1 : Histogramme représentant l'effet de la concentration du catalyseur sur le

Figure IV.2 : Histogramme représentant l'effet du ratio molaire sur le rendement. 39

Figure IV.3 : Histogramme représentant l'effet du temps de la réaction sur le rendement. 40

Tableau I.3 :Propriétés physico-chimiques de biodiesels produits à partir de diverses matières

premières. 14
Tableau I.4 : La comparaison de certains paramètres clés pour le carburant B100 par rapport au

Tableau IV.1 : Caractéristiques physico-chimiques des huiles de soja usagée et vierge. 36

Tableau IV.3 : Résultats des caractéristiques physico-chimiques des biocarburants 41

Acide : Tout corps capable de libérer des ions hydrogène dans l'eau, de causer la corrosion des métaux, de colorer en rouge le papier tournesol, possédant un pH inférieur à 7.

Acide gras : Lipide formé d'une chaine hydrocarbonée plus ou moins longue comportant un groupe acide carboxylique à une extrémité et un groupe méthyle à l'autre

Acide gras libre : Acide gras non estérifié, ils ne sont pas sous forme d'ester de glycérol. Présents dans les huiles végétales en faible quantité, leur concentration devient considérable dans les graisses ou les huiles usées.

Acidité : l'acidité d'une huile est la quantité d'acide gras libre exprimé en pourcentage, dans une masse de 1 gramme d'huile.

Indice d'acide : l'indice d'acide d'une huile est la quantité en milligramme de KOH pour neutraliser les acides gras libres présent dans 1 gramme d'huile.

Indice de cétane : C'est la capacité d'auto-inflammation d'un combustible.

Point de trouble : c'est la température à laquelle un produit liquide devient trouble par l'apparition de cristaux lorsque le produit est refroidi dans les conditions normalisées

Point d'écoulement : c'est la température la plus basse à laquelle un produit liquide peut encore couler lorsqu'il est refroidi dans les conditions prescrites.

Point d'éclair : C'est la température la plus basse à laquelle le liquide considéré fournit suffisamment de vapeurs pour former, avec l'air ambiant, un mélange gazeux qui s'enflamme sous l'effet d'une source d'énergie calorifique telle qu'une flamme pilote ou une étincelle, mais pas suffisamment pour que la combustion s'entretienne d'elle-même (pour ceci, il faut atteindre le point d'inflammation).

À mes très chers parents et à toute la grande famille VITSENGE À tous ceux qui me sont chers

L'utilisation croissante des énergies renouvelables est devenue une priorité mondiale pour lutter contre le changement climatique et réduire notre dépendance aux combustibles fossiles. Dans ce contexte, la production de biodiesel à partir d'huiles végétales est une alternative prometteuse et durable aux carburants traditionnels.

Ipso facto, ce travail s'inscrit dans une démarche plus large visant à promouvoir le développement d'une filière de production de biodiesel durable et respectueuse de l'environnement. Il contribue ainsi à la recherche de solutions innovantes pour répondre aux défis énergétiques actuels et futurs.

Je tiens à exprimer mes sincères remerciements à toutes les personnes qui m'ont soutenu et encouragé tout au long de ce projet. Coup de maître à mon directeur pour cette recherche, le Professeur KANDA TUMBA Jean-Marie pour sa guidance précieuse, son soutien constant et ses conseils éclairés tout au long de la réalisation de ce mémoire. Sa passion pour la chimie industrielle et son expertise m'ont inspiré et ont grandement contribué à la réussite de ce travail.

Je souhaite également exprimer ma gratitude à mon encadrant, Serge KATUFU, pour sa collaboration étroite, son expertise complémentaire et ses conseils avisés. Sa présence et son soutien ont été d'une importance capitale dans l'accomplissement de ce mémoire.

Leur encadrement attentif, leur disponibilité et leur engagement ont été des facteurs déterminants dans la qualité de ce travail de recherche. Je suis reconnaissant d'avoir eu l'opportunité de travailler avec eux et d'avoir pu bénéficier de leur expertise et de leurs conseils tout au long de ce projet.

Je remercie sincèrement les autorités de la plus prestigieuse École du Cinquantenaire pour leurs multiples efforts fournis dès mes bas âges et du sens du travail qu'ils m'ont transmis afin que je devienne ce que je suis maintenant. Je garderai pour longtemps un souvenir ému de mon passage dans cette grande institution qui m'a tant donnée. Grâce à vous, j'aborde une nouvelle étape de ma vie avec confiance et dynamisme.

Mes remerciements s'adressent également au corps académique de l'Université de Lubumbashi en général et de la faculté Polytechnique en particulier pour ces années de formation au sein de ladite institution où j'ai pu acquérir des plus grandes connaissances sur les plans moral, social et intellectuel.

À mes très chers parents PALUKU VITSENGE JB et KAVUGHO KAHINDO Zawadi de m'avoir appris à surmonter mes peurs et d'être toujours là quand cela était nécessaire. Je vous remercie de m'avoir tant donné, de m'avoir fait croire en l'Amour, et d'avoir logé en mon coeur tant d'affections, quand le monde extérieur peut parfois être si cruel, mais aussi pour les encouragements pour l'école et mes études, votre soutien a été d'une importance capitale pour m'aider à me lancer dans ma vie adulte. Votre regard bienveillant sur moi m'a aidé à pousser droit, à grandir comme il le faut, bien enraciné dans le sol mais la tête en hauteur, pleine de rêves à réaliser. Merci infiniment à mon oncle Wilson KALYENE pour son accompagnement indéfectible tout au long de la rédaction et de la réalisation de ce travail.

Mille mercis à tous les VITSENGE : Gentille, Ricardo, Laurène, Lydie, Jospin et Alphonsine, j'ai été touché par votre présence et par votre soutien. Vous avez rendu chaque jour plus amusant et je suis tellement heureux que nous ayons grandi ensemble. Cela m'a fait chaud au coeur.

À tous mes amis de lutte : Roger K., Bénédicte K., Néhémie R., Patrocle M., Junior M., Guillain N., Victoire K., Jospin S., Josiane S., Enock V., Dovin Z. avec qui nous avons mené ce très long chemin pour en arriver là que nous sommes. Il est rare de rencontrer des personnes aussi dévouées et dignes de confiance. Vos efforts ne passent pas inaperçus. À tous ceux-là qui nous ont soutenus durant notre cursus, Merveille Sibita, Inesse Musayi, Paulin Ndethi, Josué Kombi, André Ndale, Piscas Kitswamba, El-Bethel Kami, Dorcas Kakera et tous les autres, sentez-vous honorés.

Merci du fond du coeur à tous mes ainés scientifiques : Ir Archimède, Ir Aristote, Ir Claude, Ir Christian B., Ir Donatien, Ir Jonathan W., Ir Grâce K., Ir Pataoli pour votre attention, votre gentillesse, votre écoute, vos paroles réconfortantes, votre orientation et votre professionnalisme que j'ai vécu sereinement et apaisé.

Je tiens à exprimer mes remerciements les plus sincères à la CEV Saint Ignace de Loyola, et tout particulièrement à ses membres dévoués, Anastasie Lulu, Gloire Kanyinda, Arsène Buhika, et tant d'autres, qui ont joué un rôle crucial dans mon développement spirituel. Leur accompagnement bienveillant, leurs prières et leur soutien constant ont été des sources d'inspiration et de force tout au long de notre parcours d'études. À tous les membres également, je vous adresse mes plus sincères remerciements pour avoir enrichi mon parcours académique d'une dimension spirituelle précieuse et pour m'avoir permis de grandir dans la foi et la fraternité.

Depuis des siècles anciens, l'homme a toujours été à la recherche des solutions pour satisfaire ses besoins et apaiser les conséquences néfastes qui peuvent perturber son environnement. Actuellement le pétrole naturel domine notre vie quotidienne, depuis le transport jusque dans nos cuisines, le pétrole est utilisé dans presque tous les domaines de notre quotidien.

Face aux problèmes environnementaux que présentent les hydrocarbures fossiles, l'homme a eu à penser aux biocarburants qui ont moins d'effets négatifs sur l'environnement et dont la fabrication est très simple suite à l'abondance de la matière première qui est renouvelable.

Ainsi donc, l'humanité entière est à la recherche de perspectives et des pistes de solution pour satisfaire ses multiples besoins énergétiques dans le futur, cela suite à la diminution des ressources mondiales du pétrole et l'instabilité sur le marché du prix du baril. De toute évidence, les récits les plus enthousiastes prévoient que le pic pétrolier sera atteint entre 2028 et 2030 [1]. Par contre, des scénarios les plus pessimistes espèrent qu'on a déjà atteint ce pic depuis l'année 2010 et que la production commence à baisser progressivement [1].

L'utilisation croissante des combustibles fossiles et ses conséquences environnementales ont suscité un intérêt croissant pour les sources d'énergie renouvelables et durables. Dans ce cadre, le biodiesel, un carburant produit à partir de matières premières renouvelables telles que les huiles végétales, est devenu une alternative prometteuse aux carburants traditionnels [2].

La gestion d'huile de friture usagée représente un défi environnemental majeur en raison de son impact potentiel sur l'écosystème. La transestérification à catalyse hétérogène offre une solution pour valoriser ces huiles en produisant du biodiesel, mais des études étant nécessaires pour optimiser ce processus.

L'objectif principal de ce travail est donc de convertir de manière efficace et durable l'huile de friture usagée en biodiesel par le biais de la transestérification à catalyse hétérogène ainsi qu'à optimiser les conditions de réaction pour améliorer le rendement et la qualité du biodiesel obtenu.

Pour ce faire, outre l'échantillonnage de l'huile de friture usagée qui a été fait dans les restaurants et les habitations, son traitement ainsi que la réalisation de notre réacteur de transestérification. Après caractérisation de l'huile de friture usagée, nous avons procédé aux

différentes réactions dont les réactifs principaux utilisés étaient l'oxyde ferrique comme catalyseur hétérogène et l'éthanol comme alcool.

Nous avons réalisé dix expériences tout en variant certains paramètres entre autres la concentration du catalyseur, le temps de la réaction et le ratio molaire éthanol : huile pour voir les impacts sur le produit final, et nous avons maintenu la température de notre réaction constante 65°C.

L'intérêt du présent travail est qu'en réduisant la dépendance aux carburants fossiles et en favorisant l'utilisation de biocarburants plus durables et respectueux de l'environnement, nous valorisons l'huile de friture usagée en produisant un carburant alternatif renouvelable tout en contribuant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre en promouvant l'utilisation des biocarburants. Pendant notre étude, certains paramètres ont été variés tels que : la concentration du catalyseur (%), le temps de la réaction ainsi que le rapport molaire huile : éthanol.

Ainsi, ce présent travail s'est articulé sur quatre grands chapitres. Le premier est un tour d'horizon sur les biocarburants, en particulier le biodiesel et toutes les matières possibles pouvant être utilisées pour sa production.

Les trois derniers chapitres de notre travail seront consacrés à la partie expérimentale.

Le deuxième chapitre sera consacré à une notion sur la modélisation expérimentale qui se fera avec un plan factoriel complet avec quelques paramètres que nous allons choisir et les faire varier à l'aide des logiciels EXCEL et MiniTAB.

Le troisième et le quatrième chapitre porteront sur les différentes méthodes et les équipements nécessaires pour réaliser une meilleure production, nous présenterons également de manière particulière les différentes matières premières qui nous intéresserons dans le cadre de notre étude à l'échelle laboratoire ainsi que l'analyse de différents résultats que nous aurons obtenus afin de vérifier ses propriétés physiques et chimiques et leurs conformités.

En dernier lieu, nous terminerons par une conclusion et des perspectives de recherche dans ce domaine.

Durant la seconde guerre mondiale, les allemands qui devaient faire face à des pénuries de carburants utilisèrent un procédé pour fabriquer l'équivalent du pétrole à partir du charbon.

Ce chapitre aborde les principaux aspects de cette source d'énergie renouvelable. Il présente d'abord une définition des biocarburants, qui sont des carburants produits à partir de matières organiques renouvelables telles que les plantes, les déchets agricoles ou forestiers. Ensuite, le chapitre explore les différents types de biocarburants, tels que l'éthanol, le biodiesel et le biogaz, ainsi que leurs avantages et inconvénients en termes de durabilité, d'efficacité énergétique et d'impact environnemental.

I.1 Définition des biocarburants

L'union européenne a défini les biocarburants (biofuels en anglais) comme des combustibles liquides ou gazeux utilisés pour le transport et produits à partir de la biomasse [3] ou en d'autres termes, un biocarburant est un carburant liquide ou gazeux crée à partir de la transformation de matériaux organiques non fossiles issus de la biomasse, par exemple des matières végétales produites par l'agriculture (betterave, blé, maïs, colza, tournesol, pomme de terre, etc.) [4].

Si la langue anglaise n'a retenu qu'une seule appellation « biofuel », plusieurs dénominations coexistent dans la langue française : biocarburant (terme retenu par le Parlement européen), agrocarburant ou carburant végétal [4]. Les biocarburants sont assimilés à une source d'énergie renouvelable. Leur combustion ne produit que du CO2 et de la vapeur d'eau et pas ou peu d'oxydes azotés et soufrés (NOX, SOX).

Les biocarburants sont connus depuis le début de l'industrie automobile. En effet Nikolaus Otto, l'inventeur du moteur à explosion avait conçu son invention pour utiliser de l'éthanol. De son côté, Rudolf Diesel l'inventeur du moteur à combustion faisait tourner ses machines à l'huile d'arachide. La Ford T, produite entre 1903 et 1926 roulait à l'éthanol. Ensuite, le pétrole que l'on commençait à extraire depuis le milieu du XIXème siècle devint bon marché, et les consommateurs et les industriels se détournèrent des biocarburants.

Après les chocs pétroliers de 1973 et 1979, les autorités s'intéressèrent davantage aux biocarburants et de nombreuses études furent menées à la fin des années 1970 et au début des années 1980. Avec la baisse du prix du pétrole en 1986, l'intérêt pour les biocarburants retomba.

Finalement, au début et au milieu des années 2000, avec la nouvelle hausse du prix du baril de pétrole, et la crainte du pic pétrolier, la volonté de lutter contre l'effet de serre, et avec les craintes sur la stabilité de certains pays producteurs, les gouvernements multiplièrent les discours et aides pour le secteur des biocarburants.

Par exemple, George Bush, dans son discours de l'union de janvier 2006, a déclaré qu'il voulait que son pays se passe de 75% du pétrole issu du Proche-Orient pour 2025. La Commission Européenne veut de son côté que les pays membres incluent au moins 5,75% de biocarburants dans l'essence [5].

Les biocarburants obtenus par valorisation de la biomasse peuvent être de première, de deuxième ou de troisième génération.

Les biocarburants de première génération, ou 1G, sont issus des parties alimentaires de plantes de grande culture [6 ; 7].

? Le bioéthanol : il est produit à partir de canne à sucre, de l'amidon de céréales et de betterave sucrière. Il est utilisé dans les moteurs essences ;

? Le biodiesel : il est dérivé de différentes sources d'acides gras, notamment les huiles de soja, de colza, de palme et d'autres huiles végétales. Il est utilisé dans le moteur diesel [4].

Seuls ces deux biocarburants sont aujourd'hui produits à l'échelle industrielle grâce à des technologies matures. Cependant leur utilisation reste minime vis-à-vis du pétrole, 3,7 % en 2018 avec un potentiel maximum estimé à 10 % de substitution du pétrole consacré aux transports [6] et leur production représente des perspectives modestes d'améliorations de rendements [7 ; 8].

La transestérification est une réaction organique dans laquelle le groupe organique R1 d'un ester est échangé avec un autre groupe organique R2 d'un alcool selon un mécanisme appelé alcoolyse. La réaction globale de la transestérification est la suivante :

La transestérification n'est pas un processus nouveau. En effet, elle date de 1853 lorsque Patrick et Duffy ont mené cette réaction bien plutôt avant que le premier moteur Diesel soit fonctionnel [9].

Cette réaction a été l'objet de recherches intensives grâce aux utilisations diverses de ces produits comprenant entre autres la synthèse des polyesters ou PET (Polyéthylène téréphtalate) dans l'industrie des polymères [10], la synthèse des intermédiaires pour l'industrie pharmaceutique [11], le durcissement des résines dans l'industrie de peinture et dans la production du biodiesel en tant qu'alternatif du diesel.

Le choix des huiles ou graisses à utiliser comme charge pour la production de biodiesel est à la fois une décision de la chimie du procédé et une décision économique. En ce qui concerne la chimie du procédé, la plus grande différence entre le choix des graisses et les huiles est la quantité d'acides gras libres qui sont associés aux triglycérides.

La plupart des huiles végétales ont un faible pourcentage d'acides gras libres associés. Les huiles végétales brutes contiennent des acides gras libres et des phospholipides. Les phospholipides sont enlevés dans l'étape de "dégommage", et les acides gras libres peuvent être retirés durant le raffinage. On peut avoir l'huile sous sa forme brute, dégommée, ou raffinée. La sélection du type et de la qualité de l'huile, a une incidence sur la technologie de production de biodiésel [12].

La formation d'esters constitue l'une des plus importantes classes de réactions dans le traitement des graisses animales et des huiles végétales à valeur ajoutée. Les schémas typiques pour la formation d'esters comprennent :

À l'échelle industrielle, les esters d'alkyle d'acide gras (FAAEs) sont fabriqués soit par estérification directe des acides gras ou par transestérification (également appelé alcoolyse) des triglycérides (TG). L'estérification est réalisée de manière discontinue à 473-573 K sous pression ; l'eau de réaction doit être éliminée en continu afin d'obtenir des rendements élevés. L'estérification peut aussi être réalisée en continu dans une colonne de réaction à contre-courant en utilisant un alcool surchauffé [13].

Cependant, le procédé prédominant pour la production des esters d'alkyle d'acide gras (FAAEs) est la transestérification de TGs avec l'alcool, à la température de reflux et à la pression atmosphérique en présence d'un catalyseur.

La transestérification des huiles végétales et des graisses animales est une réaction d'équilibre consistant en un certain nombre de réactions réversibles et consécutives dans lesquelles un triglycéride est converti par étapes en diglycéride (DG), monoglycéride (MG) et enfin le glycérol (GL).

À chaque étape, une molécule d'esters d'acide gras est formée, comme suit [14] :

Figure I.2 : Les trois étapes successives et réversibles de la réaction de transestérification [14].

Un corps gras, huile ou graisse, appelé également lipide, est composé principalement de triglycérides à hauteur de 95-98 %. Les constituants mineurs présents dans les huiles sont des acides gras libres, des mono et diglycérides, des phospholipides, des tocophérols, des stérols, des colorants naturels ainsi que des composés odorants plus ou moins volatils [15]. Les triglycérides sont constitués d'une molécule de glycérol estérifiée avec 3 molécules d'acides gras semblables ou différents [15].

Il existe de l'ordre de 20 acides gras dans la nature et leurs nombreuses combinaisons possibles avec les 3 fonctions alcool du glycérol conduisant à l'obtention d'une grande variété de triglycérides et donc d'huiles [15]. Le Tableau I.1 montre les acides gras contenus dans les diverses huiles comestibles :

La transestérification des triglycérides contenus dans une huile végétale avec un alcool conduit à la formation du glycérol et un mélange de monoesters utilisés comme biocarburant. Ce procédé a été largement utilisé pour réduire la viscosité des triglycérides [16].

Figure I.3 : Réaction globale de la transestérification des triglycérides avec un alcool (R-OH)
avec R1, R2 et R3 des groupements alkyles présents dans les acides gras.

Plusieurs paramètres influent sur cette réaction, tels que le type et la quantité du catalyseur, le choix de l'alcool, le rapport molaire (alcool : huile), le temps et la température de réaction ainsi que l'agitation [18].

La réaction de transestérification est thermodynamiquement favorable, mais lente, et réversible. Pour augmenter sa vitesse et son rendement elle est généralement facilitée en utilisant un catalyseur [19].

C'est la catalyse la plus utilisée et peut être réalisée avec les catalyseurs basiques ou acides. Les catalyseurs homogènes constituent la dernière voie de catalyse de transestérification des triglycérides avec les alcools.

Actuellement, les catalyseurs basiques homogènes sont les plus utilisés dans les procédés industriels de transestérification pour la production de biodiesel, principalement en raison de leur efficacité à des températures relativement modérées et de leur coût moins élevé que les catalyseurs hétérogènes et surtout enzymatiques. Les catalyseurs acides homogènes sont un peu moins utilisés car ils peuvent être à l'origine de problèmes de corrosion [17].

Les catalyseurs basiques sont les plus utilisés grâce à leur grande réactivité et leur caractère non corrosif des installations industrielles. Le mécanisme réactionnel qui a lieu en utilisant l'hydroxyde de sodium (NaOH).

Il est à noter que les catalyseurs solides utilisés se divisent en deux types : acides comme ZrO et TiO et basiques : MgO et CaO [26]. Néanmoins, cette technique demande une modification

Le mécanisme de réaction de transestérification alcaline homogène est simple mais englobe plusieurs étapes. En effet, une pré-étape de formation de l'alcoolate [20] est nécessaire pour réaliser la réaction de transestérification si on utilise les hydroxydes comme base.

Ce mécanisme consiste d'abord en une attaque nucléophile du carbonyle (du triglycéride) par l'anion alcoolate pour former un carbanion intermédiaire (phase d'addition). Puis, départ nucléofuge lors du rabattement du doublet de l'oxygène (phase d'élimination). L'alcoolate est régénéré dès l'apparition d'une fonction alcoolate du glycérol.

Ce mécanisme se répète à nouveau pour donner le monoglycéride et la deuxième molécule d'ester puis une dernière fois pour donner le glycérol et la troisième molécule d'ester. Toutes les réactions sont équilibrées [16].

La réaction de transestérification catalysée par un acide est beaucoup plus lente que celle qui est catalysée par une base. Cependant, l'utilisation d'un catalyseur acide présente certains avantages tels que l'absence de la réaction de saponification qui inhibe la réaction de transestérification (cas de la catalyse basique). En outre, les matériaux acides sont capables de catalyser simultanément les réactions de transestérification et d'estérification de l'huile en biodiesel même en présence d'une quantité élevée en acides gras libres [23 ; 24].

La corrosion des moteurs due aux particules des catalyseurs acides dissoutes dans le biocarburant, ou les réactions secondaires diminuant le rendement dans la catalyse homogène basique, la difficulté de récupération et de régénération de ce type de catalyseur, ainsi que les étapes de purification qui sont très délicates (notamment d'étape de lavage) ont conduit à chercher d'autres solutions pour contourner tous ces inconvénients : la catalyse hétérogène s'avère être l'une des solutions.

Leur intérêt principal est leur séparation aisée du milieu réactionnel par simple filtration ainsi que leur durée de vie plus ou moins élevée selon le catalyseur. En effet, la possibilité de les réutiliser dans plusieurs cycles de réaction présente un avantage non négligeable pour la production de biodiesel à l'échelle industrielle. La réduction de la consommation des catalyseurs implique une réduction des coûts de production et de traitement [25].

des conditions opératoires (augmentation de la température et de pression qui sont élevées de 180 à 220°C sous 40 à 60 bars [27], du temps de réaction et du rapport alcool : huile) et la réaction se révèle plus lente en comparaison avec la catalyse homogène [18].