Energies de substitution : la phase II des biocarburants

par ÇaDérange
jeudi 26 octobre 2006

La phase II des biocarburants consiste à essayer d’exploiter l’ensemble de la plante, tige, feuilles et fruits au lieu du seul fruit comme dans les biocarburants actuels. Et donc d’extraire de la cellule végétale tout le carbone qu’elle contient sous différentes formes pour le transformer finalement en éthanol ou en hydrocarbure grace à différentes approches chimiques ou biologiques.

Car dans une plante, le carbone est concentré à la périphérie des cellules et se présente sous trois formes, la cellulose, l’hemicellulose et la lignine. La cellulose (44pct) est une molécule de la famille des sucres que l’on sait transformer en composé combustible mélangeable à l’essence. L’hemicellulose(30pct) est une longue molécule carbonée que l’on ne sait pas transformer pour l’instant en produit combustible. Quant à la lignine (26pct) qui constitue la poutre maîtresse des plantes, c’est une molécule complexe et rigide que l’ on ne sait pas transformer en un composé combustible. De ce fait on ne peut transformer finalement en carburant qu’une vingtaine de pour cent des molécules carbonées de la plante alors que le rendement de conversion du carbone dans le brut est de 80 % !

Les chercheurs travaillent donc partout dans le monde sur les procédés susceptibles de transformer hémicellulose et lignine en produits combustibles. Deux procédés font l’objet de ces études, l’un qui vise à casser ces molécules par craquage thermique et chimique et l’autre qui cherche à utiliser une voie biochimique pour transformer cette biomasse en molécules de sucres transformables en éthanol en fin de compte. Le procédé thermochimique est plus particulièrement adapté à la production de combustibles à incorporer dans le gazole, tandis que la méthode biologique est plus orientée vers la production d’éthanol incorporable à l’essence et donc vers les moteurs à essence.

On part soit de paille ou d’arbres tendres comme l’épicea ou le peuplier, soit encore de taillis à croissance rapide que l’on broie sous forme d’une farine. Cette farine dans la voie thermochimique est soumise à un craquage thermique à haute température de 800 à 1400 degrés et à un traitement chimique oxydant qui le transforme en un mélange gazeux dit « gaz à l’eau, » d’oxyde de carbone, CO, et d’eau, H2O. Ce mélange se transforme ensuite par un procédé chimique dit de Fischer-Tropsch en hydrocarbures. Il faut beaucoup d’énergie et le rendement de ces réactions est faible. Il faudra de très grosses usines pour pouvoir arriver à un rendement important d’une taille et d’un coût comparables à ceux d’une raffinerie.

La voie biochimique consiste à mélanger ce broyat de biomasse avec des enzymes en milieu aqueux pour les transformer en solution sucrée que l’on transforme ensuite par fermentation et distillation en éthanol. La grande difficulté est d’identifier et de produire les enzymes qui arriveront à détruire des molécules aussi solides que l’hemicellulose et la lignine.Les unités pour ce type de traitement resteront de taille et de coût modeste et pourront être disséminées sur un territoire donné. Ce sont les Américains qui travaillent particulièrement dans cette voie dans leur programme Genome to Life pour 250 milions de dollars.On peut coter aussi le programme japonais Rite (Resarch Institute for innovative environmental technologies) ou le programme européen Nile pour 13 millions d’euros.

Dans les deux techniques on en est arrivé au stade du pilote, mais il reste d’énormes obstacles à franchir pour maîtriser l’une ou l’autre de ces techniques.

A suivre avec la phase III de ces programmes de développement de biocarburants.


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