Procédés de production et d'utilisation :

Les biocarburants dit « de première génération » sont l'éthanol et le biodiesel. Se sont les plus à même d'être utilisés demain partout dans le monde, et c'est donc sur eux que se portera notre étude.

+ La culture :

Le biodiesel :

Les plantes cultivées pour produire le biodiesel sont toutes des plantes à caractère oléagineux. En effet, le biodiesel n'est rien d'autre qu'une huile végétale transformée et raffinée. Tout les végétaux pouvant fournir de l'huile sont donc potentiellement utilisables pour produire des biocarburants. Les plantes utilisées sont celles dont le rendement est le plus important, évidemment sans considération ni de goût ni de valeur nutritive. L'olive par exemple, possède un fort pouvoir oléagineux, mais ses qualités alimentaires sont très importantes. Elle est ainsi préférablement utilisé pour l'huile de cuisine. À ce jour, les plantes utilisés sont donc le colza, le tournesol, et le soja.


Le colza, principale culture oléagineuse pour la production de biodiesel.

L'éthanol :

C'est l'alcool qui compose les boissons alcoolisés. Il n'a absolument aucun rapport avec le bio-diesel dans sa composition chimique. Il va donc nécessiter des plantes différentes pour sa production. L'éthanol étant un produit de la fermentation du saccharose, ce sont les plantes sucrières qui vont être privilégiés. Sous nos lattitudes européennes, la betterave sucrière est traditionellement la plante utilisée elle peut être cultivé dans l'hémisfère nord de 35° de lattitude jusqu'à 65°). Dans les pays plus tropicaux (inférieurs à 35°), c'est la canne à sucre. Il est également possible d'obtenir du sucre, et donc de l'éthanol avec des plantes à forte teneur en amidon, telles que le blé, le maïs ou la pomme de terre.


La betterave, principale culture sucrière en France.

Le rendement oléagineux des plantes utilisables pour le biodiesel, ainsi que la concentration en sucre de la betterave et de la canne ont toujours été parmi les objectifs à atteindre en matière de recherche agricole (sélection, composition des engrais...), et les modes de cultures ne changent pas radicalement. Pour les céréales et la pomme de terre, les études doivent maintenant s'orienter vers la recherche d'une plus grande teneur en amidon. La résistance aux maladies, et la faible demande en énergie et en engrais restent encore parmi les axes principaux de la recherche.

Le choix des cultures va évidemment être influencé par le climat, la qualité du sol, mais également les moyens techniques agricoles, l'espace agricole disponible, le marché alimentaire, la sensibilité écologique de l'envrionnement, et le savoir faire des agriculteurs locaux.


La canne à sucre, cultivée sous des latitudes plus basses, et le tournesol, sont d'autres cultures succeptibles de fournir des biocarburants.

+ La production :

Une fois la récolte terminé, le produit brut doit subir une série de transformation permettant son utilisation comme bio-carburant, et lui conférant une valeur ajoutée importante.

Dans le cas du biodiesel :

il s'agit d'extraire l'huile, de le raffiner et de le transformer.

Pour l'extraire, les entreprises productrices peuvent utiliser la méthode traditionnelle du pressage, mais avec des moyens modernes et à dimension industrielle. Une autre méthode utilisée est celle de la trituration, c'est à dire un broyage avec friction afin d'extraire la moitié de l'huile environ. L'huile restante est alors extraite par ajout d'héxane. Durant le processus, l'huile est séparée du tourteaux (résidu pateux utilisable pour l'alimentation animale).

Le raffinement se fait ensuite en 2 étapes : L'huile récoltée est tout d'abord décanté, c'est à dire que l'on laisse les particules et les éléments les plus lourds qu'elle contient se déposer au fond, afin de les éliminer.
Elle est ensuite filtrée pour éliminer les particules plus fines qui restent en suspension.

Arrivé à ce stade, l'huile raffinée peut être directement utilisée comme carburant, on parle alors d'huile végétale pure (HVP) issue de la « filière courte ».
L'autre solution, celle de la « filière ester méthyles », utilise ensuite un procédé chimique d'estérification, durant laquelle l'huile est mise en présence de méthanol et de soude (qui joue uniquement le rôle de catalyseur) pour produire du biodiesel appelé EMVH (Esters Méthyliques d'Huiles Végétales).


La filière de production de l'EMHV à partir du colza, avec en rouge les produits dérivés.

dans le cas de l'éthanol :

La filière est encore une fois très différente de celle du biodiesel.

Le produit recherché est l'éthanol, qui doit avant toute chose être transformé à partir du saccharose, obtenu à partir des plantes sucrières ou à partir de l'hydrolyse enzymatique de l'amidon contenu dans les céréales et les féculents.

L'étape suivant l'obtention du saccharose est la fermentation. Le sucre est mis en présence de levures, qui accélèrent le processus. Il s'agit ensuite simplement de laisser la solution reposer afin que le sucre soit progressivement transformé en éthanol.

Après fermentation, les teneurs en éthanol dépassent rarement les 15-20% et l'étape suivante, la distillation, va permettre de séparer l'éthanol du reste du moût (solution obtenue après fermentation), qui va être chauffé entre 75 et 80°C.

L'alcool obtenu après plusieurs distillations peut atteindre une pureté de 70 à 80%, insuffisante pour une utilisation comme carburant. On procède alors à la déshydratation, qui permet d'obtenir un alcool pur à 99,9%, utilisable comme complément du sans plomb classique ou directement comme carburant. Les difficultés techniques qui peuvent survenir sur des moteurs uniquement essence à la base pousse souvent les pétroliers à produire et à distribuer de préférence des versions transformées de l'éthanol comme l'ETBE (éthyl tertio butyl éther), ou mélangés, comme l'E-85 (85% d'éthanol, 15% d'essence), plus polluants, mais plus facilement utilisables.


La filière de production de l'ETBE à partir de la betterave, avec en rouge les produits dérivés.


La filière de production de l'ETBE à partir du blé, avec en rouge les produits dérivés.

+L'utilisation :

Le biodiesel :

Contrairement à l'HVP, il peut être utilisé directement comme carburant, en remplacement à 100% du petrodiesel, sans adaptation moteur. Toutefois, il convient d'ajouter manuellement du lubrifiant, car le biodiesel n'est pas lubrifiant en lui même. Généralement, il est utilisé mélangé à du petrodiesel à hauteur de 5%. Une incorporation plus élevé peut être utilisé par des flottes de véhicules se déplaçant en milieu urbain, à condition d'obtenir une dérogation spéciale.

L'HVP, ou même l'HVB (Huile Végétale Brute) peuvent être utilisé pour le chauffage à fioul ainsi que comme carburant d'un groupe électrogène. L'EMVH reste la solution qui semble la plus interessante.


L'utilitaire master de Renault, roulant au biodiesel.

L'éthanol :

Il est rarement utilisé seul, et plus souvent sous forme d'E-85 ou d'ETBE. Il peut également être ajouté directement dans un moteur essence classique à hauteur de 15% sans modifications. Des « kits » sont en vente pour adapter son moteur, et des voitures de séries possèdent déjà un moteur de type « flex-fuel », permettant de rouler avec jusqu'à 85% d'éthanol.

l'ETBE est reconnu comme le meilleur moyen d'utiliser le bioéthanol dans les véhicules actuels.


La Peugeot 206 dans sa version flex-fuel.