Biocarburants : mode d'emploi

Les biocarburants représentent l'ensemble des carburants provenant de la biomasse. Actuellement issus de productions agricoles, ils sont mélangés soit à l'essence, soit au gazole, en fonction de leurs caractéristiques et de leurs propriétés.

Les biocarburants (filière classique).
© Idé

Qu'est-ce qu'un biocarburant ?

Le bioéthanol

Il  est utilisé dans les moteurs
à essence. Il est produit à partir de plantes sucrières (betteraves, canne à sucre) ou de céréales (maïs, blé).

Pour obtenir ce biocarburant, on extrait les sucres contenus dans les plantes sucrières. On les fait ensuite fermenter pour les transformer en alcool ou bioéthanol.

Si on emploie des céréales comme matière première, on en extrait l'amidon. On transforme l'amidon en sucres au cours d'une réaction chimique nommée hydrolyse, puis on obtient
du bioéthanol par fermentation de ces sucres. Le bioéthanol peut être incorporé tel quel dans
les essences, ou sous la forme d'un dérivé appelé ETBE : Ethyl Tertio Buty Ether. Obtenu
par réaction chimique entre l'éthanol et l'isobutylène (composé issu du raffinage du pétrole), l'ETBE est un excellent composant des essences. Le bioéthanol est le biocarburant le plus consommé dans le monde. Le Brésil et les États-Unis produisent, à eux deux, presque 90 % du bioéthanol mondial !

Le bioéthanol est le biocarburant le plus consommé dans le monde.

Le biodiesel

Il s'utilise dans les moteurs diesel. Il est produit à partir d'huile de colza, de soja ou de palme.

Pour obtenir du biodiesel : 

   • on commence par récupérer les graines des plantes après la récolte ;

   • dans une usine de trituration, ces graines sont nettoyées, pressées puis lavées avec
un solvant : on extrait ainsi 96 % de leur huile. Les résidus des graines après trituration donnent du tourteau, un aliment riche en protéines destiné à l'alimentation animale ;

  • ensuite, les huiles sont mélangées à du méthanol, un alcool industriel produit dans les usines pétrochimiques. Il se produit alors une réaction chimique nommée transestérification :
le mélange huile végétale-méthanol se transforme en ester méthylique d'huile végétale (EMHV) et en glycérine ;

   • on sépare l'EMHV de la glycérine, réemployée par exemple comme matière première dans
la fabrication de savons, gels douche ou dentifrices.

En France, la production de biodiesel a été multipliée par 5 entre 2002 et 2008. Le gazole en station-service en contient jusqu'à 7 % en volume et certaines flottes professionnelles, 30 %.

Par rapport aux carburants classiques, les biocarburants contribuent à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. De plus, ils représentent une source renouvelable, contrairement aux carburants d'origine fossile.

Des mélanges de carburants soigneusement testés pour une qualité optimale

Pour faire rouler un véhicule, le biocarburant doit être mélangé à un carburant pétrolier,
à des taux limités par une réglementation européenne et par les normes de qualité des carburants. En effet, les véhicules conventionnels ne peuvent pas rouler avec des essences
ou des gazoles contenant des biocarburants en forte quantité, sous peine de provoquer
des défauts de fonctionnement des moteurs.

À l'heure actuelle, en 2011, on incorpore 10 % maximum de bioéthanol à l'essence
(ou 22 % d'ETBE) et 7 % maximum de biodiesel au gazole commercialisés en stations-service.

Certains véhicules dotés de moteurs spécifiques roulent
uniquement au biocarburant.
Vrai et faux. Au Brésil, des véhicules ont autrefois été conçus pour rouler
à l'éthanol pur. Ils étaient toutefois munis d'un petit réservoir séparé d'essence, pour permettre le démarrage. L'inconvénient était qu'ils ne pouvaient rouler qu'à l'éthanol et ne pouvaient pas fonctionner à l'essence ! Ces dernières années, les constructeurs européens ont mis sur le marché des véhicules dits "flexibles", ou FFV (de l'anglais Flex Fuel Vehicles). Ils sont spécialement conçus pour rouler soit à l'essence, soit à des mélanges pouvant contenir jusqu'à 85 % de bioéthanol, ce qui offre une grande souplesse pour l'automobiliste.

Pour déterminer les taux de biocarburants admissibles dans les essences ou le gazole, les constructeurs automobiles et les compagnies pétrolières effectuent des tests en laboratoire, sur moteurs au banc d'essai et sur véhicules. Ils analysent les propriétés de ces mélanges et leurs effets éventuels sur les moteurs.

Ils étudient notamment :

   • pour les essences :

     – la volatilité des mélanges (il s'agit de leur capacité à s'évaporer). En effet, l'éthanol augmente la volatilité de l'essence et nécessite donc le recours à une base carburant adaptée ;  
 
     – leur stabilité en présence d'eau. En effet, en présence d'eau, l'éthanol se sépare de l'essence, ce qui nécessite de prendre des mesures logistiques appropriées pour éviter toute présence d'eau ;

     – à noter que l'incorporation d'ETBE ne présente pas ces inconvénients : il n'augmente pas la volatilité de l'essence et ne présente aucun risque de démixion (séparation des substances) en présence d'eau ;

   • pour le gazole, la stabilité des mélanges, c'est-à-dire leur capacité de conservation et leur manière de réagir lorsque la température change, lorsqu'ils sont exposés à l'oxygène ;

   • la nature des émissions de gaz d'échappement.

Des tests réalisés par les constructeurs automobiles ont ainsi montré que :

   • les véhicules à essence peuvent tous rouler avec un carburant contenant 5 % d'éthanol. La quasi-totalité de ceux qui sont commercialisés depuis 2000 peuvent utiliser un carburant contenant jusqu'à 10 % de bioéthanol ;

   • tous les moteurs diesel tournent normalement avec un carburant incluant jusqu'à 7 % de biodiesel. Certaines flottes de véhicules professionnels peuvent rouler avec un gazole contenant 30 % de biodiesel. Cependant, un suivi particulier est mis en place ainsi que des procédures d'entretien spécifiques.