Biocarburants : le raffinage de la biomasse

Publié le 30.07.2015

Collège

Technologie

Lecture 5 min

Tout comme celui du , le de la débouche sur une vaste gamme de produits : biocarburants, mais aussi lubrifiants, plastiques, engrais, cosmétiques, médicaments, etc. Toute une « chimie verte»... "Tout comme celui du pétrole brut, le raffinage de la biomasse débouche sur une vaste gamme de produits : biocarburants, mais aussi lubrifiants, plastiques, engrais, cosmétiques, médicaments, etc. Toute une « chimie verte»...

1. Le raffinage de la biomasse en 15 images

De multiples végétaux (plantes sucrières et oléagineuses, bois, algues, etc) ou des micro-organismes comme les levures sont sources de carburants ou de produits intéressants pour la chimie. Mais pour mettre ces précieuses molécules en bouteille, il faut des technologies de transformation complexes.

2. Le traitement industriel de la biomasse

Les plantes sucrières, les céréales et les oléagineux (colza, tournesol, palmier à huile...) sont déjà largement exploitées à échelle industrielle pour fournir des biocarburants dits de "première génération". Ici, l'usine de Pomacle-Bazancourt, dans l'est de la France, traite des betteraves et du blé pour produire de l'éthanol.

3. L'utilisation de la ligno-cellulose des plantes

Utiliser du bois, des déchets agricoles ou des plantes non-comestibles a l'avantage de ne pas entrer en concurrence avec les besoins alimentaires mondiaux. Ici une plantation de jatropha au Mali. Cette filière, dite de "seconde génération", en est au tout début de son développement.

4. L'avenir des microalgues

Il faudra encore plusieurs années de recherche mais le traitement des microalgues offre des perspectives considérables. Certaines fabriquent de l’huile par , avec l'avantage de pouvoir être cultivées sur des terres non arables. Elles conduisent à de nombreuses molécules utilisables en pharmacie, cosmétique, alimentation humaine et animale, et pour les applications biocarburants. Ici une culture sur bassin au Vigeant près de Poitiers.

5. L'exemple de la canne à sucre

Parmi les plantes sucrières, la canne à sucre tient une place très importante, notamment au Brésil (photo). Depuis les années 70, le Brésil a développé une filière biocarburant très importante qui a accru son et lui a permis de promouvoir ses exportations.

6. Le broyage des fibres

Une fois récoltée, la canne à sucre est broyée en passant dans des moulins constitués de gros cylindres qui l'écrasent de manière à en extraire le jus.

7. Sirop et bagasse

Après plusieurs passages dans les moulins, le sirop de canne à sucre se sépare des fibres qui s'appauvrissent progressivement jusqu'à donner un résidu appelé "bagasse".

8. Des résidus qui n'en sont pas vraiment...

La bagasse est utilisée comme dans l'industrie. Le traitement des betteraves et des céréales donne aussi des résidus, appelés respectivement « pulpe » et « drèches », qui servent à l'alimentation du bétail.

9. La fermentation des sucres

À partir du sirop de canne, on extrait les sucres par une voie biochimique « douce ». Les sucres sont ensuite soumis à une sous l’effet de levures ou de micro-organismes modifiés génétiquement pour fournir des molécules très diverses dites « d'intérêt » (butanol, éthanol, farnésène, acides lactiques). Ici, l'usine Amyris à Brotas, au Brésil.

10. Des molécules d'intéret au produit final

Dans l'usine de la société américaine Amyris, dont Total est actionnaire de référence, la molécule d'intérêt privilégiée est le farnésène qui sert à une très large gamme d'applications allant des cosmétiques aux biocarburants. Une fois hydrogénée, la molécule de farnésène devient du farnésane qui peut être intégré directement dans le ou dans les carburants pour l'aviation.

11. Dans les bus de Sao Paulo...

Le farnésane est notamment utilisé dans les bus de la régie de transport de la grande métropole brésilienne. Son taux d'intégration dans le carburant final est de 10 %, soit un taux supérieur à celui des biodiesels classiques.

12. ...et dans les avions d'Air France

L'incorporation de 10 % de farnésane permet d'obtenir un biokérosène répondant aux normes. Depuis octobre 2014, les avions d'Air France entre Paris et Toulouse utilisent du biocarburant réduisant ainsi de 6 % l' de ses trajets.

13. Une filière fondée sur la recherche

Les procédés de transformation de la biomasse donnent lieu à un effort considérable de recherche au niveau mondial, en lien avec les progrès des biotechnologies. La recherche vise aussi bien à développer les nouvelles filières (comme les microalgues) qu'à améliorer les performances des processus déjà en exploitation.

14. De véritables usines vivantes

L'un des axes de recherche est de construire et sélectionner, de façon rapide et peu coûteuse, les micro-organismes -notamment les levures- aptes à transformer le sucre en diverses molécules d'intérêt. Les levures deviennent de « véritables usines vivantes ». Ici une opération de manipulation au laboratoire de recherche de la société Amyris, à Emeryville, en Californie.

15. De nouveaux métiers

La biologie synthétique est une nouvelle discipline scientifique à la croisée de la biologie, des sciences de l’ingénieur et de l’informatique. Elle est appelée à se développer pour des applications dans un grand nombre de secteurs, des transports à l'alimentation, de la chimie à la médecine.