Biotechnologies

Le pétrole « vert ». Rouler au vert : les biocarburants

Le pétrole d’abord, c’est quoi ? Du latin « petra » (pierre), et « oleum » (huile), le pétrole, « huile de pierre », résulte de la dégradation de matière organique (restes fossilisés de végétaux aquatiques ou terrestres, de bactéries…) accumulée pendant des dizaines de millions d’années, sous l’effet de la pression et de la chaleur.

Le pétrole vert, pourquoi ? D’abord, parce qu’extraire et raffiner le pétrole émet beaucoup de CO2 dans l’atmosphère, ce qui contribue réchauffement planétaire… Et puis ensuite parce que le pétrole est une ressource non renouvelable et qu’un jour il n’y en aura plus.

Alors que nous consommons toujours plus de cette ressource non renouvelable, le risque de pénurie plane au-dessus de nos têtes. Etant donné le degré de dépendance de nos sociétés vis-à-vis du pétrole, il y a de quoi trembler… Que ferions-nous sans plastique, sans carburant et sans toutes ces choses que le pétrole permet de produire, parfois sans même que nous le sachions ? Sans pétrole on peut craindre un grand retour en arrière… Dans ces conditions, trouver des alternatives au pétrole devient de plus en plus urgent.

Quelles solutions les sciences ont-elles à nous apporter ? Les biotechnologies ont ici un rôle à jouer : elles pourraient permettre de développer des substituts au pétrole… Nous allons ici nous concentrer sur les alternatives au pétrole comme principale composante de nos carburants.

Rouler au vert

Soit, le pétrole est le résultat d’un très long processus de décomposition de matière organique. Un processus qui se compte en dizaines de millions d’années…

La bonne nouvelle c’est que partant eux-aussi de matière organique, scientifiques et entreprises cherchent et trouvent des moyens bien plus rapides pour fabriquer du « pétrole », ou plutôt de proches substituts qui remplissent les réservoirs de nos véhicules : les biocarburants.

Produits à partir de matière organique renouvelable, les biocarburants se sont développés ces dernières années. La biotechnologie permet, en utilisant des enzymes, de les produire plus efficacement. Il existe différentes façons de produire des biocarburants. On distingue en fait trois « générations » de biocarburants qui ont été développées successivement.

Les biocarburants dits de première génération sont obtenus par transformation de matières végétales alimentaires qui contiennent du sucre (betterave, canne à sucre) ou de l’amidon (blé, maïs…). Ces végétaux sont fermentés puis distillés pour faire, entre autres, du bioéthanol. La fermentation des sucres en éthanol est l’une des plus anciennes « biotechnologies » employées par l’homme, elle aurait été utilisée dès la Préhistoire pour obtenir des boissons alcoolisées. Mais l’éthanol peut aussi faire office de carburant.

Le carburant E85 par exemple, un biocarburant de « première génération », est constitué d’un mélange d’éthanol et d’essence. Il est utilisé depuis des années au Brésil, en Suède et aux États-Unis. En France, on le trouve à la pompe depuis une dizaine d’années.

Ces biocarburants ont l’avantage d’être issus de ressources renouvelables. Mais la culture de ces végétaux a des conséquences néfastes : déforestation, érosion, pollution par les pesticides, concurrence avec la production destinée à l’alimentation… Sans compter que leur rendement énergétique est plutôt faible. Ces contraintes ont poussé à rechercher d’autres types de biocarburants.

Les biocarburants dits de « seconde génération » sont produits à partir de résidus agricoles et forestiers, ou encore à partir de boues de station d’épuration.

Ils utilisent des ressources renouvelables, sont plus performants, n’entrent pas en compétition avec l’alimentation, et permettent de réduire les émissions de CO2. Cependant, cette technologie n’est pas encore mature : elle est encore très coûteuse à mettre en œuvre.

Enfin, les biocarburants de troisième génération (ou algocarburants), les plus récemment développés, sont produits à partir de la biomasse de micro-algues… Les avantages sont nombreux :

–  On peut cultiver les algues partout. Leur culture ne nécessite pas de terres fertiles, et n’entre donc pas en compétition avec la filière alimentaire.

–  La productivité. Les rendements en lipides produits par hectare sont très élevés.

–  Les algues consomment du CO2, elles pourraient donc contribuer à réduire les émissions de CO2 industrielles.

Cependant si les bénéfices sont nombreux, les obstacles au développement industriel, à grande échelle, de cette technologie sont peut-être encore plus importants :

–  Un coût de production élevé : le processus de transformation exige une grande technicité.

–  Le processus est très énergivore, à tel point que pour certains, les algocarburants sont une impasse. Jean Philippe Steyer est directeur de Recherche à l’INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) : « Les algues qu’on cultive dans les bassins sont très petites : on ne peut retirer en moyenne qu’un gramme de concentration de lipides sur un litre d’eau. On produit donc environ une unité énergétique pour en récolter une autre…ce qui ne propose guère un bilan énergétique attrayant ! » « De la même façon, il faut constamment mélanger le bassin de culture pour que les algues reçoivent uniformément les mêmes doses de nutriments et qu’elles produisent la même quantité de lipides. Une pratique qui dépense plus d’énergie que celle investie lorsque laboure un champ, par exemple. »

Un portrait d’entreprise : GLOBAL BIOENERGIE, du carburant à partir de sucre.

Global Bioenergies

Nationalité : française

Fondation et fondateurs : en 2008 par Marc Delcourt et Philippe Marlière

Objet : production d’hydrocarbure biologique

Procédés :

–          Production d’isobutène à partir de glucose. Technique mise au point en 2010.

–          A plus long terme, développer un procédé de 3e génération qui utilise cette fois les effluents gazeux des aciéries contenant du CO2, de l’hydrogène et du monoxyde de carbone.

Cette start-up française a trouvé un moyen pour produire de l’isobutène, une molécule nécessaire au raffinage (pour faire des carburants), facilement convertible en essence, kérosène, plastique ou caoutchouc, et que l’on ne savait jusqu’alors produire qu’à partir du pétrole. Elle utilise des micro-organismes qui, génétiquement modifiés et nourris au sucre, produisent l’isobutène. Le biocarburant produit à partir de l’isobutène peut être combiné à l’essence classique sans limite de proportion, contrairement aux autres biocarburants. L’éthanol notamment ne peut en effet être mélangé à l’essence classique qu’à hauteur de 10% et est en outre accusé d’abimer les moteurs.

A sa création en 2008, Global Bioénergie n’est encore qu’une toute petite entreprise, une start-up de laboratoire. Introduite en Bourse dès 2011, elle bénéficie de fonds dans le pilote industriel de Pomacle (en partenariat avec Arkema et le CNRS), elle poursuit depuis rapidement son développement industriel. Marc Delcourt : « Depuis 2015, nous avons un pilote industriel situé près de Reims qui nous permet de sortir des centaines de kilos de pétrole vert. Nous venons de démarrer un démonstrateur industriel, près de Leipzig, en Allemagne, qui a une capacité de production de 100 tonnes par an. Et avec l’appui du groupe coopératif sucrier européen Cristal Union (sucre Daddy), nous prévoyons d’installer dans les prochaines années une usine qui produirait 50 000 tonnes par an. ». L’entreprise a également conclu un partenariat avec Audi pour développer son carburant à partir de sucre, la production industrielle devrait commencer cette année.m2

Les sources de sucre retraité par Global Bioénergie sont diverses :

–  Le sucre de canne ou de betterave. Avec la tendance à la baisse du cours du sucre sur les marchés mondiaux depuis 2013, et la proche fin des quotas européens sur le sucre qui devrait entrainer l’augmentation de la production de sucre et donc tirer les prix à la baisse, la production d’isobutène à partir de ce type de sucre reviendra moins chère.

–  L’amidon, que l’on trouve dans le blé, le maïs, les pommes de terre, et divers céréales…

–  Les déchets agricoles et forestiers. Ils contiennent du sucre que les technologies permettent depuis peu d’extraire.

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