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Les filières de production de biodiesel
Le biodiesel est un ester d’huile végétale. L’utilisation d’huile végétale comme carburant n’est pas une technique nouvelle. Rudolf Diesel, à l’origine, avait en effet développé le moteur qui porte son nom à l’aide d’huile d’arachide. Ces huiles végétales s’obtiennent classiquement par simple pressage de graines oléagineuses telles que le colza, le tournesol, le soja, etc. Des graisses animales ainsi que des huiles alimentaires usagées peuvent également être utilisées à cet effet. Ces huiles offrent cependant une trop forte viscosité et un indice de cétane (aptitude à l’auto-inflammation) trop faible, ce qui rend problématique leur utilisation directe dans un moteur diesel traditionnel.
Afin d’obtenir des caractéristiques similaires au diesel d’origine pétrolière, ces huiles végétales vont subir une estérification à l’aide d’alcool, principalement du méthanol (à noter que l’éthanol pourrait également être utilisé). Cette réaction est obtenue à l’aide d’un
catalyseur basique ou acide à température modérée (20-80°C) et à pression atmosphérique.
La fabrication du biodiesel est donc relativement simple du point de vue technique, ce qui permet également d’avoir de petites unités de production décentralisées, sans surcoûts excessifs. Ceci représente un avantage certain, limitant ainsi le transport de la matière première et permettant, dans une phase de transition, de commencer avec des installations de tailles modestes.
En fonction de la matière première utilisée, le biodiesel peut avoir différentes dénominations : ester méthylique de colza, EMC (RME en anglais), ester méthylique de tournesol EMT, etc. Les rendements de production de biodiesel à partir de colza, de tournesol et de soja sont
indiqués dans le tableau ci-dessous.
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Biomasse
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Rendement
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[kg/l]
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[l/t]
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[l/ha]
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Colza
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2.700
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370
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1’100
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Soja
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5.460
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180
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0’570
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Tournesol
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3.100
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320
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1’200
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Parallèlement à ces filières de production à partir de ressources agricoles, le biodiesel peut également être produit à partir d'huiles végétales usagées (typiquement huiles de cuisson). Cette filière, bien qu'encore peu développée, représente à l'heure actuelle un réel potentiel pour les années à venir.
La production suisse de biodiesel
Jusqu'en 2003, il n'existait en Suisse qu'une seule installation de production de biodiesel : EcoEnergie Etoy. Cette installation a été réalisée par l’entreprise autrichienne Heid Saattechnik Ges.m.b.H, de Stockerau. Elle est gérée par une société coopérative fondée en 1994, regroupant plus de 900 membres. Ceci représente plus de 1’000 hectares de colza uniquement dédiés à cette forme d’énergie.
Au début, la totalité de la production était utilisée par ses membres. L’agriculteur apportait son colza et repartait avec du biodiesel et du tourteau (co-produit riche en protéine servant de nourriture animale). La glycérine, troisième produit découlant de cette production, était vendue sur le marché international. Actuellement, une quantité de biodiesel est également vendue à des tiers et c’est ainsi que « Flamol Mineralöl » distribue du biodiesel dans la région bernoise. Cette tendance d’ouverture vers de nouveaux marchés devrait aller en s’amplifiant, dans la limite cependant des capacités de production. A noter que justement, EcoEnergie Etoy doit actuellement importer du colza afin de satisfaire à la demande.
Au cours de la saison 1998-1999, plus de 4’000 tonnes de colza ont été traitées, ce qui a permis à la société de produire 1.6 millions de litres de biodiesel, 2’700 tonnes de tourteau et 240 tonnes de glycérine. A ce jour, la société a déjà produit plus de 15'500'000 litres de biodiesel. La fabrication d’un litre de biodiesel (sans le coût de la matière première) revient à 0.54 CHF. Ce coût relativement élevé est dû aux importants frais d’investissement. Ces derniers pourraient être réduits de façon non négligeable pour une installation plus conséquente, du fait de l'économie d’échelle. L’installation, fortement automatisée, fonctionne aujourd’hui sans problème majeur.
En 2003, la société Biocarb SA a vu le jour et produit aujourd'hui du biodiesel à partir de diverses matières grasses animales et végétales, récupérées dans les restaurants, les industries et les ménages. Grâce à leur savoir-faire et selon une technique de recyclage développée par ses fondateurs, le biodiesel produit par Biocarb se substitue au diesel conventionnel, au même titre que celui d'EcoEnergie Etoy. Active dans la recherche, Biocarb continue de développer ses produits, afin d'apporter de nouvelles solutions dans le domaine des biocarburants.
Les grands chiffres du biodiesel
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Pouvoir calorifique : 33.1 MJ/l (essence : 35.4 MJ/l)
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Coût de production : 1.00-1.20 CHF/litre
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Utilisation : Biodiesel (0-100%) mélangé à du diesel dans des moteurs traditionnels
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Production mondiale (2000) : 650 millions de litres par an
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Production suisse : EcoEnergie Etoy (2.2 millions de litres par an)
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Normes et garanties des constructeurs :
- La norme SN EN590:2000 autorise l’addition de 5% (vol.) de biodiesel
- La norme allemande DIN 51606 définit un standard pour le biodiesel
- La norme EU (prEN 14214:2001) a été proposée pour définir un standard pour le biodiesel
L'utilisation du biodiesel
De par ses caractéristiques physico-chimiques proches de celles du carburant diesel d’origine pétrolière, l’utilisation du biodiesel ne pose pas de problème majeurs et ne nécessite en principe aucune modification du moteur, si ce n’est éventuellement le remplacement de certains joints. Le biodiesel est en effet un excellent solvant et pourrait de ce fait endommager certains joints en caoutchouc naturel ou autres mousses de polyuréthane. Il peut également éventuellement endommager certaines peintures. Mais la question principale est plutôt d’ordre stratégique et de marketing de la part des constructeurs automobiles. Sans la pression du marché, en effet, ces derniers n’ont aucun avantage à donner plus de garanties que nécessaire. De plus, la stratégie appliquée par différents pays pour introduire ce biocarburant reflète toujours la politique des constructeurs de véhicules locaux.
En France, par exemple, deux cas de figures sont actuellement appliqués. Dans le premier cas, le biodiesel est utilisé en mélange avec du diesel d’origine fossile, à faible taux, c’est à dire jusqu’à 5%. Cette façon de procéder offre l’avantage d’améliorer la capacité lubrifiante du mélange, ce qui devient un problème avec la limitation drastique du taux de souffre dans le diesel (le souffre étant un excellent lubrifiant). La France utilise également le biodiesel comme co-carburant avec un taux de mélange de l’ordre de 30 % mais uniquement pour des flottes captives, essentiellement urbaines. La justification de cette seconde manière de procéder est l’amélioration de la qualité de l’air, essentiellement liée à une forte réduction des émissions de particules.
En Autriche, en Allemagne, mais également en Suisse, le biodiesel est aussi utilisé pur. Comme il n’est pas limité uniquement aux flottes captives, se pose cependant le problème de la garantie de la part des distributeurs de carburants et des constructeurs. A l’origine, le biodiesel avait été prévu pour être utilisé « en circuit fermé », c’est à dire directement par les agriculteurs utilisant leur propre colza à cet effet. Cela explique que les premières garanties ont été données par les constructeurs de tracteurs tels que Same, Steyr, John Deere, Massey-Fergusson, Lindner, Mercedes-Benz, etc. La distribution du biodiesel est ensuite devenue libre, surtout en Allemagne (plus de 400 stations services) et en Autriche, grâce essentiellement aux garanties accordées par les constructeurs automobiles sur leurs nouveaux modèles.
De grands bénéfices pour l'environnement
La réduction de la consommation d'énergie primaire non renouvelable représente une économie de 0.5-0.9 litre de pétrole par litre de biodiesel incorporé au diesel conventionnel, à prestation équivalente.
De manière similaire, la réduction des émissions de gaz à effet de serre représente une économie de 1.0-2.5 kg CO2 eq. par litre de biodiesel incorporé au diesel conventionnel, à prestation équivalente.
Par ailleurs, l'utilisation de biodiesel (absent de toute trace de soufre) se traduit par une réduction des émissions de SOx, proportionnelle au taux d'incorporation dans le diesel.
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