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biocarburant

Blé dur.
Blé dur.

Carburant tiré de la biomasse (plantes telles que les oléagineux, les céréales ou la canne à sucre, matière organique animale telle que les lisiers ou les boues d’épuration), pouvant être utilisé comme additif ou substitué aux carburants pétroliers, parfois appelé « carburant vert ».

1. Les biocarburants de première génération

Les biocarburants produits actuellement, dits biocarburants de première génération, sont de trois types : les huiles (avec notamment le biodiesel), les alcools (avec le bioéthanol) et les biogaz (biométhane). Les huiles et les alcools sont les deux principales filières de production ; toutefois le biogaz est en développement constant.

1.1. La filière huiles

Cette filière part des plantes oléagineuses (tournesol, colza, palmier à huile, ricin...) dont elle extrait, par pression (ou parfois avec un solvant) des huiles végétales. Celles-ci peuvent être utilisées telles quelles (huiles végétales brutes ou HVB) ou en mélange avec du gazole (jusqu’à 50 %) dans les moteurs diesels, ou encore transformées en biodiesel (ou biogazole). Le biodiesel résulte la transformation des acides gras des huiles en esters (transestérification) par l’action d’un un alcool, l’éthanol ou le méthanol. Il peut être utilisé en mélange, jusqu’à 30 %, dans les moteurs diesel classiques. À la pompe, il est, depuis 2010, distribué à hauteur de 7 % du carburant. Des véhicules susceptibles d’utiliser du biodiesel pur ont déjà été proposés en Allemagne.

Le biodiesel est le premier biocarburant employé en Europe (78 % de la consommation totale de biocarburants).

1.2. La filière alcools

À l’exception du méthanol – élaboré à partir du méthane –, la production des alcools se fonde sur les plantes sucrières (betterave sucrière, canne à sucre) et les plantes riches en amidon (maïs, blé, pomme de terre). Le bioéthanol est obtenu par fermentation alcoolique des sucres – simples ou complexes (amidon) –, réalisée par la levure Saccharomyces. Par réaction ultérieure avec de l’isobutène, il permet d’obtenir de l’ETBE (éthyl-tertio-butyl-éther). Le biobutanol est quant à lui obtenu par fermentation acétonobutylique des sucres, réalisée par la bactérie Clostridium.

Les alcools sont destinés aux moteurs à essence, dans lesquels ils peuvent être utilisés purs ou en mélange. En France, c'est principalement l'ETBE qui est utilisé, incorporé dans les essences à hauteur de 15 % au maximum. Le biocarburant E10 renferme quant à lui 10 % de bioéthanol et 90 % de Super sans plomb. Mais le bioéthanol est surtout employé au Brésil et aux États-Unis, où il est mélangé à l'essence, respectivement à hauteur de 25 % et 15 %. D’autre part, les véhicules bicombustibles, qui utilisent la technologie Flex-fuel (mise au point à l’origine pour le marché brésilien), permettent de rouler indifféremment à l’essence ou au bioéthanol, ou aux deux mélangés, quelque soit leur proportion. En 2009 au Brésil, 39 % des moteurs non Diesel étaient des moteurs bicombustibles. En Europe, cette technologie reste marginale, sauf en Suède (deuxième pays utilisateur du Flex-fuel, derrière le Brésil) ; elle a été introduite en France en 2005 et utilise comme carburant le Superéthanol E85 (85  % d'éthanol et 15 % de Super sans plomb 95).

1.3. La filière biogaz

Le biogaz est issu de la fermentation anaérobie – qui se déroule sans oxygène – de la matière organique (plantes cultivées, décharges, boues des stations d’épuration, etc.). Cette fermentation est aussi appelée méthanisation, car le biogaz est essentiellement composé de méthane et de dioxyde de carbone (CO2). Le biogaz est en fait l’équivalent renouvelable du gaz naturel, qui est une énergie fossile. Il est ensuite raffiné pour en tirer du biométhane, qui est du méthane pur. Comme carburant, le biogaz est essentiellement utilisé en Suède.

2. Avantages des biocarburants

Les biocarburants présentent l'avantage d'émettre beaucoup moins de dioxyde de carbone – qui est un puissant gaz à effet de serre – que les carburants traditionnels. Le choix de les promouvoir s'explique principalement par le souci de réduire la dépendance énergétique vis-à-vis du pétrole, de proposer une alternative à l’épuisement des sources d’énergie fossiles, et de limiter l'effet de serre et le réchauffement climatique (en 2004, on estime que la circulation automobile était responsable de 17 % des émissions mondiales de CO2). Les biocarburants offrent aussi à l'agriculture de nouveaux débouchés.

La directive européenne « énergie renouvelable » de 2009 fixe à 10 % la part que les énergies renouvelables dans les transports devrait atteindre en 2020. Elle établit également pour cette date un objectif de réduction de 10 % des émissions de gaz à effet de serre – sur l’ensemble du cycle de vie de tous les carburants – par rapport à 2010.

3. Une alternative controversée

Cependant, un débat s'est instauré sur le réel intérêt écologique des biocarburants. D'une part, les études qui ont été effectuées sur leur rendement énergétique aboutissent à des résultats contradictoires. Il n'est ainsi pas établi que la quantité d'énergie procurée par la combustion des biocarburants soit bien supérieure à la quantité d'énergie consommée pour produire, puis transformer, les plantes qui permettent de les fabriquer. Le niveau de réduction de la pollution atmosphérique par les biocarburants est aussi discuté.

D'autre part, le développement massif des cultures destinées à fabriquer les biocarburants conduit à réduire la place accordée à celles destinées à l'alimentation, avec comme conséquence d'accroître la faim dans le monde. Il est aussi associé à tous les problèmes écologiques inhérents à l’agriculture intensive et aux monocultures : appauvrissement des sols, diminution des réserves d'eau, augmentation de l'utilisation des engrais azotés, etc. Dans un rapport publié en 2007, l'Organisation pour la coopération et le développement économique (OCDE) estime, par ailleurs, que « la transformation des terres pour la production d'énergie à partir de la biomasse poussera les prix alimentaires vers le haut ». L'OCDE souligne également les risques d'érosion de la biodiversité lors du remplacement d'écosystèmes, comme les forêts, les zones humides et les pâturages par des cultures destinées aux agrocarburants.

Sensibles aux critiques formulées à l'encontre des biocarburants actuels, mais soucieux néanmoins de maintenir leur objectif d'atteindre 10 % d'énergies renouvelables dans les transports en 2020, les États membres de l'Union européenne ont prévu de ne certifier que les biocarburants permettant de réduire de 35 % les émissions de CO2 par rapport aux carburants classiques. Ce seuil sera porté à 50 % vers 2017 et 60 % en 2018, et éliminera notamment la production de carburant à base de colza et de betterave. Par ailleurs, un bonus sera accordé aux agrocarburants issus de terres non utilisées pour les cultures alimentaires. De leur côté, plusieurs pays, dont la France et l’Allemagne, ont choisi, en 2010, de marquer une pause dans le développement des agrocarburants.

4. Perspectives : les biocarburants de deuxième et troisième génération

Des recherches sont en cours (notamment aux États-Unis, en Suède et en Suisse) pour la mise au point de biocarburants de seconde génération, plus respectueux de l'environnement et au bilan socio-économique plus favorable. La principale voie explorée est celle de la transformation de fibres cellulosiques forestières (copeaux de bois, sciure…) ou agricoles (tiges de maïs, paille de blé…) en éthanol. On étudie également la possibilité de tirer des huiles biocarburants de plantes oléifères adaptées aux terres arides et non arables, comme le jatophra (Jatropha curcas).

Parallèlement, la piste des biocarburants de troisième génération est déjà explorée : il s’agit notamment de la culture d’algues microscopiques (microalgues) dans des photobioréacteurs fermés ou des bassins extérieurs, culture de plantes adaptées aux terrains arides et non arables, etc. Ces microalgues peuvent soit être riches en acides gras (ensuite transestérifiés pour obtenir sur biodiesel) – suffisamment pour espérer un rendement très supérieur aux plantes oléifères –, soit contenir des sucres pouvant être transformés en bioéthanol ; elles peuvent aussi être transformées en biogaz. Le premier carburant renfermant du biocarburant à base de microalgues (à hauteur de 7 %) a été testé en 2012.