Production à partir de la biomasse
Biocarburants
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Production à partir de la biomasse
Biocarburants

Auteur(s) : Étienne POITRAT

Date de publication : 10 janv. 1999

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  • Étienne POITRAT : Ingénieur à l’ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie) - Direction de l’Agriculture et des Bioénergies

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INTRODUCTION

On appelle biocarburants, les carburants produits à partir de matières végétales ou animales non fossiles, encore appelées biomasse.

L’histoire des biocarburants a souvent été ponctuée par les crises énergétiques telles que des chocs pétroliers ou des pénuries de carburants fossiles. Les gazogènes qui produisent un gaz énergétiquement pauvre se sont ainsi développés par exemple durant la dernière Guerre mondiale et la plupart des productions actuelles en Europe, aux États-Unis et au Brésil ont eu comme origine les crises pétrolières de 1973, 1979 et d’autres crises géopolitiques. Mais les biocarburants peuvent aussi être valorisés, dans des situations où les lieux de production ou de distribution des produits pétroliers sont éloignés des lieux de consommation, conjuguées à l’existence de ressources locales à valoriser. Dans ces cas, ils ont une fonction purement énergétique de carburant de substitution.

Aujourd’hui, d’autres fonctions des biocarburants ont été mises en évidence. De par leur composition oxygénée, ils peuvent améliorer la combustion des hydrocarbures et réduire certaines émissions, ou encore, pour les dérivés des huiles végétales, améliorer les capacités lubrifiantes des carburants. On peut parler dans ces cas de cocarburants ou même d’additifs selon les quantités utilisées.

Ces composants seront d’autant mieux valorisés que les produits pétroliers devront évoluer vers des formulations différentes avec réduction voire suppression de certains corps ou fractions comme par exemple le plomb, le soufre, les hydrocarbures aromatiques et tout particulièrement le benzène, etc. Ces dispositions font actuellement l’objet d’un projet de directive européenne.

Les biocarburants sont des énergies renouvelables et, contrairement aux énergies fossiles, ne contribuent pas à aggraver certains impacts environnementaux globaux, comme par exemple l’effet de serre.

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https://doi.org/10.51257/a-v1-be8550

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2. Production à partir de la biomasse

2.1 Alcools et leurs éthers

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2.1.1 Alcool éthylique ou éthanol

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2.1.1.1 Principes de base

Tous les sucres en C6 fermentescibles, principalement le glucose et le saccharose, peuvent être convertis en éthanol et en dioxyde de carbone après fermentation. Celle-ci est anaérobie et catalysée par une enzyme produite par une levure : Saccharomyces Cerevisiae.

Les équations des réactions de fermentation sont les suivantes :

C6H12O6   →   2 C2H5OH + 2 CO2   (ΔH = − 412 kJ/kg)

    glucose      éthanol

C12H22O11 + H2O →  4 C2H5OH + 4 CO2   H = − 479 kJ/kg)

 saccharose       éthanol

avec ΔH représentant l’enthalpie massique.

Ces équations sont théoriques et leurs rendements sont appelés rendements de Gay-Lussac. Du fait de la fabrication inévitable de sous-produits divers et de levures, le rendement de Pasteur, égal à 94,7 % du rendement de Gay-Lussac, définit la production d’éthanol. 100 kg de sucre produisent respectivement 48,4 kg et 50,95 kg d’éthanol à partir de glucose ou de saccharose.

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2.1.1.2 Matières premières des sucres

Les sucres sont présents à l’état plus ou moins polymérisé dans le monde végétal.

Les plantes dites sucrières ou saccharifères (betteraves à sucre, canne à sucre) produisent directement du saccharose et dans ce cas, le sucre fermentescible est extrait par diffusion.

Les plantes amylacées telles les céréales produisent de l’amidon qu’il est nécessaire...

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