Biocarburants : on roule déjà à l'alcool de betterave et à l'huile de colza... pour quels bénéfices ?

Publié par Ombelliscience -, le 4 décembre 2017   720

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À la pompe à essence, qu'est-ce qui distingue le SP95, le SP95-E10 et le E85 ? La différence entre ces trois carburants réside dans leur teneur maximale en bioéthanol : respectivement jusqu'à 5%, 10% et 85%. Si pratiquement tous les véhicules essences peuvent fonctionner avec du SP95-E10, il est nécessaire de disposer d'un véhicule adapté pour utiliser du E85. Quand au gazole, il contient aujourd'hui d'office une portion maximale de 7% de "biodiesel" compatible avec tous les véhicules diesel.

Le bioéthanol et le biodiesel sont ce qu'on appelle des biocarburantsqui représentaient 4% des carburants des transports dans le monde en 2014. De quoi s'agit-il ?

Des carburants d'origine agricole

Un biocarburant est un carburant issu de la biomasse, c'est-à-dire du vivant. Il en existe plusieurs types, mais actuellement il s'agit souvent de produits d'origine agricole. Il serait dans ces cas là plus pertinent de parler d'agrocarburant, d'autant que tous les carburants, y compris l'essence et le diesel classiques, sont en fin de compte d'origine biologique (le pétrole étant issu de la décomposition d'êtres vivants). Pour autant, les deux termes ne sont pas interchangeables car la biomasse exploitée peut ne pas être d'origine agricole.

Formule développée de l'éthanol.

Concernant le bioéthanol présent dans l'essence, il s'agit tout simplement d'éthanol, ou alcool éthylique, c'est-à-dire l'alcool retrouvé dans toutes les boissons alcoolisées (on remarquera ici le caractère vendeur mais sans grande pertinence du préfixe bio-). Comme dans la fabrication de vin par exemple, il est le produit de la fermentation, processus biochimique qui transforme les sucres en alcool. En France, ce sucre provient de la betterave sucrière et de l'amidon des céréales, tandis qu'au Brésil par exemple, on exploite la canne à sucre. La formation d'éthanol est due au métabolisme de micro-organismes qui, en milieu pauvre en dioxygène, obtiennent de l'énergie en dégradant les sucres. Après distillation, l'éthanol peut être directement mélangé à l'essence classique, ou bien après préparation sous forme d'ETBE.

Le bioéthanol est notamment fabriqué à partir du sucre de betterave.
Photo par Hg marigny (CC BY-SA 3.0)

Concernant le biodiesel présent dans le gazole, on exploite principalement les huiles végétales issues des cultures oléagineuses, comme le colza, le tournesol ou le soja en Europe. Dans les zones tropicales, comme en Indonésie, on cultive plutôt le palmier à huile. Les huiles obtenues à partir des graines subissent ensuite une réaction chimique de transestérification avec un alcool, pour donner un ester d'huile végétale (EMHV ou EEHV, en fonction de l'alcool utilisé). À noter que des co-produits de ces cultures et du processus de transestérification peuvent être valorisés par ailleurs, notamment dans l'alimentation animale ou la chimie.

La première région sucrière du pays étant la région Hauts-de-France, on comprend que celle-ci soit particulièrement impliquée dans la filière de production de bioéthanol, avec cinq distilleries distribuées sur le territoire. On y trouve aussi une production conséquente d'oléagineux (colza) associée à des industries de transformation des huiles pour biodiesel.

Mieux que le pétrole ?

En France, la production d'agrocarburants permet de réduire la dépendance énergétique liée aux importations d'hydrocarbures, et par la même occasion d'alléger le déficit commercial associé. En dehors de ces éléments stratégiques et économiques, ce sont souvent des avantages environnementaux qui sont mis en avant de nos jours.

Vu les objectifs de réduction des émissions de CO2, on recherche des alternatives renouvelables pour les nombreux usages des combustibles fossiles, notamment dans les transports. Il ne s'agit pas du secteur le plus simple à décarboner, mais devant la raréfaction inéluctable des ressources pétrolières, une transition devra forcément avoir lieu si l'on veut conserver un minimum de mobilité. Les agrocarburants représentent pour cela une option intéressante, car les carburants liquides sont actuellement incontournables, ne serait-ce que dans l'aviation qui nécessite beaucoup d'énergie pour de faibles volumes. Pour le trafic routier, la motorisation électrique est une voie prometteuse, sans pour autant justifier la mise à l'écart des agrocarburants, vu les défis liés à la généralisation du véhicule électrique (besoins massifs en électricité bas carbone, en métaux pour les batteries...). Plus généralement, comme l'a rappelé l'Agence internationale de l'énergie dans une publication de novembre 2017la "bioénergie" au sens large est vue comme un levier intéressant de la transition énergétique, que ce soit dans les transports, la production d'électricité ou le chauffage.

Les émissions de CO2 touchent tous les aspects de notre quotidien, pas seulement les transports.
Image par Science Pop

Dans la mesure où la combustion d'une substance émet forcément du CO2, en quoi les agrocarburants sont-ils intéressants par rapport aux carburants classiques ? La différence réside dans l'origine de ce CO2. Le carbone des combustibles fossiles était stocké sous terre, et brûler du pétrole revient ainsi à relâcher du CO2 supplémentaire dans l'atmosphère. Dans le cas des agrocarburants par exemple issus de plantes cultivées, le carbone émis avait été capté dans l'atmosphère par les plantes lors de leur croissance (à travers le processus de photosynthèse, exploitant l'énergie du soleil). Relâcher ce carbone par combustion correspond alors en principe à un bilan nul.

En pratique, le bilan carbone n'est pas nul : les étapes de culture et de transformation requièrent de l'énergie et des intrants et ainsi engendrent des émissions. En 2010, l'Ademe publiait un rapport suggérant que les bénéfices par rapport aux combustibles fossiles étaient quand même considérables (jusqu'à 80% d'émissions en moins)... à condition de ne pas prendre en compte les "changements d'affectation des sols" (CAS), dont l'impact peut s'avérer déterminant. En effet, le développement de cultures énergétiques peut se faire directement ou indirectement au détriment d'espaces naturels abritant de la biodiversité et stockant du carbone (forêts, prairies, tourbières...), ce qui pénalise le bilan environnemental des agrocarburants.

L'augmentation des surfaces agricoles est le premier moteur de la déforestation.
Photo par Sam Beebe (CC BY 2.0)

L'ampleur de ces impacts est difficile à estimer et fait donc l'objet de débats au sein de la communauté scientifique. Pour clarifier la question, l'Ademe a travaillé avec l'INRA sur les CAS liés au développement des agrocarburants en France. Résultats : l'impact serait faible sur le territoire, mais potentiellement conséquent dans le reste du monde, du fait des ajustements d'importations/exportations. Dans un rapport de 2017, la Royal Academy of Engineering, sollicitée par le gouvernement britannique, précise qu'au niveau des émissions de CO2ces biocarburants "1re génération" seraient d'un intérêt très limité, voire pires que les carburants classiques en prenant en compte les CAS ! Dans tous les cas, ils ne permettraient pas de respecter les exigences des directives européennes imposant des plafonds d'émissions aux biocarburants. À la place, il serait plus judicieux de développer les biocarburants de 2e génération, à partir de déchets agricoles, forestiers, industriels ou ménagers d'une part, et de cultures énergétiques dédiées (comme le miscanthus) sur sol dégradé d'autre part. Pour le moment, la piste des biocarburants de troisième génération, basés sur l'exploitation de micro-algues, reste exploratoire.

Conclusion

Dans le contexte actuel, les biocarburants représentent une alternative crédible et renouvelable aux combustibles fossiles, sous réserve d'une gestion durable de la biomasse. Outre le volet environnemental, d'autres aspects sont à considérer si l'on envisage un développement massif des biocarburants, comme la concurrence aux usages alimentaires, susceptible de favoriser hausse des prix et insécurité alimentaire. Afin de prendre les décisions les plus favorables sur ces questions complexes, au niveau régional comme national, il importe d'évaluer les différents rapports coût/bénéfice dans une approche nuancée et basée sur les connaissances scientifiques disponibles.

Article de Théo Mathurin