[EXPO] Les Biocarburants – Stage Ski-Sciences

[EXPO] Les Biocarburants – Stage Ski-Sciences
Dans le cadre du concours Parlons-Chimie des Olympiades nationales de la Chimie 2015, nous
souhaitions vous faire participer à ce concours à nos côtés.
Aujourd’hui, nous allons brièvement vous présenter en quoi consiste les biocarburants, quels sont les
avantages de ceux-ci ainsi que la situation de l’entreprise pétrolière dans celui-ci.
Tout d’abord, savez-vous ce qu’est un biocarburant ?
 {Interrogation d’environ 4 ou 5 élèves sur cette question}
[Clic]
Le terme « biocarburant » désigne un carburant liquide dont la production s’est effectuée à partir de
matériaux organiques non fossiles (contrairement au pétrole).
En d’autres termes, un biocarburant est un carburant produit à partir de matière végétale.
Certains préfèrent utiliser le terme « agrocarburant » mais nous devrions plutôt utiliser l'expression
“carburant d'origine végétal”. [Clic]
La première génération est issue de produits agricoles (betterave, pomme de terre, canne à sucre, blé,
maïs, …) transformés ensuite en carburant qui sera ensuite mélangés dans les carburants liquides
d'origine pétrolière.
La fabrication de biocarburants de première génération passe d'abord par l'obtention de deux
produits de bases : d'une part l'éthanol (alcool) qui sera incorporé dans l'essence et d'une autre part,
les huiles végétales qui seront incorporées dans le gazole.
Tout d’abord abordons la filière éthanol.
La betterave, la canne à sucre, ou l’amidon contenu dans le blé, le maïs ou la pomme de terre va se
transformer en sucre qui va fermenter pour donner naissance à de l’éthanol (alcool).
C’est exactement le même procédé qu’utilisent les vignerons par exemple.
Cet éthanol sera ensuite mélangé à l’essence. [Clic]
Pour la filière à base d’huiles végétales, l’huile de tournesol ou de colza peut subir deux types de
transformations différentes.
Il est possible qu’elle subisse une transestérification qui donnera lieu à du biodiesel.
Elles peuvent également subir une hydrogénation ce qui donnera lieu à des hydrocarbures.
Le biodiesel ou les hydrocarbures sont ensuite mélangés au gazole.
Cependant, cette première génération pose un réel problème : elle concurrence l'usage de
l'alimentation. Faut-il cultiver les terres agricoles pour produire des ressources alimentaires ou pour
fabriquer de l’énergie, dont les biocarburants ?
Ces dernières années, des critiques parfois violentes ont été énoncées à l’égard des biocarburants.
[Clic]
Compte tenu de l'inconvénient majeur des biocarburants de première génération, les chercheurs et
chimistes travaillent sur le développement de biocarburants de deuxième génération ayant pour
objectif principal de ne plus utiliser comme matière première les produits agricoles au service de
l’alimentation.
Pour ce faire, la génération 2 se développe à partir de déchets de lignocellulosique. Cette matière
première provient de résidus agricoles (tiges de maïs, de blé) et forestiers (herbe, bois), de résidus
verts urbains ou encore de cultures dédiées (taillis à croissance rapide) (peuplier, eucalyptus).
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Deux techniques existent pour les mettre au point.
La méthode biochimique avec des enzymes et une fermentation avec des levures.
Ou thermochimique, la gazéification puis le retour au stade liquide.
Nous n’allons pas rentrer plus en détail sur la fabrication de ces biocarburants car ce n’est pas le but
de cette présentation. Notons simplement que la filière thermochimique est la plus utilisée dans
l’industrie actuelle.
Demain, il ne sera plus nécessaire d'avoir recours aux plantes pour produire des biocarburants. [Clic]
En effet, ces derniers pourraient être produits dans des photobioréacteurs (tubes transparents) où
des micro-organismes photosynthétiques seront capables de fixer le CO2 de l'atmosphère à l'aide de la
lumière du soleil et le transformer en lipides, elles-mêmes transformables en biodiesel.
Ces biocarburants dits de troisième génération sont aussi appelés “algocarburants”. [Clic]
Effectivement, ils sont obtenus à partir de micro algues marines et/ou de cyanobactéries (bactéries
capables de photosynthèse) se trouvant en abondance dans les milieux aquatiques (océans, rivières,
lacs, …). Espèces végétales complexes et formidables machines biologiques.
[Clic]
Selon vous, pourquoi utiliser des biocarburants et non pas des carburants tels que nous les
connaissons aujourd’hui ?
{Interrogation de 4 ou 5 élève sur la question posée}
Les objectifs principaux de ces recherches effectuées par les chimistes du monde entier se comptent
au nombre de 4.
[Clic]
Tout d’abord, abordons l’objectif principal qui est le plus concerné par le développement de ces
biocarburants : l’enjeu environnemental.
L’utilisation d’huile pures de Colza ou de Tournesol en substitution au gazole ou d’éthanol pur en
substitution à l’essence, quant à elle, permet une réduction de 75% de l’émission des gaz à effet de
serre (GES) durant l’ensemble du cycle de vie du carburant (de sa production à sa combustion).
[Clic]
Par opposition aux rejets massifs de CO2 durant la combustion d’essence ou de gazole (énergies
fossiles) que rien ne compense, le CO2 émis par les biocarburants durant leur combustion est
compensé par le carbone absorbé par la plante d’origine (colza, tournesol, blé…) durant leur phase de
végétation.
Le rapport entre le CO2 absorbé par les végétaux et le CO2 émis lors de la combustion du
biocarburant explique la réduction des émissions de GES.
[Clic]
Ici, nous pouvons voir un graphique prenant en compte l’indice d’effet de serre des différents
carburants.
Nous y voyons très clairement que les biocarburants émettent dont moins de gaz à effet de serre
(GES) que le gazole ou l'essence actuellement utilisés.
Ainsi, si pour venir jusqu’ici, le car avait utilisé du biocarburant, l’émission de gaz à effet de serre aurait
été divisée par 4.
Outre cet enjeu environnemental, les biocarburants représentent également d’autres enjeux dans les
années à venir.
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[Clic] En effet, la généralisation de ceux-ci pourrait permettre la limitation des importations d’énergies
fossiles. En 2011, les importations d’énergies fossiles, notamment de pétrole brut, représentait
environ 60 milliards d’euros. Un budget qui équivaut au déficit de notre balance commerciale …
Les biocarburants contribuent également à la diminution de la dépendance énergétique (et surtout
pétrolière) vis-à-vis des différents pays.
En effet, une hausse de la production de biocarburants équivaut à une baisse de l’importation de
pétrole.
La généralisation de ces ressources permettrait d’anticiper la disparition inéluctable des ressources
pétrolières.
En d’autres termes, elle nous permettrait de se préparer convenablement à la transition énergétique à
laquelle nous seront immanquablement confronté dans quelques années.
Ils permettent ainsi une indépendance et une sécurité d'approvisionnement énergétique.
[Clic]
Enfin, Ils participent au maintien de l'activité agricole et des emplois grâce à l'ouverture de nouveaux
débouchés de la filière agricole et au maintien des emplois.
En effet, selon un rapport présenté à l’Assemblée Nationale, le développement et la production
actuelle de biocarburants sur le territoire français permet de créer et/ou de maintenir les emplois en
milieu rural, s’élevant approximativement à un nombre de 4000.
[Clic]
Pour l’industrie pétrolière européenne, dont les principaux défis sont liés au déséquilibre du marché
des carburants et à l’obligation de minimiser ses émissions de CO2, les biocarburants représentent une
opportunité à tout point de vue.
En effet, comme démontré précédemment, les émissions de CO2 sont largement réduites en
comparaison avec les autres carburants actuels.
La fiabilité d'approvisionnement en matière première, quant à elle, est beaucoup plus incertaine. En
effet, en prenant en compte les différentes estimations de croissance de la demande dans les années à
venir, la surface de terre cultivée devra être considérable.
Malgré le fait que les entreprises actuelles soient déjà bien engagées dans le développement des
biocarburants de 1ère et 2ème génération, celles-ci optent de plus en plus pour le développement de
la 3ème génération. Certes, les coûts de développement et de recherche sont bien plus élevés,
nonobstant, à terme, celle-ci représente un fort bénéfice potentiel pour les entreprises.
Et même si une étude alarmante produite par University of California Davis prédit que les réserves
mondiales d'hydrocarbures s'épuiseront presque 100 ans avant que les technologies de remplacement
soient prêtes, nous devons espérer que ces stratégies de diversification permettront de soutenir
l'activité de R&D de ces entreprises et déboucher sur des productions industrielles conséquentes dans
un futur non-lointain.
Avant de vous quitter, nous vous avons réservé un petit quizz afin de voir si vous avez su
capter les informations importantes de cette présentation. [Clic]
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1) Quelles sont les deux types de transformation que peut subir un biocarburant de 2nde
génération ?  Réponse C
[Clic]
2) L’utilisation d’huiles pures ou d’éthanol pure en substitution aux carburants fossiles permet
une réduction de x % des émissions de gaz à effet de serre.  Réponse A
Merci de votre écoute.