Valorisation des huiles de friture usagées par la filière biogaz

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Rapport projet professionnel, groupe n°6, année 2008/2009
Valorisation
des huiles de friture
usagées
par la filière biogaz
Julien Barbier
Diane Crunelle
Margot Dalençon
Vincent Merlin
Pierre-Alexandre Prieur
Agathe Roussel
François-Xavier Schott
Tristan Vié
Elise Watiotienne
Tuteur : M. Stéphane Pacaud

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La France produit 71600 tonnes d’huiles usagées par an, dont l’essentiel est issue de 3
fast-foods (Quick, KFC et McDonald’s qui en produit 17700 tonnes)1. A ce jour, la plupart
d’entre elles sont valorisées sous forme de biodiesel dans des usines spécialisées en Allemagne.
En effet, la production de biodiesel fonctionne à partir d’huiles non-usagées, auxquelles est
incorporée en supplément de l’huile de friture usagée. Cependant nous nous questionnons sur
l’impact environnemental de l’exportation de ces huiles vers l’Allemagne. Ne serait-il pas plus
intéressant d’instaurer une filière courte pour traiter ces déchets ?
Compte tenu du fort pouvoir méthanogène de l’huile, de l’intérêt croissant des agriculteurs
pour la filière biogaz au sein des exploitations agricoles et du fort potentiel que cette filière
représente pour un traitement de l’huile à proximité des zones de production, il nous est apparu
que cette filière locale représenterait un enjeu écologique important dans les années à venir. Il
faut toutefois se demander si cette méthode, au delà des questions environnementales, permet une
valorisation économiquement intéressante pour chacun des acteurs de la filière.
Notre étude consiste à comparer écologiquement mais aussi économiquement, les deux
méthodes de valorisation des huiles usagées afin de déterminer si la filière biogaz pourrait se
substituer et/ou se compléter à celle du biodiesel actuellement choisie. Enfin, nous mènerons
une étude expérimentale afin de déterminer le volume d’huile à ajouter dans un méthaniseur pour
une production de méthane optimale.
1 www.agribionet.org

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I- Présentation du fonctionnement des deux filières de valorisation des
huiles de friture usagées
I,1- Le biodiesel
1) Description de la filière
2) La transestérification
I,2- Le biogaz
1) Description de la filière
2) Valorisations possibles des produits
II- Comparaison économique et écologique des deux filières de
valorisation des huiles usagées
II,1- Bilans économiques
1) Le biodiesel
2) Le biogaz
3) Comparaison
II,2- Bilans environnementaux
1) Le biodiesel
2) Le biogaz
3) Comparaison
III- Étude expérimentale d’optimisation de la valorisation des huiles par
méthanisation
III,1- Mise en place du protocole expérimental
III,2- Réalisation de l'expérience
III,3- Observations, analyse des résultats, hypothèses et perspectives
1) Problèmes rencontrés
2) Résultats

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I- Présentation du fonctionnement des deux filières de valorisation des
huiles de friture usagées
I,1- Le biodiesel
Les deux principaux biocarburants aujourd'hui produits industriellement en Europe et dans
le reste du monde sont le biodiesel (ou EMHV : Ester Méthylique d'Huile Végétale) et l'éthanol
(bioéthanol). En 2005, 2,6 millions d'hectares ont été dédiés en Europe à la fabrication de
biocarburants, dont 2,4 millions d'hectares de cultures pour la production de biodiesel (95 % de
colza et 5 % de tournesol) et 0,2 million d'hectares de cultures pour la production de bioéthanol.
1) Description de la filière
Le biodiesel est un biocarburant obtenu à partir d'huile végétale, transformée par un
procédé chimique ou biologique. Il existe trois manières d'obtenir du biodiesel :
-deux procédés chimiques: transestérification et hydrogénation
-un procédé biologique utilisant des micro-organismes qui scindent les triglycérides en
glycérine et méthylester2.
La technique la plus utilisée est la transestérification, qui fait réagir l’huile avec un alcool
(méthanol ou éthanol), afin d'obtenir du biodiesel. Le biodiesel est utilisé dans les moteurs seul
ou mélangé avec du diesel.
Le principal intérêt du biodiesel est de fournir une énergie renouvelable (l'huile végétale
brute). La production de biodiesel nécessite un apport énergétique pour accélérer le processus de
transestérification et doit être traité dans des raffineries spécialisées pour être utilisable, ce qui
diminue son efficacité énergétique.
2) La transestérification
Avant toute transformation du biodiesel, il existe une étape de filtration purification des
huiles alimentaires végétales permettant de supprimer toutes les impuretés ajoutées lors de leur
utilisation par l'industrie alimentaire. Les étapes complémentaires sont : la décantation de la
solution obtenue, le lavage de la solution et neutralisation du catalyseur, la récupération de la
glycérine et du méthanol restant via évaporation.
La transestérification est un procédé dans lequel les huiles végétales sont mélangées à froid
à un alcool (éthanol ou méthanol) en présence d'un catalyseur (hydroxyde de sodium ou de
potassium).
L’équation chimique de la réaction de transestérification est la suivante 3:
1 mol de trilinoléate de glycéryle + 3 mol de méthanol --> 1 mol de glycérol + 3 mol de biodiesel
2 Procédé de fabrication du biodiesel par les microorganismes : www.spectrosciences.com
3 Equation chimique : http://acces.inrp.fr

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Il faut 110 kg de méthanol pour transestérifier une tonne d'huile végétale (ester d'acides
gras et de glycérol) de colza en présence d'un catalyseur alcalin. On obtient alors une tonne de
biodiesel et 100 kg de glycérine4, qui est une matière première pour l'industrie chimique et
alimentaire.
I,2- Le biogaz
1) Description de la filière
La méthanisation est un procédé de transformation de la matière organique par un ensemble
de micro-organismes en absence d'oxygène dans un méthaniseur aussi appelé digesteur. Les
substrats sont introduits dans le digesteur en présence d’une flore anaérobie, naturellement
présente dans les fumiers et lisiers notamment, ce qui conduit à la production de biogaz (mélange
de CH4 et CO2) et d’un digestat.
L’agriculteur peut ainsi valoriser divers substrats agricoles mais également industriels pour
produire du méthane qui peut ensuite être valorisé sur place.
4Quantité de substrat et de produit :
http://www.prolea.com/fileadmin/extranet/Publications/oleoproteagineux/Infos_prolea/IP66.pdf p16
Figure 2
:
Différente
s étapes de la fabrication de biodiesel
Figure 1
:
Equation de transestérification