Énergie (archives)/Environnement (archives)/Transport

Le biodiésel: limité, mais prometteur!


D’ici 2012, le gouvernement fédéral Canadien a pris l’engagement de transformer la consommation de carburants en profondeur. On a pris pour engagement que d’ici 2 ans, le diésel Canadien sera un B2, ce qui signifie un mélange 2%-biodiésel, 98% diésel. Cet engagement est plus qu’audacieux, puisque le Canada consomme environ 34 millions de tonnes par année. Au total, cela représenterait une consommation de 680,000 tonnes de biodiésel. Afin de bien vous référer, c’est plus que la production totale de biodiésel de l’Italie en 2008 (595,000 tonnes). L’Allemagne thrône en première place avec 2.8 millions de tonnes par année en production; c’est environ la moitié de la production mondiale de biodiésel.

Cet article va donc être très long. Je vais expliquer le procédé de transformation, appelé la transestérification, des huiles en biodiésel. Ensuite, je vais expliquer les propriétés avantageuses et désavantageuses du biodiésel. Finalement, et le plus important pour tous, je vais traiter des avenues futures du biodiésel.

Je m’excuse un peu de la longueur; je suis étudiant spécialisé en agro-alimentaire. Le biodiésel est une des technologies qui est née de notre industrie et qui pourrait aider, dans le futur, à régler des questionnements auprès de la sécurité énergétique des nations. Mais vous allez remarquer, au fut et à mesure que j’en parle, que cette technologie est encore très liée à l’alimentation dans le monde.

Qu’est-ce que le biodiésel?

C’est la première question qu’il faut se poser. Le biodiésel, ce sont des acides gras liés à des alcools. Dans les huiles, les acides gras sont sous deux formes: une forme libre (non-liée) et une forme liée à des atomes de glycérol. L’huile, de base, est donc un mélange chimique d’acides gras, dont certains sont liés en groupes de 3 à un atome de glycérol en plus d’acides gras qui sont en forme libre, sans lien chimique.

Le plus important défaut des huiles est sa viscosité. Les moteurs ne sont pas conçus pour opérer avec un carburant qui a la viscosité des huiles normales. Au mieux, vous aurez de la chance si votre moteur dure 6 mois. Pour contrer ce problème, on peut pré-chauffer l’huile avant de la brûler (c’est comme cela que les gens qui convertissent leur moteur d’automobile à l’huile de friture fonctionnent – vous remarquerez que lorsque vous chauffez votre huile dans une casserole, elle devient beaucoup moins visqueuse lorsqu’elle est chaude). Le problème n’est pas que l’huile est un mauvais combustible, mais qu’il s’adapte mal aux moteurs que nous concevons.

Pour régler ce problème, on transforme les acides gras (les huiles) chimiquement, afin de diminuer leur viscosité. Donc, au lieu d’adapter le moteur, comme les automobilistes fonctionnant à l’huile font, on adapte l’huile elle-même pour qu’elle fonctionne avec notre technologie. C’est une méthode un peu contre-intuitive, mais elle a ses avantages. Lorsque l’huile a été transformée par le procédé de transestérification, on crée un produit que l’on appelle maintenant le biodiésel.

La transformation

Les sources

La source du biodiésel est donc un acide gras. Les acides gras se trouvent chez les végétaux comme chez les animaux. Dans l’industrie alimentaire, on fait même pousser certaines plantes particulières pour en extraire les acides gras. C’est le cas des olives, que l’on va ensuite presser pour faire de l’huile. Par contre, les animaux sont aussi une grande source d’acides gras.

Les sources potentielles de biodiésel sont donc multiples. Au Canada, la principale source est la canola; c’est une plante de la famille de la moutarde que le Canada a créé par croisements, afin de créer une plante qui produirait une huile moins acide (Canola vient du nom Canadian Oil – Low Acids). Elle a d’abord été croisée du colza, une plante de la famille des moutardes, mais le nom de canola s’applique à des plantes venant de cette famille et qui produisent une huile faible en acides.

Dans les pays développés, une autre source importante vient de nos déchets. Les huiles de cuisson usées venant de l’industrie alimentaire peuvent être pré-traitées et ensuite être utilisées pour créer un biodiésel d’une extrêmement grande qualité. J’ai d’ailleurs visité une installation qui produit environ 900 tonnes de biodiésel par année et qui utilise les huiles usées; la qualité de leurs huiles surpasse de loin les normes internationales déterminées par l’ASTM (American Society of Testing and Materials – c’est un corps très réputé dans le monde et qui détermine les qualités que doivent avoir des matériaux, allant de l’acier à l’essence). L’utilisation des huiles usées mène à certains questionnements, auxquels je reviendrai à la fin, par contre.

Les acides gras peuvent aussi provenir de sources animales. Les résidus d’abattoir sont un bon exemple. Rothsay, une filière appartenant à la compagnie Maple Leaf Foods, utilise 2.5 tonnes de résidus par année provenant de l’industrie agro-alimentaire (et principalement de la production animale de Maple Leaf) pour faire du biodiésel.

Finalement, les acides gras peuvent aussi provenir des plantes oléagineuses et des algues. Plusieurs expériences très sérieuses se font dans le monde, où l’on place des nutriments dans des photobioréacteurs pour faire pousser des algues rapidement et en extraire les huiles. Ces huiles pourront peut-être plus tard servir à faire du biodiésel à échelle commerciale. C’est une des avenues les plus récentes en production de biodiésel, mais c’est aussi une avenue extrêmement prometteuse. Elle est toutefois un peu risquée, parce que les autres méthodes de production du biodiésel utilisent une technologie déjà existante, alors que celle-ci est totalement innovatrice. On sait très bien faire pousser du canola ou manipuler des huiles usées, mais on ne sait pas encore entièrement comment faire pour faire pousser des algues de la meilleure façon possible.

La transestérification

La transestérification est le procédé qui permet de transformer l’huile (les acides gras) en biodiésel et en glycérol. Comme je l’ai mentionné plus haut, le but principal de cette étape est de réduire la viscosité de l’huile, afin d’en faire un produit facilement utilisable pour les moteurs conventionnels.

Les acides gras normaux sont en majorité sous deux formes dans les huiles: la forme libre (sans lien chimique) et la forme de triglycérides (trois molécules d’acides gras reliées à une molécule de glycérol). Afin de se débarasser du glycérol, qui est une molécule qui ne sert pas et qui augmente la viscosité de l’huile, on effectue un procédé de transestérification.

La transestérification, en gros, est une réaction chimique où l’on va couper le lien entre les acides gras et les acides gras en le remplaçant par un lien avec un alcool (éthanol ou méthanol). Pour ça, rien de plus simple! Il suffit d’ajouter de l’éthanol ou du méthanol à de l’huile.

Par contre, la réaction qui va permettre aux molécules d’acides gras de se libérer du glycérol pour se lier aux alcools est un peu longue. C’est tellement long que les molécules d’acides gras libres risqueraient de se lier à l’alcool avant que les molécules liées ne se délient du glycérol. Il faut donc trouver un moyen d’accélérer la réaction chimique. Pour ce faire, on ajoute de l’hydroxide de sodium (NaOH) comme catalyseur. Le NaOH ne participe pas à la réaction chimique directement, mais il accélère la réaction qui permet aux acides gras de se débarasser du glycérol.

À la fin de la réaction, on obtient un mélange en deux phases: dans le fond, on a un dépôt opaque de glycérol liquide et très visqueux, mélangé avec un peu d’alcool. Dans la partie supérieure, on a le biodiésel, qui est en fait chimiquement un ester de méthyle ou un ester d’éthyle. Les noms sont compliqués, mais en gros, cela se définit par une molécule d’acide gras liée à une molécule de méthanol ou d’éthanol.

Un échantillon de biodiésel lors de la séparation. L’huile est séparée en un mélange en deux phases; dans le bas, le glycérol et une partie des alcools. Dans le haut, la solution plus claire est le biodiésel.

Les produits finis

On se retrouve donc, à la fin, avec deux produits de nature chimique: le biodiésel (ester de méthyle ou d’éthyle) et le glycérol. Le biodiésel est un produit similaire au diésel, qui peut être utilisé dans les engins au diésel pour le chauffage, le transport ou la production d’électricité.

Le glycérol, quant à lui, a aussi des utilités; c’est un puissant dégraissant et un excellent hydratant. Le glycérol est utilisé dans le domaine cosmétique et pour la fabrication de savons. Il peut aussi servir dans les activités générales de nettoyage (cire à parquet, produits nettoyants en tout genre, etc.).

Les propriétés

Produit de source biologique

L’avantage du biodiésel est qu’il vient d’une source biologique à court terme. Cela veut dire que, jusqu’à un certain point, il est renouvelable; ça ne prend pas 10,000 ans à produire. Cela comporte aussi d’autres avantages: d’abord, le biodiésel est biodégradable beaucoup plus rapidement que le diésel standard. Sa biodégradabilité se compare à celle du sucre. On dit aussi qu’il est 10 fois moins toxique que le sel de table. Comme la majorité des sources de biodiésel sont des produits que l’on mangerait, c’est logique.

Comparativement au diésel

Le diésel est un hydrocarbure liquide avec les propriétés d’un hydrocarbure. Selon les règles internationales, le transport et l’entreposage du diésel possède même des normes qui lui sont propres, à cause des risques d’incendie.

Par contre, le biodiésel a des propriétés différentes. Puisqu’il se dégrade plus vite et qu’il est presque ininflammable, le biodiésel pourrait théoriquement être livré par la poste. Vous n’avez pas le droit d’envoyer du diésel par la poste, puisque celui-ci est considéré comme un produit inflammable. Cela est du au fait que le point d’éclair du diésel, environ 65 degrés celsius, est trop bas. Le point d’éclair est la température minimale à laquelle un produit peut prendre en feu dans l’air. Le point d’éclair du biodiésel est de 135 degrés celsius. Si vous jettez une alumette dans un bocal de biodiésel, elle va s’éteindre d’elle-même.

Donc, au niveau des mesures de sécurité, le biodiésel est meilleur que le diésel.

De plus, il est bien connu des utilisateur que le biodiésel est un carburant propre. Par propre, je ne veux pas seulement dire qu’il pollue moins l’atmosphère; il pollue aussi moins votre moteur. Un moteur roulant au biodiésel a donc une meilleure durée de vie. L’industrie du transport de masse (les entreprises de transport par camion et de transport en commun), qui emploient des moyens de transport très coûteux à entretenir et qui voyagent beaucoup, aiment donc mélanger le diésel avec une certaine proportion de biodiésel pour améliorer la durée de vie de leurs machines.

Par contre, le biodiésel perd un peu de points par rapport au diésel sur certains niveaux. Au niveau des performances, le biodiésel relâche moins d’énergie dans un cycle que le diésel. Cela signifie qu’au litre, il est de 2 à 5% moins efficace que le diésel en consommation d’essence. Si vous consommez 1L aux 10 km, vous consommeriez donc 1.05 L aux 10 km si vous aviez du biodiésel. Cette perte d’efficacité fait aussi qu’il vous faudra plus de temps pour accélérer. Ces changements de performance sont toutefois assez petits et les conducteurs de biodiésel ne le remarquent pas dans la majorité des cas.

Le dernier défaut du biodiésel est son point de trouble. Le point de trouble est la température à laquelle les premiers cristaux solides vont se former dans un liquide. Habituellement, cela indique environ à quelle température votre moteur ne marchera pas parce qu’il fait trop froid. En hiver, le point de trouble diésel de type 2 est de -24 degrés celsius (on utilise une sorte de diésel en été, à température plus chaude, et un diésel ajouté de produits chimiques pour réduire le point de trouble en hiver). Le point de trouble du biodiésel est plutôt entre 4 et -10. Pour que le biodiésel fonctionne en hiver, il faut donc le mélanger à du diésel ou y ajouter des produits chimiques pour diminuer son point de trouble.

Malgré tout, le diésel et le biodiésel partagent beaucoup de points communs. Leur potentiel énergétique est presque similaire, avec une avance pour le diésel. Ce sont tous deux des fluides compressibles, avec une viscosité similaire. Habituellement, on a tendance à les mélanger, afin de bénéficier des avantages des deux produits: on a donc un diésel meilleur pour l’environnement, plus renouvelable et qui ne gèlera pas en hiver dans votre réservoir.

Économie

Le biodiésel actuel ne compétitionne pas avec le prix du diésel. Il augmentera la durée de vie et l’entretien de votre moteur, mais cet avantage à lui seul ne justifie pas son utilisation. Afin de rendre le biodiésel compétitif dans l’ordre des prix, les gouvernements remboursent habituellement la taxe sur l’essence. Au Québec, les entreprises ont donc un rabais d’environ 0.17$/litre pour du biodiésel.

Il faut savoir que le 2e liquide le moins cher au monde est le pétrole (après l’eau salée non-traitée). L’eau propre coûte plus cher qu’un barril de pétrole. On estime toutefois que 70% du coût de production du biodiésel vient de la matière première. Si on utilise des matières premières peu chères (les huiles usées, par exemple), on réduit donc nos coûts de production. De plus, on ne s’attend pas à ce que le pétrole soit le 2e liquide le moins cher sur le marché dans 10 ans; à long terme, il est donc possible que le biodiésel coûte moins cher que le pétrole. À ce moment-là, on aura une vraie crise alimentaire.

Une étude sur le canola a montré que le coût était d’environ .55$/litre (cela pourrait être un peu supérieur). Le barril de pétrole brut est actuellement à 78$, ce qui revient à un prix de 0.49$/litre. Lorsque le prix du barril de pétrole brut monte au-dessus de la barre du 100$/barril, il est donc crédible de dire que le biodiésel est une avenue économiquement viable. Cela risquerait, par contre d’augmenter la valeur des huiles.

L’avenir du biodiésel

Prometteur, mais limité

Le biodiésel est donc un carburant très prometteur pour les engins fonctionnant au diésel. Il faut savoir qu’il y a une différence entre l’essence et le diésel; le système d’injection dans le moteur au diésel fonctionne par compression, sans bougie d’allumage, ce qui fait que le biodiésel n’a pas besoin d’être inflammable, par exemple. Cela signifie aussi que le biodiésel, comme son nom l’indique, est limité aux engins au diésel.

Là où la production de biodiésel est limitée est que la production d’huiles est limitée. Augmenter la production de canola pour produire de l’énergie serait dangereux pour la sécurité alimentaire. De plus, les huiles elles-mêmes sont nécessaires à notre alimentation; en utiliser plus pour produire du carburant et nourir des voitures, c’est dangereux. Il faut savoir se modérer et s’assurer que l’on est capable de nourir notre population.

On m’a parlé de possibilités d’utiliser des « mauvaises herbes » produisant un bon contenu en huiles n’étant pas de qualité alimentaire et qui pourraient être utilisées pour faire du biodiésel. Certaines plantes pourraient même être récoltées assez tôt au printemps, afin de pouvoir semer d’autres plantes par la suite pour avoir une récolte en automne. Dans ce cas-ci, on n’entrerait même pas en conflit avec la production alimentaire.

La thlapsi arvense (une brassicale, comme la moutarde, le colza et le canola) possède un contenu en huiles allant dans le 35-40% de son poids. Son goût la rend peu utilisable en alimentation, mais cette "mauvaise herbe" pourrait servir à produire du biodiésel.

Mais la principale limite que l’on connait est que la capacité totale de production de biodiésel équivaut à peu près à 10% de notre consommation de pétrole. Le biodiésel est donc une façon de substituer une partie de notre consommation de pétrole; ce n’est pas une façon de ne plus consommer de pétrole. On prévoit que l’on consommera encore du pétrole pour une bonne centaine d’années malgré tout, alors le biodiésel risque de continuer à être utile.

Débat: alimentation ou production d’énergie

C’est un débat auquel on n’échappe pas en biocarburants. Il faut toujours se rappeler que nous avons besoin de manger et que d’encourager les marchés à produire plus de biocarburants de source alimentaire peut être un problème à la faim dans le monde. Pour le moment, ce n’est pas trop un problème; le prix du biodiésel ne fait pas augmenter le prix du diésel de façon importante. Il ne fait pas encore augmenter le prix du canola non plus. Mais d’ici 10 ans, avec une seconde utilité sur le marché, il se pourrait que l’on doive se poser des questions. Peut-être devra-t-on donner moins de financement aux producteurs qui vendent leur récolte à l’industrie de l’énergie. C’est encore un questionnement que l’on devra se poser rendu là.

Publicités

6 réflexions sur “Le biodiésel: limité, mais prometteur!

  1. Si je comprends bien, encourager l’utilisation de biodiésel, principalement d’huiles usées serait positif pour augmenter la durée de vie des transporteurs plus lourds, mais ce qui serait vraiment utile pour réduire nos émissions, c’est une réglementation plus sévère pour contraindre les producteurs automobiles à faire des voitures qui consomment moins?

    Le biodiésel réduit la «pression», mais ce n’est pas une panacée et cela peut même être une source de problèmes puisque si le baril de pétrole est trop cher, le cout des aliments augmentera d’autant plus. Restreindre l’espace de culture pour faire du biocarburant serait encore plus catastrophique, si j’ai bien compris.

    Pensez-vous donc qu’il faille changer les mentalités et promouvoir un régime un peu plus végétarien?

  2. Mmmh… J’ai des sentiments mitigés sur la consommation de viandes. Prendre l’engagement d’une journée sans viande, c’est bien, mais encourager les gens à en consommer moins, dans un climat Nordique, c’est un peu contre-intuitif. C’est ce qu’on fait pousser le plus facilement quand on a un hiver comme le nôtre, de la viande.

    Le biodiésel a des promesses assez intéressantes, mais il existe plusieurs scénarios qui pourraient faire qu’il n’entre pas en conflit avec l’alimentation. Ce qu’il faut, c’est d’encourager le développement du biodiésel d’une source qui n’entre pas trop en conflit avec la nourriture. Alors ce serait les algues, les résidus d’abattoir et possiblement les huiles usées (j’y reviendrai plus tard). Malheureusement, un peu partout dans le monde (en Allemagne, surtout), on utilise, à mon avis, trop de colza et de canola.

    Le biodiésel, c’est une solution partielle pour sécuriser une politique énergétique à moyen terme. On aura encore besoin de pétrole pour une centaine d’années. Les réductions d’émissions, c’est un plus, mais le principal avantage, c’est qu’en regardant toutes ses propriétés, c’est un carburant qui non seulement se compare au diésel, mais qui en plus, performe mieux, C’est quand même assez drôle; on a conçu nos moteurs pour les adapter au diésel, mais les moteurs sont en pratique mieux adaptés pour fonctionner avec un autre carburant.

  3. Sans jouer au militant (je suis vraiment plus fana d’écologie qu’animaliste) , c’est étrange d’avoir si rapidement un raisonnement qui qualifie rapidement une proposition somme toute cohérente de «contre-intuitive» : l’industrie de la viande et tous ses corollaires mettent une pression énorme sur l’environnement, de l’enrichissement des sols, aux herbicides, pesticides, fongicides, antibiotiques.

    «n 1990, l’ouragan Floyd a causé une catastrophe écologique 2 fois plus importante que celle de l’Exxon Valdez: les éléments déchaînés ont entraîné 500.000 millions de litres d’excréments dans les rivières de la Louisiane. La vie aquatique ne s’en est pas encore remise: 15 ans après,10 millions de poissons ont disparu, l’eau est impropre à la consommation et dangereuse pour la baignade.

    Pour Smithfield Foods, propriétaire des lagons, cet ouragan a été une véritable bénédiction: l’ouragan a vidé les lagons et il n’a pas été nécessaire d’en creuser d’autres .Numéro 1 du porc aux USA et société la plus polluante des USA, selon l’Environne­mental Protection Agency, Smithfield Foods a commis plus de 6.000 infractions aux codes protégeant l’environnement, parmi lesquelles 64 sont devenues des amendes dont le coût ridicule fait sourire Joseph Luter lll, le propriétaire de l’entreprise.
    C’est que le succès financier de la compagnie lui permet de contribuer aux campagnes de certains candidats aux élections, qui sont fort opportuné­ment opposés à toute régulation handicapant l’industrie animale, ou bien d’organiser des campagnes contres les candidats anti-porcs.»

    source : http://www.bancpublic.be/PAGES/168LASLAcddc.html

    Si une partie de la population juge maintenant nécessaire de prendre les transports en commun, de covoiturer, de faire de la bicyclette un moyen de transport, et d’acheter des voitures qui consomment moins, je ne vois pas pourquoi cette même population ne serait pas plus sensible à la nécessité de recourir à une diète un peu plus végétarienne.

    En consommant de la viande moins souvent, cette dernière pourrait être bio et avoir été produite dans un contexte où l’environnement est plus respecté. Enfin, une population plus avertie en matière de diète est également moins susceptible d’avoir des problèmes de santé : une grande partie des aliments qui causent des problèmes de surpoids, de cancer et de diabète utilisent des sous-produit du maïs, lequel est lourdement subventionné, histoire de favoriser les 4 gros producteurs de viande américain.

    C’est la recherche de débouché pour ce produit, qui a entrainé la création du sirop de maïs (ou d’autres sous-produits), lequel est nocif, et présent à peu près dans tous les aliments transformés,.

    Coupé la consommation de viande reviendrait à porter un coup sévère à l’industrie de la malbouffe et par là, à encourager une industrie plus respectueuse.

  4. Mmmh… Pour le problème de Smithfield Foods, c’est une chose particulière que je ne savais pas. Le problème n’est pas que l’entreprise soit une porcherie (littéralement), mais qu’elle n’ait aucun respect corporatif à l’égard de la loi, et possiblement de l’éthique.

    Maintenant: le lisier animal est un fertilisant extrêmement efficace pour améliorer les sols. Si c’est mal fait, c’est de la pollution; si c’est bien géré, c’est de la fertilisation des sols.

    Dans plusieurs cas, les terrains destinés à des cultures d’alimentation pour les animaux sont parfois de moins bonne qualité. On n’a pas besoin de machinerie pour faire pousser des fourrages, etc.

    Ce qui pollue, et là je comprends, ce sont les « Cash crops » qui servent à nourir des animaux (du maïs et du soya). Mais ce sont les cultures qui poussent le mieux au Québec et qui sont populaires chez les agriculteurs.

    Enfin, il y a une chose qui n’est pas mentionnée, mais des produits animaux polluent aussi à ce niveau. Je ne pense pas avoir vu personne batailler en faveur de la diminution de la consommation laitière ou fromagère (je suis contre ça aussi, mais je prends du lait de soya de temps à autre).

    « Coupé la consommation de viande reviendrait à porter un coup sévère à l’industrie de la malbouffe et par là, à encourager une industrie plus respectueuse. »

    C’est pour détruire l’industrie de la malbouffe que je favorise les « meatless mondays ». Il faut absolument avoir une industrie plus respectueuse de l’environnement et de la santé dans l’alimentation.

    Mais ce qui m’importe n’est pas la consommation de viande; ce sont les cochonneries qu’on nous vend, le non-respect de l’environnement et des clients en leur vendant de la dégueulasserie.

  5. Hum, ça mérite d’être réfléchi.

    En attendant, je dirais simplement que les ruminants ne sont pas faits pour manger du maïs et du soya…

    Juste comme ça, puisque c’est votre genre de sujet, avez-vous vu Food Inc.?

  6. Bonjour, merci pour votre article, il m’a fournie quelques informations que j’avais besoin. j’aimerai savoir . Le prix du biodiésel varie de combien à combien cette année

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s