Énergie/Environnement/Ingénierie

Pourquoi on n’aura jamais d’avion à éthanol


L’éthanol est reconnu comme étant un biocarburant de première et de deuxième génération. On vous a probablement parlé de l’éthanol de maïs (et ses limites) et des avantages de l’éthanol cellulosique, un peu moins limité, mais qui offre des avantages secondaires (le panic érigé, par exemple, peut servir à contrôler partiellement l’érosion et peut avoir ses utilités).

Dans les dernières années, on a commencé à arrêter de parler d’éthanol pour discuter du biodiésel. Ce biocarburant est, à mon avis, beaucoup plus intéressant. Extrait des huiles végétales dont on a retiré le glycérol (ce qui augmente sa viscosité et finirait par détruire votre moteur), il contient beaucoup d’énergie, améliore l’entretien du moteur, améliore la performance du moteur et est actuellement, avec un crédit de taxes, avantageusement économique. Le gros problème au Québec, c’est de répondre à la demande (Rothsay Inc. produit du biodiésel pour la STM et quelques petites entreprises vendent une bonne partie de leur production à des entreprises de camionnage, qui économisent sur leurs coûts d’entretien).

Les biocarburants, par contre, ont tous des limites. Le biodiésel, par exemple, est limité par les quantités de plantes oléagineuses que l’on peut produire sans mettre en danger notre sécurité alimentaire. Il y a des alternatives au biodiésel, comme celui qui est dérivé des huiles usées ou des rejets d’abattoirs. Mais les volumes demeurent limités et la production de glycérol risque de faire exploser (littéralement) le marché des cosmétiques et des produits nettoyants, avec une quantité énorme.

La limite de l’éthanol, quant à elle, est aussi en partie dans sa capacité maximale de production, mais surtout que ce carburant a une valeur énergétique très faible (30 MJ/kg contre 42 MJ/kg pour le biodiésel et environ 43 MJ/kg pour le sans-plomb). Cela veut dire que brûler un kilogramme d’éthanol fournit 75% de l’énergie d’un kilogramme d’essence. Dans un cas normal, on se dirait que ce n’est pas grave, mais cela signifie que dans des cas où il faut beaucoup de carburant pour effectuer un travail, l’éthanol n’est pas un  bon choix.

Pour illustrer cela, je vais vous montrer des calculs de base. Un boeing 747 pèse environ 300 tonnes lorsqu’il est vide. Selon Air Transat, il en coûte 3,3 L de carburant à jet (le type classique est le BP Jet-A – à 43.15 MJ/kg) pour chaque passager présent dans un avion pour parcourir 100 km. Un boeing 747 compte 500 passagers. Ma question est: quelle est la quantité nécessaire d’éthanol pour faire voler un Boeing 747 de Montréal à Paris (soit environ 5900 km)?

En faisant des calculs de base, on arrive à la conclusion que pour un avion de 300 tonnes, il faut environ 78 tonnes de carburant pour voyager de Montréal à Paris. C’est un grand total de 3,366 gigajoules. L’éthanol, qui a un contenu énergétique plus bas, devrait avoir un réservoir de 112 tonnes afin d’effectuer ce parcour.

Mais il y a pire; vu la masse supplémentaire de l’éthanol, on peut aussi assumer qu’il faudra fournir plus d’énergie pour faire voler les 34 tonnes supplémentaires de l’avion. En faisant une petite correction de base, on peut estimer qu’un avion aurait besoin de 127 tonnes d’éthanol pour faire un vol, ce qui n’est vraiment pas avantageux. Si on le compare au biodiésel, il faudrait environ 80 tonnes pour faire un vol Montréal-Paris, ce qui semble relativement acceptable.

Vol Montréal-Paris

Masse de BP Jet-A (carburant classique) nécessaire: 78 tonnes

Masse de biodiésel nécessaire: 80 tonnes (+2 tonnes)

Masse d’éthanol nécessaire: 127 tonnes (+49 tonnes)

Cet article est en fait en réaction à plusieurs éditoriaux des dernières années qui montrent que les compagnies aériennes expérimentent des mélanges de biocarburants avec du carburant à jet. Des compagnies aériennes ont aussi acheté des hectares de terres pour faire du biodiésel. Comme vous le voyez, certaines propriétés des carburants sont très importantes; il faut donc savoir dans quel scénario on utiliserait tel ou tel biocarburant. L’éthanol, par exemple, est un relativement bon carburant pour les automobiles, si on en a beaucoup (je pense au cas du Brésil, qui fait de l’éthanol de canne à sucre en grandes quantités). Le biodiésel, au niveau de l’efficacité énergétique, serait un bon carburant à camions, puisqu’il diminue les coûts d’entretien du moteur (c’est un carburant de qualité et, contrairement au pétrole et l’éthanol, il n’est pas une substance considérée dangereuse par nos gouvernements et ne nécessite pas des mesures de protection graves; le produit est tellement sans danger qu’il est légal de l’envoyer par un système postal). Pour les avions, il faudrait savoir si le biodiésel est un carburant qui répond bien aux propriétés nécessaires pour fonctionner dans une turbine. Si c’est le cas, il pourrait être un carburant approprié à mélanger avec du carburant à jet pour en remplacer une partie.

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