Les biocarburants biodiesels

Les différents types de biodiesels

Le biodiesel est un biocarburant produit à partir de biomasse: huiles végétales, graisses animales ou déchets alimentaires. Les principales matières premières utilisées dans la production de biodiesel comprennent le soja (SME), le colza (RME), le tournesol (SLE), l’huile de palme (PME) et le jatropha (JME). On utilise aussi les graisses animales (FAME), les déchets alimentaires et les huiles de cuisson usagées (UCOME).

Ceux à base de soja sont très largement répandus aux États-Unis, alors que ceux au colza sont plus courants en Europe et ceux au tournesol dans les pays méditerranéens.

Les méthodes de production de biodiesel

Le biodiesel est produit à partir d’huiles végétales, de graisses animales ou d’huiles de cuisson usagées par le biais de processus chimiques. Les deux principales méthodes de production du biodiesel sont la transestérification et l’estérification. Voici une description de ces procédés :

  1. Transestérification : La transestérification est le processus le plus couramment utilisé pour la production de biodiesel. Il s’agit de réagir une huile végétale ou une graisse animale avec un alcool, généralement du méthanol ou de l’éthanol, en présence d’un catalyseur (souvent un alcali, comme l’hydroxyde de sodium ou l’hydroxyde de potassium). La réaction produit du biodiesel (esters méthyliques ou éthyliques d’acides gras) et un sous-produit, la glycérine. La glycérine est ensuite séparée du biodiesel, qui est purifié et prêt à être utilisé comme carburant.
  2. Estérification : L’estérification est une autre méthode de production de biodiesel, principalement utilisée pour les matières premières contenant une teneur élevée en acides gras libres (AGL), comme les huiles de cuisson usagées ou les graisses animales de faible qualité. L’estérification consiste à réagir les AGL avec un alcool, généralement du méthanol, en présence d’un catalyseur acide (par exemple, l’acide sulfurique). La réaction produit des esters méthyliques d’acides gras (biodiesel) et de l’eau. L’eau est ensuite éliminée, et le biodiesel est purifié. Dans certains cas, une combinaison de transestérification et d’estérification est utilisée pour traiter des matières premières avec des teneurs mixtes en triglycérides et en AGL.

Ces méthodes permettent de produire du biodiesel à partir d’une variété de matières premières, y compris les huiles végétales telles que le soja, le colza, le tournesol, le palmier ou la noix de coco, les graisses animales et les huiles de cuisson usagées.

Les générations de biodiesels

Les biodiesels sont généralement classés en différentes générations selon les sources de matières premières et les technologies utilisées dans leur production. Voici un aperçu des différentes générations de biodiesels :

Première génération de biodiesel

Les biodiesels de première génération sont produits à partir d’huiles végétales et de graisses animales. Les matières premières couramment utilisées incluent le soja, le colza, le tournesol, l’huile de palme, le suif et la graisse de volaille. La méthode principale de production de cette génération de biodiesel est la transestérification des huiles et des graisses avec de l’alcool en présence d’un catalyseur.

Deuxième génération de biodiesel

La deuxième génération de biodiesel utilise des matières premières non alimentaires et des déchets, tels que les huiles de cuisson usagées, les résidus agricoles et les déchets forestiers. Les technologies de production sont plus avancées et incluent l’hydrotraitement des huiles végétales et des graisses animales pour produire du diesel renouvelable, également appelé hydrocarbure renouvelable diesel (HDRD) ou « green diesel ».

Troisième génération de biodiesel

Cette génération de biodiesel se concentre sur l’utilisation des microalgues comme source de matières premières. Les microalgues présentent un potentiel de production d’huile bien plus élevé que les plantes terrestres et peuvent être cultivées sur des terres non agricoles, réduisant ainsi la concurrence pour les terres arables. Cependant, la production à grande échelle et la commercialisation des biodiesels à base d’algues restent un défi en raison des coûts élevés et des obstacles technologiques.

Quatrième génération de biodiesel

La quatrième génération de biodiesel se concentre sur les biocarburants avancés produits à partir de biomasse lignocellulosique, tels que les résidus agricoles, les déchets forestiers et les cultures énergétiques non alimentaires. Les technologies de production incluent la pyrolyse, la gazéification et la fermentation, qui peuvent convertir la biomasse en hydrocarbures liquides, tels que le diesel et le kérosène. Les défis pour cette génération de biodiesel comprennent la réduction des coûts et l’amélioration de l’efficacité des procédés de conversion.

Questions récurrentes

Qu’est-ce que le biodiesel avancé ?

Le biodiesel avancé désigne les biodiesels de deuxième ou troisième génération, fait référence aux biocarburants produits à partir de sources non alimentaires, de déchets ou de résidus, et de technologies de conversion plus avancées et plus efficaces. Ces biocarburants visent à réduire les problèmes de durabilité et les impacts environnementaux associés aux biocarburants de première génération, qui sont généralement produits à partir de cultures alimentaires telles que le soja, le colza ou le maïs.

Qu’est-ce que le diesel de synthèse ?

Le diesel de synthèse est un biocarburant de seconde génération produit à partir de biomasse ou de gaz naturel par des procédés avancés de transformation, comme l’hydrotraitement (HVO – Hydrotreated Vegetable Oil) ou la liquéfaction du gaz (GTL – Gas to Liquid). L’hydrotraitement (HVO) est un procédé qui consiste à traiter des huiles végétales ou animales avec de l’hydrogène sous haute pression et température en présence d’un catalyseur. La liquéfaction du gaz (GTL) consiste à convertir le gaz naturel en carburants liquides en passant par une série de réactions chimiques, telles que la synthèse de Fischer-Tropsch.

Les polluants du biodiesel

Le biodiesel est généralement considéré comme plus respectueux de l’environnement que les carburants fossiles traditionnels, mais il peut néanmoins produire certains polluants lors de sa combustion. Voici quelques-uns des principaux polluants émis par le biodiesel :

  1. Oxydes d’azote (NOx) : Les émissions de NOx peuvent varier en fonction du type de biodiesel utilisé et des conditions de combustion. Certains biodiesels peuvent générer des émissions de NOx légèrement supérieures à celles des carburants diesel traditionnels, tandis que d’autres peuvent en produire moins.
  2. Hydrocarbures non méthaniques (HCNM) : Le biodiesel peut émettre des HCNM lors de sa combustion. Toutefois, ces émissions sont généralement inférieures à celles du diesel traditionnel.
  3. Particules fines (PM) : Le biodiesel émet généralement moins de particules fines que le diesel traditionnel, en particulier les biodiesels à base de graisses animales et d’huiles végétales. Cela contribue à réduire les problèmes de qualité de l’air et les risques pour la santé humaine.
  4. Monoxyde de carbone (CO) : La combustion du biodiesel produit du CO, bien que les émissions soient généralement inférieures à celles du diesel traditionnel.
  5. Composés organiques volatils (COV) : Le biodiesel peut émettre des COV lors de sa combustion. Cependant, ces émissions sont généralement inférieures à celles des carburants diesel traditionnels.
  6. Aldehydes et cétone : La combustion du biodiesel produit également des aldéhydes et des cétones, dont l’acétaldéhyde, le formaldéhyde, et l’acroléine. Ces composés peuvent avoir des effets sur la qualité de l’air et la santé humaine.

Il est important de noter que les émissions de polluants varient en fonction du type de biodiesel, de la technologie du moteur et des conditions de combustion. Dans l’ensemble, le biodiesel présente généralement un profil d’émission plus propre que le diesel traditionnel, bien que certains polluants puissent être émis en quantités légèrement supérieures ou inférieures.