Dans le contexte actuel de protection de l’environnement, la Directive Européenne 2003/30/CE recommande de remplacer 5,75% des carburants classiques par des biocarburants d’ici 2010, et 10% d’ici 2020. Les Etats-Unis ont également décidé de promouvoir des biocarburants comme l’éthanol cellulosique et le biodiesel.
Face aux doutes grandissants vis-à-vis des biocarburants de 1ère génération, Alcimed a analysé le potentiel et l’avenir de deux sources de biocarburants durables nouvelle génération, le bois et les algues.

Verdict de la société de conseil et d’aide à la décision appliquée aux sciences de la vie et à la chimie : il semble qu’à court terme, les algues soient en passe de gagner cette course du biocarburant nouvelle génération. En effet, le biodiesel issu des algues paraît aujourd’hui plus proche du stade d’industrialisation que le bioéthanol à partir de sources lignocellulosiques.

Reste que la diversification des sources de production d’énergie étant un enjeu majeur, on peut s’attendre toutefois à ce que différentes sources naturelles (bois, algues, jatropha, …) puissent coexister dans les décennies à venir.

Explications…

L’Europe, les Etats-Unis et le Brésil ont principalement développé deux filières de biocarburants de 1ère génération, afin de réduire leur dépendance au pétrole : le bioéthanol à partir de sucre et de céréales (maïs, blé, betterave…), et le biodiesel à partir d’oléagineux (huile de colza, huile de soja…).

Ces deux filières sont aujourd’hui confrontées à des problématiques de disponibilité et de concurrence alimentaires. De plus, même si toutes les productions céréalières et oléagineuses en Europe étaient transformées en biocarburant, seuls 25% des besoins actuels seraient couverts. A cela s’ajoutent les problèmes de déforestation, l’abus de biocides et d’engrais.

« Encore fortement soutenus par des subventions publiques, les biocarburants de 1ère génération peinent à trouver un modèle économique viable : les fortes croissances – récentes - de la demande en biocarburants et en denrées alimentaires ont engendré une hausse du prix des matières premières, explique Pierre Gadrat, Responsable de la Business Unit Chimie, Matériaux, Energie. Mettant à mal de nombreuses usines de biocarburant ne pouvant plus garantir un prix compétitif face à celui du pétrole pourtant élevé. »

Deux nouvelles filières de production qui ne sont pas en compétition avec les productions alimentaires sont apparues pour la production de biocarburant : la filière lignocellulosique (bois, paille…) et la filière des algues.

* La filière lignocellulosique a notamment été développée pour la production de bioéthanol, car la biomasse solide contient 60 à 85% de sucres. De plus, les émissions de gaz à effet de serre lors de la production et l’utilisation de bioéthanol à partir de bois ou de paille sont 91% inférieures à celles libérées lors de la production et l’utilisation d’essence par des voies classiques, et de 22% dans le cas du bioéthanol produit à partir de maïs.

Cependant, le coût de production du bioéthanol à partir de sources lignocellulosiques reste deux fois plus élevé qu’à partir du maïs, ce qui le rend peu compétitif et donc guère adapté à la commercialisation pour le moment.

Le bioéthanol lignocellulosique ne sera commercialisé largement que dans 15 à 20 ans

Afin de réduire les coûts de production, de nombreux efforts ont été entrepris, tant par la recherche académique que par les entreprises privées. Ces efforts se focalisent principalement sur les trois premières étapes de la production que sont le transport de biomasse, le prétraitement et la fermentation, qui représentent aujourd’hui environ 75% du coût total de la production.

« Avec l’optimisation de la logistique, avec les progrès réalisés sur la fermentation ainsi que sur le prétraitement, une réduction du coût par deux d’ici 2012 est envisageable », prédit Pierre Gadrat.

La commercialisation de bioéthanol à partir de la filière lignocellulosique ne devrait donc être largement développée que d’ici 15 à 20 ans, en fonction des évolutions technologiques et du prix du pétrole.

Cette filière permet également d’obtenir du biodiesel grâce au procédé Fischer-Tropsch. Néanmoins, ce procédé reste peu rentable à cause du coût élevé de l’investissement initial, du fonctionnement de l’installation et de sa maintenance. L’utilisation d’une nouvelle ressource durable, économiquement favorable, est donc nécessaire afin de produire du biodiesel.

Le développement de ces deux nouvelles générations de biocarburants est aujourd’hui largement soutenu par les gouvernements et par les capitaux-risqueurs. Les carburants provenant de sources lignocellulosiques sont ainsi activement soutenus par la Commission européenne, celle-ci ayant investi 50 millions d’euros en 2006 dans le développement de la filière.

* Les algues ont ainsi été considérées récemment comme une source très intéressante pour la production de biodiesel. Elles peuvent contenir jusqu’à 80% de lipides. La production d’huile par surface cultivée pourrait être 600 fois plus élevée que pour le soja. De nombreux groupes industriels, tels que Shell et Chevron, se sont engagés dans le développement de la production de biodiesel à partir d’algues. Les recherches et développements se focalisent en priorité sur la culture d’algues et l’extraction de l’huile pour réduire les coûts liés à l’industrialisation. Les experts estiment une commercialisation possible d’ici 3 à 6 ans avec un prix compétitif par rapport à celui du diesel issu du pétrole.

« La production à grande échelle de biodiesel à partir d’algues arrivera beaucoup plus vite qu’on ne l’imagine. En fait, les installations de production de biodiesel existantes peuvent déjà être utilisées et certains acteurs clefs ont commencé à construire des usines dédiées à la production d’algues. Par exemple, la société PetroSun a déjà mis en service une ferme capable de produire des micro-algues marines au Texas », souligne Juan WU, consultante au sein de l’activité Chimie, Matériaux et Energie d’Alcimed.

Du côté des biocarburants à partir d’algues, des sociétés privées arrivent à lever des sommes importantes pour développer leurs projets. Green Fuel Technologies, une entreprise dédiée à la production de biodiesel à partir d’algues, a, par exemple, récemment collecté 13,9 millions de dollars grâce à la participation de 3 sociétés de capital-risque.

Sur le même sujet

* « Des microalgues pour les biocarburants du futur », un article du Monde paru dans l’édition du 22 octobre dernier.

* « Agrocarburants, Cartographie des enjeux », le rapport des experts de la Fondation Nicolas Hulot pour la Nature et l’Homme et du Réseau Action Climat France, qui ont décidé de réunir et d’analyser les principaux rapports et études publiés ces derniers années, afin de proposer un tableau de bord des politiques de développement des agrocarburants.

* « Quel avenir pour les biocarburants dits de 2ème génération ? » : le point de vue du directeur Raffinage-pétrochimie à l’IFP.

* FUTUROL, le projet de recherche et développement de bioéthanol de 2ème génération a été lancé officiellement le 11 septembre dernier.

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