En Europe, le bioéthanol est obtenu à partir de betterave à sucre et de céréales. Aux Etats-Unis, il est principalement issu de la transformation du maïs, alors qu’il est obtenu à partir de canne à sucre au Brésil. Les Etats-Unis sont le premier producteur mondial d’éthanol, juste devant le Brésil. Ces deux pays assurent pratiquement 90% de la production mondiale de biocarburant éthanol.
Récolte mécanisée de la canne à sucre. ©Gregory Lesturgez
Une étude de l’Agence Internationale de l’Energie (AIE) montre que la production d’éthanol à partir de la canne à sucre est la solution à privilégier. En effet, si l’on étudie le rapport entre la quantité d’énergie fossile utilisée dans l’intégralité du processus qui va de la culture de la plante jusqu’à l’obtention du carburant final et l’énergie restituée, le constat est flagrant.
Pour le maïs, 1 unité d’énergie fossile consommée permettrait de récupérer 1,4 unité d’énergie. La betterave à sucre et le blé seraient au même niveau avec un rapport de 2. Mais on récupérerait en sortie 9,3 unités d’énergie pour la canne à sucre ! Cela viendrait du fait que le processus de transformation de la canne à sucre est autosuffisant en énergie et qu’il permet de réinjecter dans le réseau électrique un excédent d’électricité. A ce jour au Brésil, un hectare de canne à sucre permettrait chaque année en moyenne la production de 7 500 litres d’éthanol. Aux Etats-Unis, un hectare de maïs ne permettrait d’obtenir que 3 300 litres d’éthanol.
Comment produire du bioéthanol ?
L’éthanol est obtenu par la fermentation de produits sucrés. Les sucres sont des composés très variés. Il peut s’agir de molécules simples à 6 atomes de carbone, comme le fructose ou le glucose. Mais cela peut également être des molécules complexes formées de plusieurs molécules simples. Le saccharose est le sucre alimentaire le plus courant : il s’agit, pour simplifier, d’un fructose associé à un glucose. Mais les sucres peuvent être très complexes : l’amidon peut être formé de 30 à 30 000 glucoses !
Vu sa structure simple, le saccharose peut directement être transformé en éthanol par des levures, telle la levure de bière. Ce procédé relève de la chimie lourde. Il nécessite une distillation poussée. Ce pour séparer l’éthanol des autres produits également formés lors de la réaction : CO2, eau et levures. La transformation de l’amidon nécessite une étape préalable d’hydrolyse vu la complexité de sa structure.
Les plantes les plus intéressantes pour obtenir de l’éthanol sont cultivées pour la consommation humaine ou animale. Ainsi, le saccharose se trouve essentiellement dans la canne à sucre et la betterave à sucre. L’amidon, quant à lui, est présent dans les grains : blé, maïs et riz. Ainsi, si pour obtenir du vin, du raisin est utilisé, on préfèrera la betterave, la canne à sucre ou des céréales pour produire du bioéthanol. Le choix dépend principalement de la stratégie agricole du pays.
La production d’éthanol laisse des sous-produits dont l’intérêt s’ajoute à celui du carburant : bagasse de canne à sucre, qui peut être brûlée et fournir une bonne part de l’énergie des sucreries et distilleries ; pulpe de betterave et drêches de céréales, qui servent d’aliments riches en protéines pour le bétail.
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Comment les voitures consomment-t-elles le bioéthanol ?
Le bioéthanol peut être utilisé pur ou mélangé à l’essence à des proportions variables. En Europe, les voitures vendues tolèrent des carburants contenant de 5 à 10% d’éthanol. Pour des taux supérieurs, le moteur et le procédé de contrôle d’injection doivent être adaptés. Il s’agit de voitures Flex-Fuel. Ces véhicules peuvent rouler indifféremment à l’essence, à l’éthanol pur ou suivant un mélange quelconque selon le plein de carburant effectué. Ils s’adaptent automatiquement au carburant présent dans le réservoir. Un carburant courant est l’E85 constitué à 85% d’éthanol et 15% d’essence.
Cependant, le bioéthanol est plus corrosif que l’essence. Dès lors, les pompistes hésitent à proposer de l’E85 car l’investissement est important pour adapter les infrastructures existantes. Ainsi, d’après le site Fuelcat qui liste les stations en livrant du E85, sil’on compte environ 300 stations en France et en Allemagne, elles ne sont que de 23 au Royaume-Unis et 4 en Espagne. En comparaison, environ 35 000 stations d’essence à travers le Brésil disposent d’au moins une pompe servant de l’éthanol E100 !
La canne à sucre génère une quantité importante de résidus sous forme de bagasse, ce qui reste de la tige après extraction du jus et sous forme de paille. Tous ces résidus sont brûlés dans des chaudières pour produire de la chaleur et de la vapeur à partir de laquelle on entraîne des turbines pour générer de l’électricité.
Auteur : Matthieu Combe, fondateur du webzine Natura-sciences.com
