Chambre d’agriculture de Champagne-Ardenne

 

Les bioénergies

Outre le bois énergie, en plein essor, traditionnellement brûlé pour la production de chaleur, de nouvelles productions d’énergie à partir de biomasse se développent et sont fréquemment des substituts :

• le biogaz : du méthane est obtenu par fermentation de matières organiques. Ces dernières peuvent être issues de décharges, de boues d’épuration, mais aussi d’effluents agricoles (fumier / lisier), voire de cultures spécifiques. Ce biogaz est ensuite utilisé de façon classique (gaz de ville), comme carburant pour véhicules roulant au gaz naturel ou pour la production d’électricité.
• la pyrolyse : des matières organiques (bois, paille, sous produits d’IAA,…) sont transformées par une forte chaleur en petites molécules organiques de type méthane qui forment des vapeurs. Ces vapeurs peuvent être directement brûlées pour la production de chaleur ou bien récupérées (vapeur et condensat) pour une utilisation ultérieure en tant que carburant.

A l’heure actuelle, les technologies de production combinée d’électricité et de chaleur se développent. On appelle ce système la cogénération. Il s’agit de récupérer le maximum d’énergie lors des valorisations évoquées ci-dessus (80 à 90% de rendement contre environ 40% pour les procédés classiques) en utilisant à la fois l’énergie mécanique obtenue par la combustion, qui sert généralement à la production d’électricité, et l’énergie thermique, souvent perdue dans les procédés classiques, qui sert au chauffage ou aux procédés industriels de l’entreprise.

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Les biocarburants

Les biocarburants sont des carburants équivalents aux carburants automobiles classiques mais élaborés à partir d’agro-ressources. Deux grands types de biocarburants existent à l’heure actuelle :

• le bioéthanol, produit grâce à la fermentation de sucres (betterave, canne à sucre) ou d’amidon (blé, maïs), que l’on peut incorporer dans l’essence. En Europe, il a été utilisé jusqu’à présent essentiellement sous forme d’ETBE (éthyl tertio butyl éther), obtenu par addition d’isobutylène, en remplacement du soufre dans l’essence.
• le biodiesel, produit à partir d’huiles végétales (colza ou tournesol) estérifiées par un alcool. On l’appelle aussi « ester d’huile végétale » (dont l’EMVH lorsqu’on l’estérifie avec du méthanol).

Dans la région Champagne-Ardenne, plusieurs projets industriels sont en cours :

• Cristanol, à Bazancourt (51), pour la production de 280 000 tonnes de bioéthanol à partir de 2007
• Soufflet, à Pont-sur-Seine (10), pour la production de 105 000 tonnes de bioéthanol en 2008
• Diester Industrie, à Nogent-sur-Seine (10), pour la production de 250 000 tonnes de biodiesel en 2008.

Des recherches sont également en cours dans la région pour la mise au point de biocarburants 2ème génération qui seront fabriqués, non plus à partir des réserves des plantes, mais à partir de plantes entières. Les coproduits d’agro-industries (pulpe de betterave,…), les résidus agricoles (paille, blé à mycotoxines,…), mais aussi de nouvelles cultures entièrement dédiées aux biocarburants (sorgho papetier, miscanthus, switchgrass,…, plantes peu gourmandes en azote et pesticides), seront alors utilisées en complément des carburants de 1ère génération pour accroître l’offre. Ces cultures offrent par ailleurs un réel intérêt écologique (biodiversité, itinéraires encore plus respectueux de l’environnement).

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Les agromatériaux

Les agromatériaux sont des matériaux fabriqués à base d’agro-ressources, c’est-à-dire à base de matières végétales ou animales. On peut distinguer :

• les matériaux à base de fibres : papier, textiles naturels, panneaux agglomérés, ou matériaux d’isolation (laine de chanvre,…). Ce sont des matériaux courants mais l’innovation est permanente (papier à base de paille,…).
• les matériaux composites : ils sont composés d’une matrice (matière plastique d’origine naturelle comme des « colles vertes » à partir de lignine pour agglomérés,… ou d’origine pétrolière) et de renforts en fibres végétales (chanvre, lin...) et intéressent notamment le secteur automobile et le bâtiment car ils ont l’avantage d’être légers.
• les bioplastiques : matières plastiques à base de ressources renouvelables, qui peuvent être issues :
  • directement de polymères naturels : c’est le cas de l’amidon, naturellement thermoplastique, ou de certaines protéines. L’amidon a l’avantage d’être peu coûteux mais possède des qualités médiocres comparées aux matières plastiques pétrochimiques. On l’utilise surtout en tant que charge dans les bioplastiques.
  • d’une synthèse bactérienne : certaines bactéries ont la faculté de synthétiser des polymères d’excellente qualité, comme le PHA (polyhydroxyalcanoate). Ce procédé est cependant encore relativement onéreux.
  • de produits de fermentation : le maillon de base (synthon) est obtenu par voie fermentaire à partir d’agro-ressources. Ces maillons sont ensuite attachés ensemble (polymérisation) pour constituer de longues chaînes. Certains résidus de fermentation sont polymérisables. Le PLA (polymère d’acide lactique), leader de sa catégorie, a les mêmes utilisations qu’un plastique classique mais se déforme dès 50°C. Quand au PBS (polymère acide succinique / butanediol), plus stable à la chaleur, son utilisation reste encore très confidentielle.
  • d’huiles végétales : l’huile de colza par exemple, permet de fabriquer des résines thermodurcissables, utilisables dans l’automobile ou les activités nautiques.

Attention : il ne faut pas confondre « agromatériaux » et « biodégradable » (transformable en eau et CO2 par les microorganismes) car tous les agromatériaux ne sont pas biodégradables alors que certains matériaux biodégradables sont issus de dérivés pétrochimiques.

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Les biomolécules

Un grand nombre de molécules utilisées par les industries peuvent être obtenues à partir des ressources agricoles.

Les tensioactifs

Lorsqu’on couple un sucre et un acide gras par estérification, on obtient une molécule amphiphile, qui peut se mélanger à la fois à l’eau et aux lipides : un tensioactif.

Selon la longueur de l’acide gras, on obtient, des chaînes les plus longues aux chaînes les plus courtes :

• des émulsifiants, utilisés pour l’élaboration de crèmes,… notamment dans les produits cosmétiques ou les produits phytosanitaires
• des détergents, dont certains ont déjà été commercialisés pour des usages agricoles
• des solvants, utilisés dans les peintures, encres et vernis. En Champagne-Ardenne, les sucres utilisés sont des sucres en C5 (arabinose, xylose,…) issus de la paille ou du son de blé et la partie lipidique est issue de plantes oléagineuses (colza, tournesol, mais aussi coco, palme,…).

Autres exemples de biomolécules

• les biolubrifiants, utilisés dans les moteurs pour l’industrie, le BTP, les forages,…
• l’acide hyaluronique, produit anti-rides, autrefois extrait des crêtes de coq et aujourd’hui obtenu par fermentation bactérienne
• la DHA, un autobronzant issu d’une bioconversion bactérienne. Soliance, filiale commerciale d’ARD, est ainsi le deuxième producteur mondial de DHA.
• le soligel, gel pouvant avantageusement remplacer l’agar-agar pour les tests salmonelles
• les synthons : ces molécules, le plus souvent obtenues par fermentation, sont des intermédiaires pour de nouvelles synthèses chimiques ou des briques permettant de fabriquer des molécules plus grosses (polymères)
• des molécules pharmaceutiques, cosmétiques,…

Un bref historique

Impact des Valorisations Agricoles Non Alimentaires sur l’environnement

Adaptation et mobilisation de la ressource

Les coproduits des agrocarburants, une opportunité pour l’élevage régional ?