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L'énergie à découvert

 | 
Rémy Mosseri
, 
Catherine Jeandel

Cinquième partie. Les énergies renouvelables

9. Bioraffinerie

Jean-Luc Duplan

Texte intégral

1La bioraffinerie est une raffinerie dans laquelle les procédés de transformation sont non seulement de nature biologique mais aussi physique et chimique. Le préfixe « bio » ne se justifie donc que par le caractère vivant de la matière première : la biomasse. La bioraffinerie est en concurrence avec la raffinerie pétrolière quand elle est capable de proposer au marché des molécules analogues dans leurs propriétés et dans leurs usages.

Bioraffinerie traditionnelle

2Dans leur version traditionnelle, de nombreuses agro-industries fabriquent déjà à partir d’organes végétaux particuliers (grains, racines, tiges...) des produits plus ou moins raffinés. Les filières céréalières, betteravières et oléagineuses sont parfaitement structurées, de même que celles qui alimentent les usines de pâte à papier. Les filières d’approvisionnement en biomasse lignocellulosique (bois, pailles…) sont en revanche dans leur phase de développement. La plus grosse industrie consommatrice d’amidon est le secteur des papiers et cartons ondulés. L’amidon est aussi utilisé dans la fabrication de plastiques biodégradables et dans divers secteurs comme la pharmacie, la cosmétique, le textile, les colles et même la construction ou la métallurgie.

3Les principaux dérivés des huiles végétales se rattachent d’un côté à ceux des chaînes grasses, de l’autre à ceux du glycérol. La fabrication du biodiesel à partir d’huile de colza ou de tournesol en Europe est de loin la principale filière industrielle en volume. Les huiles végétales sont également utilisées comme lubrifiants, peintures, laques et vernis. Elles ont en principe un grand potentiel pour remplacer toute la chimie des oléfines d’origine fossile. Malheureusement, la plupart des voies possibles sont complexes et surtout très coûteuses.

Bioraffinerie de seconde génération

4Le développement de bioraffineries reposant sur l’utilisation des plantes entières devrait permettre d’élargir le panel de molécules issues du végétal mises sur le marché. Les filières dites « lignocellulosiques » valorisent les parois végétales riches en celluloses*, hémicelluloses* et lignines : le bois, la paille, les cultures dédiées mais aussi tous les déchets d’origine végétale. Un énorme potentiel concerne en particulier la cellulose dont la production actuelle est surtout celle de la filière pâte à papier. Après transformation ou non, les applications d’aujourd’hui concernent aussi bien le textile que la pharmacie, les cosmétiques, les adhésifs, les lessives, etc. Demain, la bioraffinerie de seconde génération traitera des matières premières lignocellulosiques pour produire en priorité des biocarburants et des molécules intermédiaires pour la chimie. Les différentes pistes explorées concernent surtout la voie dite « thermochimique » et celle dite « biochimique ». Dans le premier cas, la structure initiale de la biomasse n’est pas préservée. Soumise à des températures élevées, celle-ci est décomposée, selon les cas, en liquide, en gaz et en un résidu solide. Un gaz de synthèse est ensuite produit puis transformé en chaînes d’hydrocarbures de longueurs variables compatibles avec une production de diesel, de kérosène, d’essence et de bases pétrochimiques. La première démonstration en France, le projet BioTFuel, conduira à une production d’environ 200 000 litres/an de biocarburants d’ici 2020. La voie biochimique privilégie la fragmentation des polymères de la biomasse puis leur conversion par des enzymes et l’action de micro-organismes. Le projet Futurol porte les espoirs français de cette filière pour produire majoritairement de l’éthanol carburant à partir d’une grande diversité de biomasse.

5Demain, ce sont les biotechnologies*, via notamment la biologie synthétique*, qui offriront les plus grandes perspectives de développement des bioraffineries. Par exemple, selon plusieurs analyses, de nouveaux biocarburants et biopolymères pourraient prendre, dans les prochaines décennies, entre 10 et 20 % du marché des carburants et des matériaux plastiques.

Auteur

Chimiste, Énergéticien, Direction de l’IPFEN Lyon, Co-animateur Bioénergies d’ANCRE.
j-luc.duplan@ifpen.fr

© CNRS Éditions, 2013

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