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Agro-ressources et écosystèmes

 | 
Bernard Christophe
, 
Roland Pérez

Cinquième partie. Applications industrielles des agro-ressources

Bioraffinerie and Knowledge Based BioEconomy

Martino Nieddu

Texte intégral

1La question de la transition vers un paradigme de l′usage des ressources renouvelables se traduit par des efforts particuliers de mobilisation de la recherche ; cette mobilisation se déploie dans des domaines divers (énergie solaire, éolienne, substituts du carbone fossile par du carbone renouvelable en énergie, production de carburants liquides et chimie). La volonté de substitution liée à cet effort de production de carbone renouvelable conduit à s′intéresser au domaine spécifique de la bioraffinerie, entendue comme le fractionnement de la biomasse afin de la faire entrer dans ces trois types de produits, pour partie liés, et pour partie indépendants selon les process retenus, énergie, carburants liquides et chimie. Or, plutôt qu′une technologie unique, force est de constater que la bioraffinerie renvoie à un concept général susceptible de porter une variété de voies technologiques (Garnier et Nieddu, 2010, Nieddu, Garnier, Bliard, 2010, Nieddu, 2011).

2Chercher à établir l′existence de cette variété de voies conduit à interroger le changement vers les ressources renouvelables comme un processus diversifié (et à terme à s′interroger sur la nécessité du renforcement institutionnel de cette diversité plutôt que la pertinence d′une sélection de la « meilleure technologie », même si ce n′est pas l′objet de ce papier). C′est ce processus diversifié qu′on souhaite décrire ici.

  • 2 À partir de premier document réalisé par Adrien Normand, chargé de mission à l′ANR que l′on remerc (...)

3Le développement de la bioraffinerie est lié à un effort de production de connaissances auquel la Commission Européenne a essayé de donner une forme institutionnelle à travers plusieurs actions thématiques, et en particulier à travers le concept de Knowledge-Based BioEconomy (KBBE). On s′intéressera donc dans le présent article à la famille de projets de recherche scientifiques et technologiques soutenus par la Commission Européenne correspondant au début du 7 e programme cadre (2007-2010)2, afin de voir comment celle-ci prend en charge la variété des voies technologiques possibles en bio raffinerie, que l′on a pu repérer dans nos travaux.

Une famille de projets liés à la bioraffinerie

4Cette famille aurait pu être dessinée uniquement à partir de la thématique ouverte par la KBBE dans les programmes cadre européens. Mais la KBBE structure le thème de recherche « Food, Agriculture and Fisheries, and Biotechnology » du programme cadre FP7 à travers trois activités majeures : (1) la production soutenable des ressources biologiques (2) le programme « fork to farm » travaillant sur le lien entre agriculture, alimentation et santé/bien-être (3) le programme « life sciences, biotechnology and biochemistry for sustainable non-food products and processes ».

5Cette forme institutionnelle reflète donc une délimitation de la KBBE autour des ressources de l′agriculture, plutôt qu′exclusivement centrée sur l′importance accordée aux voies biotechnologiques et aux espérances technologiques qu′elles génèrent, comme cela apparaît par exemple dans les documents de l′OCDE.

  • 3 Voir par exemple le programme Multilatéral PLANT-KBBE de l′ANR française

6De fait, si l′on en accepte une définition étendue, la KBBE se présente, comme une forme hybride, soumise à des pressions diverses, et ses frontières vont être nécessairement poreuses. Elle touche (1) en énergie à des domaines qui ne mobilisent pas nécessairement des procédés biotechnologiques, (2) à des composés et matériaux issus des ressources renouvelables ayant des applications industrielles ou pharmaceutiques sans nécessairement passer, eux aussi, par des produits des biotechnologies blanches, (3) ainsi qu′à des problématiques reliant l′alimentation humaine ou animale et la bio raffinerie, qui peuvent conduire à sélectionner certaines voies, en particulier enzymatiques, plutôt que d′autres.3

  • 4 Les « Technology Platforms » qui sont intimement reliées à l′un ou l′autre aspect de la KBBE (Food (...)

7C′est la raison pour laquelle on a souhaité disposer d′un « compte satellite » composé de l′ensemble des projets en chimie verte, procédés verts et utilisations non alimentaires de la biomasse, pertinents de par leur lien à la bio raffinerie,4 en puisant dans les thèmes du Fp7 concernés (le FP 7 est divisé en thèmes, qui sont eux même subdivisés en appels par sous thématique) et pas seulement dans ceux retenus par le thème de la KBBE. Il s′agit des thèmes Coordination, Energy, Environnent, Ideas (l′appel Materials and Synthesis, Applied life sciences and biotechnology), Knowledge-Based Bio-Economy (KBBE), Nano sciences, Nano technologies, Materials and New Production Technologies, ainsi que dans le thème régions REGIONS, l′appel à projets « Enhancing the sustainable use of natural resources and of the natural and man-made environment ».

8On obtient ainsi un champ de projets du début du 7 e programme cadre allant de 2007 à mars 2010 comprenant 27 projets dans le thème Energy, 6 projets dans le thème Idées, 13 projets dans le thème KBBE et de 11 projets dans le thème Nano sciences, Nano technologies, Materials and New Production Technologies, 15 projets issus des « Marie Curie Actions » et deux projets Régions. (Disponibilité de la biomasse et études portant sur le recensement de réseaux existants).

Traitement des projets

9Dans une première partie, on discutera du traitement à effectuer sur ces projets scientifiques, à partir des discussions présentes dans la littérature sur le « transition management ». On justifiera ainsi l′effort de cartographie que l′on va mener dans la seconde partie : en effet, cette littérature invite à la fois (1) à concevoir la mise en œuvre de sentiers de transition vers un nouveau régime socio technique, dans lequel la recherche est censée lever des verrous sur le chemin de ce nouveau régime, (2) et le fait que les technologies mises en œuvre s′intègrent dans les projets d′acteurs situés, qui souhaitent voir valoriser leurs compétences ou leurs capacités de production disponibles : les projets scientifiques doivent donc eux aussi être situés.

10Dans la seconde partie, on a donc classé les projets en grandes catégories, en les observant selon la double grille mise au point dans la thèse en cours d′Estelle Garnier (voir dans cet ouvrage et Garnier et al. 2011). Celle-ci insiste d′abord sur le fait que les projets s′organisent prioritairement sur une entrée principale : soit le projet part d′un substrat (des déchets à valoriser, une matière première agricole, un co-produit abondant d′une activité) et organise la coordination, la combinaison (et le renforcement) des compétences autour de ce substrat, les questions de process et de marchés étant secondes – avec une relative plasticité des process et des marchés visés, qui s′adaptent au substrat de départ – ; soit le projet travaille un process (l′extrusion, le cracking enzymatique, le procédé Fischer-Tropsch, etc.) qu′il souhaite adapter à des substrats et des marchés par amélioration successive – auquel cas, le choix pourra porter sur une diversité de substrats ou sur celui qui est le plus à même de valoriser le process – ; soit il vise un marché (la substitution de diesels par des biodiesels par exemple). Ensuite elle pointe le fait que les acteurs économiques sont soumis à une tension particulière en matière de conduite du changement : les logiques de transition vers l′usage de la ressource renouvelable vont être différentes selon qu′on essaie d′intensifier des systèmes productifs existants, par substitution de modules, le plus souvent, ou qu′on essaie de construire une vison globale de sa complexité systémique. Contribuer à une vision systémique du changement sur un segment plus large qu′un seul module, implique en effet d′introduire une problématique explicite de coordination entre acteurs.

I- Une discussion de la littérature sur le « transition management »

  • 5 « Green Chemistry is defined as the design of chemical products and processes to reduce or elimina (...)

11La littérature sur la transition vers l′usage de ressources renouvelables cherche à analyser les transitions dans une perspective multi niveaux (Multi Level Perspective = MLP) (Smith, VoB & Grin, 2010) ; elle vise à proposer un « paradigm for sustainable innovation policies » (Nill & Kemp, 2009 : 677) afin de disposer d′un cadre cohérent de propositions pour le management de la transition d′un régime socio technique à un autre. Elle retient trois clés de changement : les incitations institutionnelles à produire de l » innovation environnementale, la transformation des bases de connaissances scientifiques, portées par le nouveau paradigme de la « chimie verte »,5 et la transformation de la structure de la demande en direction de produits moins polluants (Oltra et Saint Jean, 2007).

  • 6In the formulation of these programmes, one should not rely altogether on the solutions favoured (...)

12Elle propose également l′idée que le changement technologique tend à sélectionner un dominant design. Cette vision pose deux problèmes spécifiques dans le champ de la transition vers les ressources renouvelables. D′une part, elle suppose que le « paradigme » de la chimie verte soit suffisamment unifié pour acquérir une valeur prédictive et qu′on arrive à qualifier a priori des technologies et des innovations de « green technologies » ou d′innovations environnementales, un point qui est aujourd′hui très discuté (Kemp, 2008). D′autre part, elle oriente la recherche économique vers l′identification de « technologies victorieuses » alors que les choix des acteurs se font ex ante à un moment où les performances des technologies sont largement inconnues. La sélection de technologies renvoie donc à des logiques d′acteurs, et à leurs représentations du futur au moment de leurs prises de décision.6

13Les discussions internes au courant du « transition management pointent les limites de la concentration sur les « winning » technologies, qui conduit à un fonctionnalisme ex post de l′explication de la sélection des technologies. Les auteurs appellent à combler les vides en matière d′études de cas précises (Genus et Coles, 2008 : 1444) : il est nécessaire de documenter empiriquement la variété des voies technologiques en formation, pour au moins deux raisons. La première est que l′idée d′un paradigme unique de la chimie verte permettant de déterminer quelles sont les « bonnes » innovations environnementales, ne résiste pas à l′étude des comportement des acteurs : ceux-ci, dans les situations spécifiques liées à leur spécialisation, cherchent à assembler des compromis viables entre leurs corps de connaissances et les 12 principes de chimie verte, ne mobilisant parmi ceux-ci que les principes qu′ils sont capables de tenir, en l′état des technologies dont ils disposent et des types de réactions qu′ils mobilisent [nos propres interviews de chercheurs]. La seconde est que l′idée d′un sentier de transition par sélection de la « winning technology » parmi les différentes niches, parce qu′elle serait la solution la plus efficiente pour la transition ne permet pas de rendre compte des dynamiques de formation de corpus scientifiques et technologiques : « [Analysis of green niche dynamics]... consider them not just in the context of the current regime, but also in competition with unsustainable practices in niches more closely aligned with the interests of the regime (....) There is a contest between various niches, each positioned differently in relation to regimes (...)″, Smith et al. 2010, 443.

14La littérature récente suggère que le modèle de compétition/sélection des technologies doit être réévalué (Sanden et Hillman, 2011 : 403). Cellesci peuvent être à la fois complémentaires et en compétition ; certaines technologies « catalysent le développement et ouvrent la voie vers d′autres » (idem). Elles doivent être considérées aussi dans leur dimension de « bridging technologies » [technologies permettant de relier des secteurs] ou de « two-world technologies » [technologies permettant de relier deux régimes], Kemp et Rootmans, 2005 : 335.

La bioraffinerie comme lieu d′observation

15Ceci est d′autant plus important dans le domaine qui nous occupe que la bioraffinerie doit être vue comme un concept et comme un « objet intermédiaire », au sens que Vinck (2009) donne à ce terme : un objet possédant une dimension et des attributs matériels, mais aussi une dimension abstraite et conceptuelle qui en fait un outil de coordination, destiné à penser la transition de nos sociétés vers l′usage de ressources renouvelables. « L′objet bioraffinerie » a été travaillé ainsi dans des exercices de « technological roadmaps » de l′USDA, et dans des projets européens comme le Biorefineries Joint Coordination and Support Action Call (2008), financés non pour produire des avancées scientifiques, mais pour expliciter la vision du futur autour de laquelle s′écriront les programmes de recherche.

  • 7 L′intérêt pour la bio raffinerie a connu une véritable explosion dans les revues de chimie : on re (...)

16Sa percée dans la littérature de la biochimie, de la catalyse, de la chimie de spécialité, et des sciences de l′ingénieur pour la chimie, atteste de la mise en place de grandes communautés scientifiques7. Mais il est important de noter que la mobilisation de la science au service d′une bio-économie n′est pas nouvelle en soi. Son histoire prend racine dans la longue période, et elle réapparaît à chaque moment des excédents de production de l′agriculture et de saturation de marchés agroindustriels, depuis les années 1920 : par exemple, aux États-Unis, le mouvement de la « chemurgy » et la création en 1935 du National Farm Chemurgic Council (Finlay 2003) témoignent de la recherche systématique d′un pont entre les ressources renouvelables et la chimie. Certaines voies présentées dans la partie qui suit sont ainsi documentées de très longue date notamment dans les schémas de prospective technologique de la fin des années 1970, suite au premier choc pétrolier, lesquelles ne font que renouer avec les idées et espérances technologiques de la chemurgy [voir OECD, 1980 : 22, Chesnais 1981 : 226].

II – La classification des projets

17Pour la classification des projets, on s′est appuyé sur les documents les présentant. Ceux-ci sont en effet disponibles de façon systématique sur internet, car la Commission souhaitant donner une transparence à l′annonce des financements. Certains projets, de la famille de la KBBE notamment, ont été écartés car ne revendiquant que des usages alimentaires ou en pharmacie. Néanmoins, il faut garder en tête que des technologies génériques, coûteuses à l′origine, peuvent être déployées dans des contextes différents. Le passage par des secteurs susceptibles de bien rémunérer l′innovation peut être déterminant, alors que les usages en énergie et chimie, s′il assurent de par les volumes produits, de pouvoir financer la mise en place de grandes unités de production, ne dégagent souvent pas des marges considérables par unité produite. Il faudrait donc si l′on voulait disposer une cartographie complète des technologies potentiellement utiles au développement des bioraffineries, réintégrer ces technologies dans le champ des possibles. Néanmoins, il s′agit ici plutôt d′établir la variété des logiques internes de projets, d′un point de vue non pas technologique, mais économique. Et donc, plutôt que de rassembler les projets par leur proximité technologique, même s′ils sont éloignés de ce point de vue, on a souhaité les caractériser par la logique principale dont ils sont porteurs, lorsqu′on a considéré que, d′un point de vue économique, ils relevaient de la même logique.

Des projets pour documenter la disponibilité en matières premières renouvelables

18Les projets BEE et CEUBIOM ont été lancés afin d′harmoniser les méthodologies d′évaluation des ressources de la biomasse à des fins énergétiques dans l′Union Européenne (et ses pays voisins), pour servir à la planification d′une transition vers les énergies renouvelables. Les secteurs concernés qui ont été étudiés sont l′exploitation forestière, les cultures énergétiques, les résidus de l′agriculture traditionnelle et les déchets. De même, le projet AQUATERRE visait à créer un réseau intégré de cartographie européenne en utilisant différents outils comme les systèmes d′information géographique.

Des projets pour compléter et renforcer des process existants (6 projets)

19Il s′agit ici de projets qui font une référence précise à un dispositif existant que les acteurs souhaitent voir renforcer ou pérenniser, le projet venant donc s′emboîter dans une technologie ou un réseau existants.

20Deux projets, DIBANET (un projet Europe-Amérique-latine, envisageant divers usages de résidus et déchets) et OPTFUEL portent sur la mise au point de biodiesels miscibles : tous deux revendiquent donc comme critère de réussite, l′intégration dans la chaîne des carburants synthétiques, en faisant entrer des biodiesels obtenus par gazéification en mélange dans les diesels existants et non en produisant des biodiesels spécifiques.

21Deux projets visent à compléter la capacité des unités de production d′électricité classiques : DEBCO est préoccupé par la démonstration d′approches novatrices en co-utilisation de la biomasse avec du charbon dans des centrales thermiques existantes pour la production d′électricité à grande échelle et/ou la cogénération ; UNIQUE se propose de renforcer la capacité de traitement de centrales électriques existantes en introduisant de la biomasse et en traitant le problème de la purification des syngas produits avec celle-ci.

22Le projet 2NDVEGOIL est un projet de renforcement de structures économiques en milieu rural. Il en découle l′idée d′intégrer la production des huiles dans des petites unités locales, afin d′offrir un potentiel pour générer des revenus supplémentaires sur les exploitations agricoles.

23Ce raisonnement par « dispositif existant à renforcer » se trouve dans des projets plus vastes à dimension plus stratégique que technologique : par exemple BIOREF-INTEG qu′on révoquera plus loin, a fait un inventaire des bioraffineries existantes pour traiter de l′intégration de nouveautés permettant d′atteindre l′équilibre économique dans les sites existants soussecteur par sous-secteur (Bioéthanol, Biodiesel, Pulp/paper, Conventional oil refinery, Power production, Food industry and Agro.).

Des projets centrés sur les co-produits d′activités existantes (6 projets)

24Dans cette logique, l′entrée première est la disponibilité du co-produit d′un process (liqueur noire des papeteries, boues d′épuration, déchets de poisson, glycérol, etc.), avant de poser la question du débouché ou du process qui permettrait d′optimiser son usage.

25Dans ce cas, le débouché peut être (le plus rarement) mono produit (comme dans le cas de BIODME qui valorise la liqueur noire des papeteries, en ciblant un biocarburant spécifique, (mais qui pose des problèmes spécifiques de corrosion, stabilité, et qui constitue donc un débouché problématique). Cette logique substrat/produit se retrouve dans BABETHANOL qui vise à recenser toutes les bagasses d′Amérique Latine (sous produits de la téquila par exemple) susceptibles d′entrer dans la production de production d′éthanol lignocellulosique, ou dans NOVABIODIESEL (biodiesel issu d′huiles de cuisson alimentaire).

26Plus généralement, le co-produit nécessite pour être valorisé, plusieurs usages, d′où l′idée de polygénération (comme dans ENERCOM, où les boues d′épuration et de déchets verts des usines de compostage actuelles donneraient du compost, de la chaleur, ainsi que des granulés et/ou des briquettes utilisables comme combustible ou comme ENERFISh, où les déchets de poisson sont transformés en biodiesel destiné à retourner dans la production d′électricité et de chaleur dans l′unité de production (congélation, cuisson) ou comme dans ANAMIX, qui cherche à lever les obstacles pour que les résidus organiques issus des agro-industries soient traités par des procédés biologiques utilisés, en recensant une gamme de valorisations potentielles : biogaz ou solvants (éthanol et butanol) ou électricité.

27Enfin, le coproduit peut être travaillé essentiellement pour être réinjecté dans le processus de production lui même ; dans le cas du glycérol, coproduit fatal du biodiesel, trois projets visent à résoudre le problème de l′abondance de ce co-produit en le transformant pour qu′il puisse revenir dans les réactions de production du biodiesel : avec comme dans SUPERMETHANOL un reforming de la glycérine dans l′eau supercritique pour créer une boucle vers un méthanol produit en interne par le site utilisé dans la réaction, ou GLYFINERY ou PROPANERGY qui explorent un traitement enzymatique transformant le glycérol vers la production de biocarburants (éthanol et butanol + éventuellement un débouché en 1,3 propanédiol, mais qui ne semble pas central dans le projet).

Des projets centrées sur un substrat (5)

28On différencie ici les stratégies évoquées précédemment, dans lesquelles il faut qu′il existe le co-produit découlant d′une activité déterminée (et c′est sa disponibilité qui guide l′action), des appels à projets centrés sur une filière de production, à partir d′un substrat s′ouvrant en corolle sur des usages divers. On retrouve à cet endroit, (1) les cultures riches en huiles dont les recherches rassemblées dans SUSTOIL visent à développer des systèmes avancés de bio raffinage pour convertir l′ensemble des cultures riches en huile de l′UE (colza, olive et tournesol) en énergie (carburants, électricité et chaleur), en nourriture et en bioproduits (produits chimiques et/ou matériaux). (2) les usages des amidons représentés par REBIOFOAM (3) les composites à base de bois qui ont aussi été dotés d′un appel spécifique (call : Advanced Wood-Based Composites and their Production) avec trois projets SUSTAINCOMP, WOODY : Innovative advanced wood-based composite materials and components, BIOSTRUCT.

Des projets centrés sur l′espérance technologique d′une biomasse spécifique (9 projets)

29À la différence des deux types de projets précédents, ces projets sont centrés sur une plante ou algue spécifique, pour laquelle les espoirs sont mis dans le fait que son adoption permettrait de rendre les process économiquement viables : c′est en tous cas autour de cette justification que sont construites les présentations de projets tels que ECODIESEL qui se concentre sur le jatropha, de SWEETFUEL proposant le sorgho doux comme « une plante énergétique alternative », ou ENERGYPOPLAR, avec le peuplier, ou de la famille des projets sur les algues (BIOWALK4BIOFUELS, AQUAFUELS, MABFUEL).

30Certains projets développent un process spécifique lié à l′espérance technologique portée par la plante : ICON cherchant à produire des cires par manipulation génétique, dans deux plantes oléagineuses, Crambe abyssinica et Brassica carinata, LIGNODECO où l′enjeu est l′optimisation du prétraitement de plantations d′eucalyptus et herbe à éléphant au Brésil, ou NATEX travaille des applications en structures composites du lin et du chanvre.

31Mais dans tous ces cas, la plante reste le cœur autour duquel se définissent les process. Ceci différencie donc ces projets de ceux qui suivent, dans lesquels, c′est soit un grand process qui guide le projet, soit la volonté de travailler sur un module spécifique de la chaîne de valeur.

Des projets pour étendre une technologie existante (4)

32Ceux-ci relèvent des deux grandes familles de technologies concurrentes pour le traitement de la biomasse :

33– les projets autour de la gazéification de la biomasse et des problématiques de purification des syngas obtenus par ce process tels que GREENSYNGAS, UNIQUE (réacteur de gazéification « high purity syngas » pour une cogénération chaleur et énergie plus efficace) ou NEXT GEN BIOFUEL pour la génération de biofuels à travers le Fischer-Tropsch process.

34Les process de fractionnement limité de la biomasse : dans le projet BIOCORE, une variante « douce » de la technologie organosolv devrait à la fois ouvrir à une diversification des substrats pouvant être traités dans le même process, et une diversification des débouchés du fait du respect par cette techniques des caractéristiques structurelles des produits de fractionnement.

Des projets pour introduire une innovation de rupture sur un segment de process (15)

35La sélection de ces projets trouve sa justification dans la façon dont ceuxci se présentent eux même : ils proposent une logique de décomposition de la chaîne de valeur, et une intervention à un endroit de la filière où ils considèrent que leur apport va être décisif dans la production de la valeur.

36Ceux-ci se concentrent sur trois endroits de ces chaînes de valeur :

  1. L′idée que le coeur de la compétitivité se trouve dans l′amélioration de la plante considérée comme l′ »l′usine cellulaire » (ou aussi « green factory ») à optimiser : RENEWALL projet de génie génétique de la paroi cellulaire pour améliorer l′usage industriel des plantes, financé dans l′appel sur l′énergie, peut être compris comme un prolongement des espérances technologiques pour maîtriser et orienter « l′usine verte », pour l′heure explorées essentiellement dans le domaine pharmaceutique, tels que SMARTCELL (production de métabolites secondaires à haute valeur ajoutée).
  2. L′idée que la maîtrise des procédés microbiens et enzymatiques est la clé de la filière. Soit ces projets explorent des principes de réaction – MODDESGNORGCAT qui prévoit un design modulaire d′étapes. Soit ils explorent de micro-organismes prometteurs comme dans ENANAMMIC-BIOF (micro-organismes dans des réacteurs anaérobies), ou dans le groupe de projets formé par HYPE (projet du thème energy) (pour certaines conduites par ailleurs dans le thème KBBE dans les projets NEMO et DISCO pour obtenir des enzymes permettant de maîtriser des coûts de production d′éthanol sur le segment du prétraitement enzymatique des lignocelluloses. La concurrence entre process chimiques sur les lipides (relativement bien maîtrisés compte tenu de leur histoire) et biotechnologiques conduit à explorer la mobilisation de levures (projet LIPOYEASTS orientant le métabolisme d′une levure particulièrement prometteuse : Yarrowia lipolytica) comme « usine cellulaire polyvalente » pour la conversion de matières premières riches en lipides, en différents produits allant de la chimie fine (bio lubrifiant, émulsifiant…) aux énergies (biodiesel, bio kérosène).
  3. Enfin, des procédés catalytiques sont dédiés à des étapes particulières, mais génériques, c′est à dire susceptibles de se retrouver dans des process et des objectifs de débouchés variés à partir de l′intégration d′avancées fondamentales dans un domaine particulier : les nano catalyseurs issus dispositifs issus de la catalyse homogène et supramoléculaire (NANOSONWINGS) ; des solvants nouveaux (HYDRA-CHEM) ; la réaction de métathèse des oleofines (FUNCAT et EUMET) ; le design dit ″bioinspiré″ de nouveaux catalyseurs (NOVCAT, BIDECASEOX, AMBIOCA

Des projets destinés à développer une conception intégrée de la chaîne de valeur (6 projets)

37Ceux-ci sont particulièrement présents dans le débat sur une organisation cohérente autour du concept global de bio raffinerie : le projet BIOREF-INTEG déjà cité vise à raisonner le développement de nouveaux schémas de bio raffineries dans les complexes existants de production de carburant ; le projet EUROBIOREF, où la dominante chimique et thermochimique se combine avec la volonté de disposer d′une vision globale du développement économique ; SUPRA-BIO où la bio raffinerie intégrée est déclinée à partir d′un voie dominante enzymatique, et BIOCORE visant « l′intégration intelligente des procédés chimiques et biotechnologiques ». Mais l′on retrouve la même logique de recherche d′une vision globale, sans qu′elle soit nécessairement centrée spécifiquement sur la biomasse, portant sur la volonté d′intégrer les process dans des programmes génériques visant à penser une architecture modulaire de « l′usine chimique du futur » tels que F3 FACTORY (Flexible, fast and future production processes) COPIRIDE ou PILLS : trois programmes « d′intensification » à partir de microréacteurs.

Des projets de coopération pour créer des chaînes de valeur au niveau international

38Enfin, il faut faire une mention particulière à des projets dont la particularité est la coopération internationale. On les a retenu ici car ils vont au-delà de la simple collaboration de recherche. Ils sont raisonnés dans une logique de « global value chain », de constitution d′une chaîne de valeur internationale, à cheval sur les continents européen et américain : par exemple, CANEBIOFUEL vise un procédé commercialement viable pour la conversion de la biomasse de canne à sucre qui se traduira par la création d′une chaîne de valeur, combinant l′industrie de la canne à sucre forte d′Amérique latine et un leader européen des bio innovations (Novozymes A/S) ; de même, les projets visant à recenser les disponibilités de bagasses d′Amérique Latine (sous produits de la téquila) (BABETHANOL) ou de plantations à rotation rapide sur les espaces disponibles en Amérique Latine) (LIGNODECO) visent à asseoir la global value chain sur la disponibilité en biomasse d′Amérique Latine.

Conclusion

39Les projets soutenus par la Commission Européenne liés à la bioraffinerie ont été rassemblés ici dans un ensemble formé à partir d′une notion élargie de la KBBE aux usages de la biomasse, y compris par des process non biotechnologiques.

40Ces projets répondent à différentes logiques, relevant de façons différentes de justifier et d′orienter les projets scientifiques. La pluralité des projets européens renvoie à la formation de communautés économico scientifiques à partir de stratégies d′exploration localisées du futur de l′usage des ressources renouvelables. Ces stratégies sont localisées au sens où elles structurent l′effort de recherche à partir d′une entrée spécifique ; la complexité des compétences nécessaires est alors organisée et hiérarchisée par cette entrée.

41Dans d′autres travaux, nous avons mis l′accent sur le maintien au cours du temps de quatre grandes voies technologiques : une voie thermochimique et une voie biotechnologique de destructuration importante de la biomasse, et deux grands types de voies de fractionnement limité, des huiles ou groupes actifs complexes qui seront fonctionnalisés par voie chimique, et de grands composants de la plante (amidons par exemple) qui seront fonctionnalisés par des voies physico-chimiques (procédés d′extrusion réactive ou photochimie) (Bliard et al. 2011). On retrouve ici ces différentes voies, explorées selon les logiques particulières que l′on a pointé. L′idée d′une « bio raffinerie idéale » qui se développerait de façon cohérente et en quelque sorte ex nihilo, uniquement à partir de la vision pour le futur d′un nouveau paradigme fondé sur l′usage du renouvelable ou les avancées des biotechnologies doit donc être largement nuancée. Elle relève plutôt d′un « foisonnement d′initiatives » destiné à en explorer des segments particuliers à partir de besoins particuliers : valorisation de résidus et de coproduits pour élever la compétitivité de certaines unités, levée d′un verrou technologique particulier, travail sur un segment devant fournir une innovation de rupture, etc. On comprend donc que la volonté de disposer d′une vision intégrée du développement conduit aussi à financer des programmes spécifiques cherchant à recomposer une cohérence globale, soit dans des sites cherchant à intégrer au sein d′un complexe industriel cette diversité (Octave et Thomas, 2009), soit dans des filières internationalisées.

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Notes

2 À partir de premier document réalisé par Adrien Normand, chargé de mission à l′ANR que l′on remercie ici, et complété par notre veille internet sur les projets repérés dans son document de mai 2010.

3 Voir par exemple le programme Multilatéral PLANT-KBBE de l′ANR française

4 Les « Technology Platforms » qui sont intimement reliées à l′un ou l′autre aspect de la KBBE (Food for Life, Plants for the Future, The Forest-based Sector, Sustainable Chemistry, Biofuels, European Aquaculture) ; les ERA-Nets reliés à la KBBE sont ERA-NET Plant Genomics, ERA-NET ACENET (applied catalysis), ERA-NET Bioenergy, ERA-NET ERASysBio, ERA-NET EuroTrans-Bio, ERA-NET Industrial Biotechnology, ERA NET on Nanosciences) ; il existe également un ensemble de projets Marie-Curie relevant de ce groupe.
La DG Recherche a été invitée à faire travailler en étroite coordination entre ses différents thèmes : la Commission a lancé un appel conjoint sur le développement des bio-raffineries, en 2009, en joignant pour la première fois les forces de quatre thèmes différents du 7e PC (Alimentation, agriculture et pêche, biotechnologie, nano sciences, nanotechnologies, matériaux et nouvelles technologies de production, de l′Energie et l′Environnement, y compris le changement climatique) et de 2 différentes DG (RDT et l′ENER : Directions E, G, K et I de la DG RTD et la direction C de la DG ENER).

5 « Green Chemistry is defined as the design of chemical products and processes to reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances » (Anastas et Eghbali, 2010 : 301). L′émergence du concept de chimie verte réside dans la remarquable mise en forme et diffusion internationale d′une démarche non contraignante mise au point au sein de l′US Environmental Policy Agencye, la codification de 12 principes que les chimistes sont appelés à respecter, autant que faire ce peut (Linthorst, 2010). Ceci explique son succès outre atlantique au moment où se met en place la directive Reach en Europe. La diffusion à partir de 1996 de ces 12 principes qu′aucun chimiste n′ignore aujourd′hui, la création de revues telles que Green Chemistry (1999), ou ChemSusChem (2008) dédiées à l′interface entre la chimie et du développement soutenable attestent de l′importance du mouvement.

6In the formulation of these programmes, one should not rely altogether on the solutions favoured by established actors who are likely to be locked into old ways of thinking and have an interest in the status quo » Kemp, 2008, op cit, p. 10.

7 L′intérêt pour la bio raffinerie a connu une véritable explosion dans les revues de chimie : on recense sur les bases de données (Scopus et Wiley) au mieux un à deux articles par an de 1987 à 2000, et seulement 14 en 2003, au moment où le prix du pétrole connaît le début de son décollage, pour atteindre 234 articles en 2009 sur Science direct (interrogé avec le mot clé bio refinery). Début septembre 2009, on y trouvait une dizaine d′articles 2010 disponibles (publiés sous format électronique). Science Direct donne 399 articles en 2010, et sa consultation le 3 mars 2011, déjà 229 articles sur 2011.

© Presses universitaires du Septentrion, 2012

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