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Les Agrocarburants

Auteur : Jean Simonneaux (Toulouse EducAgro, ENFA)

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Sommaire :

 

Photos : ©Jean Simonneaux

Dernière mise à jour juin 2008


Contexte économique

Le premier choc pétrolier de 1973, puis celui de 1979, ont conduit à une remise en cause de la dépendance pétrolière dans les politiques énergétiques et industrielles françaises, des mesures d'économie de consommation apparaissent. Le développement de l'énergie nucléaire a été l'une des réponses du moment en France, mais pas la seule. On a vu apparaître durant la fin de la décennie soixante-dix une réflexion sur l'usage énergétique de l'agriculture. Les préoccupations sont d'abord d'ordre économique : incidences des prix élevés des produits agricoles soutenus par la PAC sur le coût d'opportunité des cultures à vocation énergétiques, stratégie de filières ou encore l'intérêt macro-économique de subventionner une production énergétique plutôt qu'alimentaire (Requillard, 1989). A cette époque, on n'utilise pas le terme de agrocarburant ou d'agrocarburant mais celui d'utilisation énergétique de la biomasse qui entre dans un ensemble d'énergie douce, les préoccupations environnementales ne sont reconnues que par une minorité.

Le milieu des années quatre-vingt voit le prix du pétrole diminuer - le pétrole redescend en dessous de 20 $ le baril - ce qui donnera un frein au développement d'énergies alternatives.

Les prix bas du pétrole se poursuivent jusqu'à la fin des années quatre-vingt dix et l'accroissement de la consommation énergétique se poursuit avec une part croissante de la part de l'électricité. Mais cette stabilité n'est que provisoire à cause de plusieurs phénomènes : tout d'abord, les prix du pétrole augmentent à la suite d'une importante demande mondiale en énergie associée à la fin programmée d'une ressource ainsi qu'à une forte instabilité politique dans les pays producteurs. Le baril de pétrole va frôler les 80 $ le baril. A cette augmentation du prix du pétrole, il faut ajouter une montée et une prise de conscience des enjeux environnementaux : pollution, réchauffement climatique... La demande pétrolière continue à croître fortement, notamment avec la croissance chinoise, et conduit à une forte augmentation des prix du pétrole qui atteignent 140 $ en juin 2008. Aller plus loin sur le marché du pétrole

Contexte politique

Sans entrer ici sur la question du nucléaire, l'entrée dans le deuxième millénaire correspond à une montée en puissance des énergies renouvelables dont les agrocarburants et biocombustibles. Les agrocarburants sont un des volets promus dans la politique énergétique de la France qui s'inscrit clairement dans le cadre des accords de Kyoto (1997). Entrés en vigueur en 2005, ces accords prévoient une réduction de la production des gaz à effet de serre (GES) à un niveau inférieur à ce qu'ils étaient en 1990 dans la prochaine décennie. La loi d'orientation sur l'énergie (13/07/2005) reprend parmi ses objectifs la lutte contre les GES en s'appuyant notamment sur la valorisation de la biomasse dont les agrocarburants. La France, qui en 2005 a incorporé moins de 1% de agrocarburants (alors que l'objectif était de 2 %), a pour objectif un taux d'incorporation de 7 % en 2010 (l'objectif européen est de 5,75 % en 2010) et 10 % en 2015.                                                                                  Aller plus loin sur la politique française en matière d'agrocarburants

Aussi, les énergies renouvelables sont devenues aujourd'hui un enjeu environnemental, économique et politique. Par rapport aux années quatre-vingt, les modalités de la PAC ont évolué avec un découplage partiel des aides qui ramène les prix des produits proches des cours mondiaux, la production de agrocarburants connaît un fort regain d'intérêt surtout depuis la hausse du pétrole de fin 2005 et on voit de nombreuses initiatives émerger.

Les différents biocombustibles

La biomasse est utilisée pour produire des carburants destinés au transport - les agrocarburants - ou de l'énergie sous forme de chaleur ou d'électricité, on parle alors de biocombustibles.

 Graphique Biocombustibles

Production d'énergies renouvelables par filière en 2005 (Mtep) in L'énergie en France, repères, édition 2007, Ministère de l'économie et des Finances

 

Des estimations de la production de 2007 sont également consultables sur le site du ministère de l'industrie.

Ø       L'usage du bois et des sous-produits ou déchets de bois représente aujourd'hui la principale source énergétique de biocombustible en France et plus globalement la principale ressource énergétique renouvelable. Son usage individuel et collectif est fortement encouragé.

Rondins de bois

 

Ø       La production éolienne a pratiquement doublé en France entre 2005 et 2006 mais demeure à un niveau très modeste.

Ø       La production solaire photovoltaïque commence à augmenter significativement après de nombreuses années de stagnation mais représente en 2006 moins de 20% de l'énergie éolienne ou encore 3% de l'énergie bois.


Les différents agrocarburants

Le terme « biocarburant » a été contesté pour une image « biologique » dont il pouvait être porteuse alors qu'il s'appuie généralement sur une agriculture intensive, on préférera donc utiliser le terme agrocarburant. La production d'agrocarburants voit son volume de production augmenter de manière significative.  Les agrocarburants de « 2ème génération » sont annoncés être à l'étude, ils se développeraient à partir de produits ligno-cellulosiques (déchets végétaux).

Type d'agrocarburant

(production française)

Principales ressources biologiques utilisées

Process

Usages les plus fréquents

Remarques

Ester méthylique d'huile végétale  (EMHV)


Colza,

Tournesol, soja

Après séparation huile et tourteaux, opération chimique qui débarrasse les huiles du glycérol

Ajout dans le gazole routier ou le fioul domestique (< 3%)


Diester ou biodiesel : Mélangé en taux plus élevé (environ 30 %)après adaptation des moteurs diesel

Bio-éthanol


Betteraves

Blé, Orge, Canne à sucre, maïs

Alcool obtenu par fermentation

Incorporé directement à l'essence (< 5%)


transformé en ETBE par ajout avec de l'iso butène (15 % dans l'essence SP)

E85  (85% éthanol et 15 %  essence) sur Flex-fuel

Bio-gaz (CH4),

(Installations agricoles  : France < 10, Allemagne  >3000)

Déchets végétaux et animaux, déchets ménagers

Méthanisation : fermentation anaérobie,

Transformation en électricité

Le GNV est équivalent au gaz naturel (et non au GPL)

Gaz Naturel pour Véhicule (GNV)

HVP (Huile Végétale Pure)

Colza, tournesol

Pressage à froid des graines et filtration des huiles

Carburant agricole dans des moteurs diesel

Produit exonéré de taxes, usage routier interdit 

Biocarburants de 2ème génération (après 2010)

Taillis, déchets industriels et agricoles, mycanthus...,

Plusieurs modes de fermentation associés

Idem BioGaz ??

Au stade recherche actuellement



2005

2006

2007

Biogaz




     Décharges

42

47

48

     Boues d'épuration

33

31

31

     Boues agricoles

3

3

3

     Effluents des IAA

17

17

17

Éthanol

75

148

263

EMVH

401

553

910

Production française de Biogaz, éthanol et EMVH en ktep recalculé à partir des estimations de l'Observatoire de l'énergie du ministère de l'industrie.

L'Ester méthylique d'huile végétale  (EMHV)

L'EMHV (encore appelée biodiester ou diester) est le principal agrocarburant en France, il est produit en France principalement à partir de colza mais aussi de tournesol. L'EMHV bénéficie d'un dispositif de soutien fiscal de la part de l'Etat avec une exonération partielle de la taxe intérieure de consommation (TIC). La production se réalise dans des grandes unités industrielles.

L'usage de l'EMVH comme carburant peut se faire en association à moins de 5% dans le gazole, voire jusqu'à 30% dans des véhicules diesel adaptés.

Champ


L'éthanol

L'éthanol est en forte augmentation en France à partir de betterave et de blé, au Brésil à partir de la cane à sucre où il représente un usage aussi important que le pétrole et aux Etats-Unis à partir de maïs. Comme pour l'EMHV, l'éthanol bénéficie d'un soutien fiscal de la par de l'Etat français par agrément des volumes de production subventionnés.

L'éthanol est incorporé dans l'essence sans plomb à un taux inférieur à 5%, à un taux de 30% lorsqu'il est transformé en ETBE (éthyl tertio butyl éther) par catalyse avec l'isobutène (C4H8) ou bien à un taux supérieur à 85% sur les véhicules adaptés dits flex-fuel. Le nombre de stations distribuant de l'éthanol est encore limité

Enseigne Sonic


Le biogaz

Le biogaz ne fait que partiellement partie des agrocarburants, il est essentiellement produit à partir des décharges, des boues d'épuration et des déchets des industries agro-alimentaires (IAA). La production de méthane (CH4) à partir des effluents d'élevage (fumier, lisier) reste très faible en France alors que le nombre d'installations en Allemagne dépasse les 3000 exploitations, le Danemark ayant opté pour des installations collectives de déchets agricoles. Le principe de la méthanisation est basé sur une fermentation anaérobie avec un rendement qui varie selon les substrats et notamment des rapports C/N de ces substrats.

La valorisation du méthane se fait sous forme de chaleur (utilisée également pour maintenir le digesteur à température optimale) et d'électricité. Un projet, Géotexia Méné, associant déchets agricoles et industriels est en cours en Bretagne. La politique de l'ADEME paraît favoriser les installations de méthanisation de déchets ménagers ou industriels de taille supérieure.

Le biogaz pourrait être utilisé comme carburant, après purification, il est équivalent au Gaz Naturel de Ville (GNV), utilisé majoritairement dans les transports publics, voire dans quelques modèles de véhicules particuliers (Citroën, Fiat..). Le réseau public de distribution est pratiquement inexistant. Le GNV ne doit pas être confondu avec le Gaz de Pétrole Liquéfie (GPL) composé essentiellement de pentane et d'hexane et ne fonctionne pas sur les mêmes véhicules. Ces deux gaz sont d'origine fossile, permettent une émission plus faible de GES ou de gaz polluants. Méthanéva et Solagro ont développé une expertise et une ingénierie dans le domaine de la méthanisation.

Aller plus loin :

Rapport « Évaluation des conditions de développement d'une filière de méthanisation « à la ferme » des effluents d'élevage » par les ministère de l'agriculture et le ministère de l'écologie

 

L'Huile Végétale Pure (HVP)

L'HVP est produite par pressage à froid de graines d'oléoprotéagineux (colza, tournesol, soja) en séparant l'huile des tourteaux. Cette huile est utilisée, encore de manière marginale, après filtration en mélange dans des moteurs diesel. Elle est souvent produite dans des unités de petite taille, souvent distribués et utilisés localement et a été largement promue par la fédération des CUMA. L'HVP, produit et utilisé directement sur les exploitations agricoles, pourrait représenter 20 % des carburants des agriculteurs à court terme. L'HVP bénéficie d'une exonération fiscale de la TIC pour un usage en autoconsommation sans être réellement encouragé par l'Etat

L'usage de l'HVP sur des moteurs diesel doit cependant être contrôlé pour en assurer un entretien correct ou éviter des émissions polluantes.


Tournesols


Pour aller plus loin :

http://www.ouest.cuma.fr/Documents/energies/Energies%20renouvelables/Huile-vegetale-pure/generalites/produire-et-valoriser-l-huile-vegetale-pure/

Site de la fédération des CUMA avec une série de documentation sur l'HVP.


Les agrocarburants de 2ème génération

Les instituts de recherche (INRA, IFP, ...) et les firmes s'intéresse à ces agrocarburants dits de 2ème génération. Il s'agit de produire des agrocarburants à partir d'une diversité de ressources de « biomasse cellulosique » : déchets de cultures, eucalyptus, taillis à courte rotation (peupliers, noisetiers..), miscanthus... Ces productions peuvent être utilisées directement dans une filière bois-énergie pour la production thermique mais aussi dans un process associant souvent fermentation et opération chimique, dite chimie verte pour la production de divers carburants (éthanol, méthane...) avec une efficience énergétique supérieure aux process actuels.


Intérêts, limites et controverses autour des agrocarburants

La filière « Méthanisation » est développée en France essentiellement sur les déchets ménagers et industriels et fort peu sur les déchets agricoles (fumier, lisier) contrairement à l'Allemagne qui a développé de nombreuses installations (> 3000) dans les exploitations agricoles. La méthanisation des lisiers en Bretagne doit permettre de réduire l'effet de serre mais cependant conforter une agriculture intensive avec un « habillage » écologique sans résoudre les problèmes d'excédent de nitrates. 

Pour aller plus loin sur la méthanisation des lisiers :

Citron vert : Site fortement inspiré par le parti des Verts,

Intérêts avancés des agrocarburants :

Limites et désavantages des agrocarburants :

Les controverses

Moissonneuse


Pour aller plus loin,  l'article de Paul Crutzen



Train

Velos

Train et parking de vélos à Malmö (Suède)



Sitographie :

http://www2.ademe.fr/servlet/KBaseShow?sort=-1&cid=96&m=3&catid=12615

Le site de l'ADEME avec une partie dédiée aux agrocarburants, un incontournable.


http://www.ifp.fr/information-publications/notes-de-synthese-panorama/panorama-2007

L'Institut Français du Pétrole (IFP) travaille sur les filières industrielles des « biocarburants », essentiellement EMVH et éthanol.


http://www.amisdelaterre.org/-Agrocarburants-.html

Site des amis de la Terre, association de protection de l'Homme et de l'environnement, proche des Verts.


http://www.agrobiosciences.org/recherche.php3?recherche=biocarburants

Une sélection d'articles et de ... de la Mission d'Animation des Agrobiosciences, centre de débat public. 


La présentation de biocarburants par le site du ministère de l'économie, de finances et de l'industrie.


http://www.ademe.fr/partenaires/agrice/index.htm  

AGRICE, Agriculture pour la Chimie et l'Energie, est un Groupement d'Intérêt Scientifique qui a pour objet l'animation, le financement, le suivi et l'évaluation de programmes de recherche et développement portant sur les nouvelles valorisations des produits et coproduits d'origine agricole dans les domaines de l'énergie, de la chimie et des matériaux.


Des vidéos en ligne pour consultation possible par les élèves :

http://www.dailymotion.com/related/x13f5u_usine-dethanol-a-marnay_news/video/x1dwvv_salonagriculturebiocarburants_sustainable_dev?from=rss

reportage d'actualités de France2 (2007 ?) sur l'intérêt de l'éthanol avec arguments pro / anti, une estimation des surfaces nécessaires et une très rapide comparaison avec la production d'éthanol brésilien


http://www.dailymotion.com/video/x1dii3_agrocarburants-dans-le-pays-de-la-l_sustainable_dev

reportage de FR3 Pays de Loire (3mn 13) avec différents intérêts et controverses sur les agrocarburants, notamment du point de vue des paysage.


http://www.dailymotion.com/relevance/search/biocarburants/video/x5sqjy_les-problemes-des-biocarburants_news

Reportage de compléments d'enquête (19mn 04) dans l'Iowa en juin 2008 auprès des céréaliers étasuniens complété par une interview de Jean Ziegler sur les problèmes de sous-nutrition. 


http://tf1.lci.fr/infos/jt/0,,3817916,00-emeutes-faim-cri-alerte-fao-.html

Reportage du journal de 20h de TF1 sur la crise alimentaire, les émeutes de la faim et le cri d'alarme de la FAO.


Bibliographie :

Le Pape Yves, (1989), Analyse de la genèse d'une innovation : le biogaz in Réquillard Vincent, (1989) s/d, L'énergie, un nouveau marché pour l'agriculture, INRA-Economica, Paris

Sourie J-Cl,, Tréguer D., Rozakis S., (2005), L'ambivalence des filières biocarburants, Inra Sciences Sociales, n°2, décembre 005




[1] Vérifier l'usage d'une marque commerciale dans le texte