Porteurs de nombreux espoirs pour le secteur des transports, les agrocarburants de seconde génération font l'objet de nombreuses recherches en France et en Europe. Contrairement aux agrocarburants de première génération qui ne sont produits qu'à partir de certains éléments des plantes (graines ou tubercules) comme le bio-éthanol issu de la fermentation de canne à sucre ou de betterave, ou le bio-diesel issu de la transestérification d'huiles végétales, ceux de seconde génération peuvent être produits à partir de plantes entières. Il deviendrait alors possible de valoriser tous les déchets organiques (ménagers, végétaux ou forestiers) et de dédier certaines cultures non alimentaires uniquement à la production de carburants. Théoriquement, les bilans énergétique et environnemental de cette filière seraient bien meilleurs et certains inconvénients reprochés aux agrocarburants de première génération comme la concurrence avec la production alimentaire, deviendraient caducs.

Pour produire des biocarburants de seconde génération, plusieurs voies sont possibles. Une première voie vise à produire de l'éthanol à partir de végétaux non alimentaires dont on aura fait fermenter le sucre en alcool. Une autre voie, thermochimique, consiste à produire un carburant de synthèse liquide à partir de la biomasse en la gazéifiant ou en la pyrolysant. Pour chacune de ces voies, des projets de recherche ont été lancés en France et en Europe et visent à produire des biocarburants directement mélangeables à l'essence ou au gazole issus du pétrole.

Objectif : trouver le bon mélange biomasse-carburants

Un projet européen baptisé BIOCOUP (Co-traitement de bio-liquides dans des unités conventionnelles de raffinage pétrolier) et lancé en mai 2006 a des ambitions plus larges puisqu'il a pour objet de développer un procédé industriel permettant d'intégrer de la biomasse liquide directement dans les raffineries traditionnelles de pétrole pour produire des carburants contenant une part de biomasse. Au lieu de mélanger les biocarburants aux carburants traditionnels en sortie de raffineries, la biomasse serait intégrée en amont.

Basé sur la voie thermochimique, le procédé recherché pourra accueillir plusieurs types de biomasse (bois, résidus agricoles, résidus forestiers…). Une première étape transformera cette biomasse en « bio-huiles » par pyrolyse. Ces huiles seront ensuite désoxygénées avant d'être intégrées dans les unités de distillation de la raffinerie.

“ L'objectif est de tester différents mélanges et d'évaluer les impacts sur la qualité des carburants finaux ” Claude Mirodatos

Soutenu par la Commission européenne dans le cadre son 6e Programme Cadre de Recherche et de Développement Technologique (PCRDT), le projet BIOCOUP regroupe de nombreux partenaires européens. En France, le projet est porté par le CNRS (Institut de recherches sur la catalyse et l'environnement de Lyon ou IRCELyon), les sociétés ARKEMA et METEX et cogéré par la société ALMA. Les recherches sont concentrées sur les mélanges entre les bio-huiles et les carburants traditionnels. L'objectif est de tester différents mélanges et d'évaluer les impacts sur la qualité des carburants finaux, explique Claude Mirodatos Responsable avec Yves Schuurman de l'équipe « Ingénierie et Intensification des Procédés » à l'IRCELyon. Nous essayons également de comprendre les impacts de ces mélanges sur le fonctionnement des raffineries qui reste très complexe, ajoute-t-il. À mi-parcours du projet, le chercheur semble confiant : au regard des premiers résultats, on s'oriente vers une intégration de la biomasse à hauteur de 10% sans trop de problème.
Rappelons que conformément aux objectifs de la directive communautaire 2003/30/CE, le taux d'incorporation des biocarburants dans l'essence et dans le gazole devrait atteindre 5,75% exprimé en valeur énergétique en 2010. Le paquet climat/énergie européen adopté en décembre dernier prévoit quant à lui que 10% d'énergies renouvelables soient intégrés dans le secteur des transports d'ici à 2020. La majeure partie de cet objectif pourrait donc être atteinte grâce aux biocarburants.

Appuyé par l'Europe à hauteur de 7,6 millions d'euros, le projet BIOCOUP doit se terminer en 2011. Les étapes essentielles du projet sont actuellement mises au point à l'échelle du laboratoire avec la possibilité en cas de succès de passer au lancement de prototypes industriels. Les recherches effectuées laissent entrevoir des perspectives intéressantes pour le développement des agrocarburants de deuxième génération à grande échelle : pas d'usine spécifique mais une adaptation des raffineries actuelles, pas de modification du circuit et des systèmes de distribution de carburants, pas de modification des moteurs…

Des travaux complémentaires sur la chimie verte

Dans le cadre du projet BIOCOUP d'autres travaux sont menés en parallèle afin de réfléchir à une réutilisation complète des différents sous-produits du procédé industriel. Les différentes étapes de traitement peuvent permettre de récupérer de nombreux produits chimiques à partir de la biomasse. Les bio-huiles peuvent contenir plus de 400 produits chimiques différents mais en petites quantités comme certains acides, aldéhydes et phénols, explique Claude Mirodatos. L'enjeu est donc de les concentrer et de les isoler, ajoute-t-il.
Ces produits issus de la biomasse doivent remplacer à terme leurs homologues issus de la filière pétrochimique actuelle.