Introduction aux biocarburants

As-tu déjà allumé une ampoule? As-tu déjà utilisé un ordinateur portable ou un téléphone intelligent? As-tu déjà roulé dans une voiture ou un autobus? Si tu as répondu « oui » à au moins l’une de ces questions, tu as déjà utilisé de l’énergie. À mesure que les technologies se développent et que la population mondiale augmente, les gens ont besoin de plus en plus d’énergie. Mais répondre à ce besoin de manière durable est un véritable défi.

Depuis la Révolution industrielle, la majeure partie de l’énergie que nous utilisons provient de la combustion des combustibles fossiles. D’après l’Agence internationale de l’énergie (AIE), la quantité d’énergie produite dans le monde en brûlant des combustibles fossiles a été relativement stable ces trente dernières années. En 2022, environ 80 % de l’énergie produite dans le monde provenait de la combustion des combustibles fossiles. Mais les combustibles fossiles ne sont pas la seule source d’énergie. On peut produire de l’énergie à partir de sources renouvelables, comme le vent, le soleil ou l’eau en mouvement. On peut aussi produire de l’énergie à partir de produits à base de plantes. C’est ce qu’on appelle les biocarburants ou la bioénergie.

Le savais-tu?

Depuis 2022, les biocarburants représentent environ 6 % de la quantité totale d’énergie utilisée dans le monde.

Quelle est la différence entre les combustibles fossiles et les biocarburants?

Les combustibles fossiles sont des formes solides, liquides ou gazeuses d’hydrocarbures. Les hydrocarbures sont composés d’hydrogène et de carbone.

Avec le temps, la chaleur et la pression transforment ces matières en combustibles fossiles. Le charbon est un type de combustible fossile fait à partir de dépôts de roches sédimentaires contenant des plantes et des animaux morts.

Le savais-tu?

Les plantes fossilisées constituent plus de 50 % de poids d’un morceau de charbon.

Que sont les biocarburants et comment sont-ils utilisés?

Les biocarburants proviennent de matières végétales vivantes ou récemment mortes et de résidus animaux. Les biocarburants les plus couramment utilisés sont l’éthanol et le biodiésel. Ils sont faits à partir de divers morceaux de plantes ainsi que de graisses animales. On appelle « charge d’alimentation » les matières premières utilisées pour produire du biocarburant.

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Une photographie couleur d’une pompe à biocarburant dans une station-service.

À gauche de la pompe se trouve un pistolet à essence jaune. L’étiquette en haut du pistolet indique qu’il s’agit de carburant E85. Ce carburant est composé à 85 % d’éthanol. À droite se trouve un pistolet à essence vert. L’étiquette pour ce pistolet indique qu’il s’agit de biodiésel. Derrière la pompe, l’arrière d’un camion blanc est partiellement visible, et plus loin encore derrière se trouve le côté d’une station-service.

Le savais-tu?

L’idée d’utiliser des biocarburants a germé dans les années 1800! Henry Ford pensait que l’éthanol serait le carburant de l’avenir.

De quoi les biocarburants sont-ils constitués?

Les scientifiques classent les biocarburants en quatre catégories ou « générations », en fonction des matières premières utilisées pour leur fabrication.

Les biocarburants de première génération sont principalement constitués de matières provenant de sources alimentaires, comme l’amidon des céréales (maïs, blé, etc.), le sucre de la canne à sucre, les huiles végétales et les graisses animales.

On peut fabriquer du carburant à partir de ces matières de nombreuses manières, notamment en utilisant des microorganismes. Par exemple, un champignon du nom de Saccharomyces cerevisiae (une levure) fait fermenter le sucre, qui se transforme en éthanol.

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Une photographie couleur d’un champ de maïs. De jeunes plants de maïs poussent en rangs serrés dans un grand champ.

Il y a deux bâtiments de ferme, l’un derrière l’autre, légèrement décalés, vers le côté droit de l’image et une forêt en arrière-plan. Le temps est clair, des touches de bleu sont visibles dans le ciel ainsi que des nuages blancs dans le haut complètement de l’image.

Les biocarburants de deuxième génération sont fabriqués à partir de matières provenant de sources non alimentaires. Ils sont principalement produits à partir de la cellulose que l’on trouve dans les parois cellulaires des végétaux. C’est pourquoi on les appelle aussi biocarburants cellulosiques. Le bois et la paille sont des matériaux que l’on peut utiliser pour fabriquer des biocarburants cellulosiques. C’est aussi le cas des résidus de culture, c’est-à-dire les matières qui restent après la récolte de la partie comestible d’un végétal cultivé.

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Une photographie couleur de résidus de culture de maïs.

Des tiges de maïs brisées et séchées jonchent le sol et forment un tapis brun-beige dans le champ. Les résidus de culture de maïs se dressent dans différentes directions.

Les biocarburants de troisième génération sont fabriqués à partir de certaines espèces d’algues. C’est pourquoi on les appelle aussi algocarburants.

Certaines algues sécrètent des substances huileuses, qui peuvent servir de biocarburants. 

Les algues sont une source très prometteuse de biocarburant parce qu’elles ne nécessitent pas de terres agricoles. Mais elles ont besoin d’une grande quantité de dioxyde de carbone (CO₂) pour la photosynthèse. En utilisant du CO₂, elles nettoient l’atmosphère tout en poussant!

Les biocarburants de quatrième génération sont le type de biocarburants le plus récent. Ces carburants proviennent de la culture d’algues génétiquement modifiées et de cyanobactéries qui produisent des taux élevés de substances huileuses. Ces carburants sont encore principalement au stade de la recherche.

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Photographie couleur de prolifération d’algues bleu-vert sur les berges opposées d’un ruisseau.

Au centre se trouve un étroit ruisseau. L’eau reflète le ciel bleu et les arbres verts entre les proliférations d’algues jaune pâle. En premier plan, il y a une touffe de hautes herbes à droite et une petite étendue de gazon vert à gauche. Sur la berge du ruisseau la plus éloignée poussent des buissons verts avec de petites fleurs jaunes.

L’éthanol

L’éthanol est l’un des deux principaux types de biocarburant. Le maïs est la principale matière première utilisée pour produire de l’éthanol en Amérique du Nord. Afin de produire de l’éthanol, le maïs est moulu puis cuit. Des processus chimiques décomposent ensuite l’amidon dans le maïs pour en faire des sucres simples. Puis des levures décomposent les sucres pour produire de l’alcool.

Le savais-tu?

Les producteurs de biocarburant à l’éthanol doivent ajouter des additifs à la fin du processus pour que les gens ne boivent pas le produit!

Le savais-tu?

Une bioraffinerie est une installation où de la biomasse est transformée en biocarburant.

Le Canada comptait 12 usines de production d’éthanol opérationnelles en 2021. Ces usines ont la capacité de produire jusqu’à 1,881 milliard de litres d’éthanol par année. À cause de la COVID-19, la production d’éthanol n’est pas aussi importante qu’elle pourrait l’être. On estime que les usines d’éthanol canadiennes ont produit 1,28 milliard de litres d’éthanol en 2021, une légère diminution par rapport au 1,689 milliard de litres de 2020.

La majorité de cet éthanol est mélangée à de l’essence. Depuis les années 1980, la plupart des voitures sont construites pour fonctionner avec un mélange pouvant contenir jusqu’à 10 % d’éthanol. Ce mélange de carburant est appelé E10. Certaines entreprises automobiles fabriquent des véhicules à carburant flexible ou flexicarburant (Flex-Fuel), avec des moteurs modifiés. Ces moteurs peuvent utiliser des mélanges allant jusqu’à 85 % d’éthanol. Ce mélange de carburant est appelé E85.

Le savais-tu?

En 2022, le Canada a adopté le Règlement sur les combustibles propres. Ce règlement exige des fournisseurs d’essence et de diésel qu’ils réduisent graduellement la quantité de pollution générée par les carburants qu’ils produisent et vendent. L’objectif est une diminution de 15 % par rapport aux niveaux de 2016 d’ici 2030.

Le biodiésel

Le biodiésel est fabriqué à partir d’huiles végétales ou de graisses animales. Une réaction appelée transestérification est responsable de la conversion des huiles végétales en biodiésel. La transestérification est la réaction d’un alcool avec une huile ou de la graisse pour produire des esters éthyliques et méthyliques d’acide gras, autrement connus sous le nom de biodiésel.

La Journée internationale du biodiésel est le 10 août. Elle célèbre l’invention du moteur diésel par Rudolf Diesel en 1890.

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Logo coloré de la Journée internationale du biodiésel, le 10 août.

Les lettres du logo sont des majuscules blanches en caractère gras au côté desquelles se trouve une image clipart d’un bidon d’essence avec un dessin de feuille verte dans le coin inférieur gauche. Le fond est principalement vert avec deux feuilles superposées et dont les pointes pointent en direction opposée. Les nervures des feuilles se démarquent par une teinte de vert légèrement plus foncée. Des petits triangles à angle droit sont placés dans les coins supérieur gauche et inférieur droit du fond.

Le savais-tu?

Les États-Unis et le Brésil sont les chefs de file mondiaux dans la production de biocarburants.

Pourquoi utiliser des biocarburants plutôt que des combustibles fossiles?

Les combustibles fossiles sont des sources d’énergie non renouvelables. Cela signifie qu’à force d’y puiser, les réserves de combustibles fossiles finiront par s’épuiser. Les plantes, d’autre part, sont une source d’énergie renouvelable. On peut faire pousser des plantes encore et encore pour produire des biocarburants.

Les combustibles fossiles tout comme les biocarburants produisent du dioxyde de carbone (CO₂) lorsqu’ils brûlent. Le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre qui contribue au changement climatique. Cependant, on considère que les biocarburants sont carboneutres. En effet, la biomasse qui est utilisée pour fabriquer l’éthanol absorbe du CO₂ pendant sa croissance. Leur combustion n’augmente donc pas le niveau global des gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Quel est l’avenir des biocarburants?

Pourquoi tout le monde n’utilise-t-il pas les biocarburants? Tout comme pour les autres carburants, la production de biocarburants comporte certains défis. Parmi ceux-ci, on compte les coûts de production et les sources de matières premières. Mais chaque jour, les chercheurs et chercheuses découvrent de nouvelles manières de produire des biocarburants, ce qui pourrait en rendre la production moins coûteuse. Et en utilisant des plantes comme les algues, les producteurs n’auront pas besoin d’utiliser des terres où l’on pourrait faire pousser de la nourriture dont les gens ont besoin.

Ce n’est probablement qu’une simple question de temps avant que les véhicules n’utilisent plus de combustibles fossiles et soient alimentés par des carburants plus durables comme les biocarburants et l’hydrogène.