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La bioraffinerie

juillet 2015

La bioraffinerie n’utilise pas des ressources fossiles comme le pétrole mais des ressources végétales (biomasse) pour obtenir des produits intermédiaires alimentaires et non-alimentaires. Mais encore ?

Jean-Luc Duplan

Jean-Luc Duplan, Expert Biomasse à IFPEN et Chargé de mission à l'établissement de Solaize en région lyonnaise, nous éclaire sur ce concept de bioraffinerie.
  

Qu'est-ce qu'une bioraffinerie ?

La 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.

  

La bioraffinerie traditionnelle

Dans leur version traditionnelle, de nombreuses agro-industries fabriquent déjà, à partir d’organes végétaux particuliers (grains, racines, tiges, etc.), 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.

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.

Les 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.

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La bioraffinerie de deuxième génération

Le 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 deuxième 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 les voies thermochimique et 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 ou 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 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 2019.

La voie biochimique privilégie la fragmentation des polymères de la biomasse puis leur conversion par des enzymes et l'action de microorganismes. 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, avec une commercialisation du procédé par Axens dès 2016.

Demain, ce sont les biotechnologies, via notamment la biologie synthétique, qui offriront les plus grandes perspectives de développement des bioraffineries. Selon plusieurs analyses, de nouveaux carburants et plastiques biosourcés pourraient prendre, dans les prochaines décennies, entre 10 et 20 % du marché.

Texte extrait du livre "L'énergie à découvert" publié aux Editions du CNRS

>> Plus d'infos : http://changement-climatique.ifpen.fr/dans-la-chimie-des-plantes-pour-supplanter-le-petrole

   
GLOSSAIRE

  • Biotechnologies : Application de la science et de la technologie à la transformation de matériaux, vivants ou non vivants, par des agents biologiques pour produire des biens et des services
      
  • Biologie synthétique : Science combinant biologie et principes d'ingénierie pour concevoir et construire de nouveaux systèmes et fonctions biologiques
      
      
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