FILIÈRE ESSENCE OU ALCOOL

Cette filière de production utilise des espèces végétales qui sont cultivées dans le but d'obtenir leur sucre (glucose) comme la betterave, la canne à sucre, le blé, le maïs ou la pomme de terre. Pour la fabrication de ce type de carburant, nous allons prendre l'exemple du plus utilisé, le bioéthanol. Ce carburant est constitué d'éthanol venant de la biomasse d'où le préfixe bio.

I- Fabrication du bioéthanol

1- Extraction du sucre

a- Plantes sucrières

Pour les plantes sucrières telles que la betterave sucrière, la méthode utilisée est la suivante.

La betterave est constituée d'environ 15 % de saccharose, le tout contenu dans la racine. Il faut donc l'extraire. Pour ce faire, les betteraves sont acheminées vers des sucreries où elles sont lavées et coupées en fines lamelles appelées cossettes. On utilise ensuite une technique appelée diffusion. Les cossettes, introduites dans un long cylindre tournant sur lui-même, traversent à contre-courant une eau chauffée à 70°C. On assiste alors à un échange : les betteraves perdent leur sucre qui est gagné par l'eau.  Cette technique applique le phénomène de l'osmose : les molécules de sucres migrent des cellules végétales où elles sont en forte concentration vers l'eau où elle sont plus isolées les unes des autres.

Le jus sucré obtenu est ensuite suivi d'une filtration effectuée par épuration calco-carbonique : on ajoute de l'eau de chaux Ca(OH)2 et du CO2 sous forme de gaz ce qui crée des précipités regroupant l'ensemble des impuretés. La solution est envoyée dans les filtres qui retiennent les impuretés et laissent passer le jus sucré. Ce dernier contenant environ 85 % d'eau, il est impératif d'en éliminer une grande partie. C'est ainsi que, porté à ébullition, l'eau s'évapore. La teneur en sucre du sirop obtenu est désormais d'environ 70 %. Ce dernier est transporté vers des chaudières dites "à cuire" où du sucre glace (sous forme de cristaux très fins) sera introduit pour se répandre dans le sirop. Avant que la cristallisation ne soit complètement terminée, on obtient un liquide visqueux qui sera utilisé lors de la fermentation, appelé mélasse :

Ce procédé est nommé en chimie, hydrolyse du saccharose. En effet, le saccharose C12H22O11 (présent dans les plantes sucrières) est constitué d'une molécule de glucose C6H12O6 et d'une molécule de fructose C6H12O6 reliées par une liaison covalente. Par ailleurs, ces 2 molécules sont des isomères.

Lorsque l'hydrolyse est effectuée, de l'eau H2O rompt la liaison covalente : le glucose et le fructose sont séparés. La réaction est catalysée par différentes enzymes, ce qui accélère grandement le proccesus qui durerait sans ces enzymes des années. Voici l'équation chimique de la réaction : C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6.

b- Plantes amylacées

Pour les plantes amylacées, c'est-à-dire riches en amidon, le procédé est presque le même, la différence étant qu'après avoir extrait l'amidon, on effectue son hydrolyse. L'amidon est constitué d'une quantité n de chaînes C6H10O5 où n est un entier compris entre 500 et 1000. En présence d'eau H2O, du glucose est formé. L'équation de la réaction est la suivante : (C6H10O5)n + n H2O →  n C6H12O6.

2- Fermentation du sucre

Le sucre extrait est fermenté à l'aide de levures. En l'absence de dioxygène O2, les levures sont dans un milieu anaérobie. C'est ainsi qu'en nourrissant les levures avec du glucose, ces dernières rejettent du dioxyde de carbone CO2 et de l'éthanol C2H5OH qui leur permet de vivre. L'équation de la réaction est la suivante : C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2. Cette réaction est catalysée par différentes enzymes créées par le métabolisme de la levure afin de l’accélérer. 

3- Distillation et déshydratation

La solution obtenue étant encore composée, en plus d'éthanol, d'eau, de dioxyde de carbone et d'autres espèces chimiques, il est nécessaire de la distiller et de la déshydrater pour n'obtenir un alcool pur à environ 99 % prêt à l'emploi. 

II- Utilisation et production du bioéthanol en France et dans le monde

Les Etats-Unis et le Brésil sont de loin les plus gros producteurs de bioéthanol puisqu'ils représentent à eux seuls, environ 85 % de la production mondiale. L'Europe est de son côté, très en retrait dans ce marché avec la France et l'Allemagne qui se disputent la première place de la production européenne avec 0,9 % de la production mondiale.

La France utilise majoritairement du bioéthanol issu de blé, de maïs ou de betterave. Les matières utilisées sont à 94 %, cultivées en France. Ce biocarburant est mis à la consommation dans l’hexagone sous forme de mélanges avec différentes essences :

• Dans le SP95 et le SP98 (SP pour sans plomb) utilisables par toutes les véhicules essences dans une concentration allant jusqu'à 5 %
• Dans le E10 plus communément appelé SP95-E10 utilisable par environ 90 % des véhicules essences dans une concentration allant jusqu'à 10 %
• Dans le E85 aussi appelé super-éthanol utilisable par une minorité de véhicules dits "à carburant modulable" ayant subis des modifications pour supporter une quantité de bioéthanol allant jusqu'à 85 %.