{"id":119092,"date":"2013-05-27T16:28:08","date_gmt":"2013-05-27T19:28:08","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=119092"},"modified":"2013-06-03T13:02:22","modified_gmt":"2013-06-03T16:02:22","slug":"bioraffineries-du-futur","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/bioraffineries-du-futur\/","title":{"rendered":"Bioraffineries du futur"},"content":{"rendered":"

Publi\u00e9\u00a0 en\u00a0 F\u00e9vrier 2012<\/em><\/p>\n

L\u2019avenir de la production d\u2019\u00e9thanol para\u00eet \u00eatre encore plus prometteur que toutes les pr\u00e9visions \u00e9tablies jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent. D\u2019apr\u00e8s une \u00e9tude men\u00e9e par des chercheurs de l\u2019Universit\u00e9 de S\u00e3o Paulo (USP), en 20 ans il sera possible d\u2019approvisionner la flotte automobile du monde entier avec l\u2019\u00e9thanol et l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 produits dans les usines de canne \u00e0 sucre. Pour Sergio Pacca, \u00ab cela peut \u00eatre fait en utilisant l\u2019\u00e9thanol et l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 de mani\u00e8re plus efficace, avec des v\u00e9hicules plus \u00e9conomiques \u00bb. Le professeur Pacca travaille \u00e0 l\u2019\u00c9cole des Arts, des Sciences et de l\u2019Humanit\u00e9 de l\u2019Universit\u00e9 de S\u00e3o Paulo (USP) Est, et il dirige l\u2019\u00e9tude avec le professeur Jos\u00e9 Roberto Moreira, de l\u2019Institut d\u2019\u00c9lectronique et d\u2019\u00c9nergie de la m\u00eame universit\u00e9. Ensemble, ils ont \u00e9crit l\u2019article \u00ab A biorefinery for mobility ? \u00bb publi\u00e9 en octobre 2011 dans la revue Environmental Science & Technology.<\/p>\n

Les r\u00e9sultats des chercheurs se sont bas\u00e9s sur les flottes automobiles du Br\u00e9sil et des \u00c9tats-Unis. Pour que la canne \u00e0 sucre fournisse l\u2019\u00e9thanol et l\u2019\u00e9lectricit\u00e9, ils ont calcul\u00e9 que l\u2019id\u00e9al serait de disposer en 2030 de 33 % de voitures \u00e9lectriques et de 67 % d\u2019hybrides, des automobiles avec des moteurs \u00e0 \u00e9thanol tr\u00e8s efficaces qui parcourent 15 km avec 1 litre d\u2019alcool et des moteurs \u00e9lectriques aliment\u00e9s par l\u2019\u00e9nergie issue du moteur \u00e0 \u00e9thanol et du syst\u00e8me de freinage, \u00e0 l\u2019image du Toyota Prius. Ils sont partis du fait que chaque voiture nord-am\u00e9ricaine roule 20 000 km\/an contre 12 000 km\/an pour les voitures br\u00e9siliennes. Ainsi, il suffirait d\u2019un hectare de canne \u00e0 sucre pour 9,2 v\u00e9hicules aux \u00c9tats-Unis ou 11,6 v\u00e9hicules au Br\u00e9sil \u2013 \u00e0 condition que soit maintenue la m\u00eame proportion de types de voitures. Comme alternative, toutes les voitures des deux pays pourraient \u00eatre du type hybride plug-in, avec des batteries rechargeables sur une prise de courant et un moteur \u00e0 \u00e9thanol qui entre en action quand les batteries se d\u00e9chargent ; en somme, \u00e0 l\u2019image de la chevrolet Volt de General Motors. L\u2019\u00e9tude prend en compte la technologie actuelle de production qui pourrait \u00eatre reprise par toutes les usines pour augmenter la production de bio-\u00e9lectricit\u00e9. Elle pr\u00e9voit aussi l\u2019emploi de 50 % de la paille actuellement laiss\u00e9e dans le champ pour la production d\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique. Les chercheurs pensent qu\u2019il serait ainsi possible d\u2019atteindre 90 litres d\u2019\u00e9thanol par tonne de canne \u00e0 sucre (aujourd\u2019hui, la moyenne est de 83 litres par tonne), et d\u2019utiliser seulement 4 % de la surface cultiv\u00e9e de la plan\u00e8te. Leur sc\u00e9nario ne consid\u00e8re pas la deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration de biocarburant, qui est en phase de d\u00e9veloppement et vise \u00e0 utiliser, en plus du jus de la canne \u00e0 sucre, la bagasse et la paille pour faire de l\u2019\u00e9thanol.<\/p>\n

Sur la base de 33 % de voitures \u00e9lectriques (environ 12 millions de v\u00e9hicules) et de 67 % de voitures hybrides (20 millions), les chercheurs de l\u2019USP estiment qu\u2019en 2030 il faudra 2 millions d\u2019hectares de canne \u00e0 sucre contre les 8 millions actuels (la moiti\u00e9 est utilis\u00e9e pour produire de l\u2019\u00e9thanol, l\u2019autre moiti\u00e9 pour le sucre) pour produire 16,3 milliards de litres d\u2019\u00e9thanol au Br\u00e9sil, pr\u00e8s 8 milliards en moins que la production de la r\u00e9colte 2010\/2011, qui a \u00e9t\u00e9 de 25 milliards de litres. La surface plant\u00e9e de canne \u00e0 sucre diminue parce que la production et les voitures d\u00e9pendantes de l\u2019\u00e9thanol seront plus efficaces. Dans le sc\u00e9nario qu\u2019ils d\u00e9crivent, 23 t\u00e9rawattsheure (TWh) seraient produits chaque ann\u00e9e avec le br\u00fblage de la bagasse et la paille juste pour stimuler la production des voitures \u00e9lectriques du pays. Aujourd\u2019hui commercialis\u00e9, l\u2019exc\u00e9dent d\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique cesserait d\u2019exister.<\/p>\n

Propositions Efficaces<\/strong>
\nPacca pense que pour en arriver l\u00e0 il faut cr\u00e9er des mesures de politiques publiques qui donneraient droit \u00e0 des aides fiscales pour l\u2019achat de voitures hybrides, \u00e9lectriques ou plug-in hybrides, et taxeraient au contraire les v\u00e9hicules consommant plus d\u2019\u00e9nergie : \u00ab Des politiques pour b\u00e9n\u00e9ficier les voitures les plus efficaces \u00bb. Pacca et Moreira ont donc calcul\u00e9 qu\u2019il faudra 66 millions d\u2019hectares de champs de canne \u00e0 sucre dans le monde entier (en 2010, il y en avait 23,8 millions) pour subvenir \u00e0 toute la flotte de v\u00e9hicules fonctionnant \u00e0 l\u2019\u00e9thanol et \u00e0 l\u2019\u00e9lectricit\u00e9.<\/p>\n

Du point de vue de Lee Lynd, professeur \u00e0 la Thayer School of Engineering du Dartmouth College (\u00c9tats-Unis) et coordonnateur en chef du Global Sustainable Bioenergy (GSB), un groupe international de chercheurs en bio\u00e9nergie, \u00ab les calculs sont solides, mais pour que ce sc\u00e9nario puisse se r\u00e9aliser il faudra aussi am\u00e9liorer la productivit\u00e9 de l\u2019\u00e9thanol par hectare de la deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration et de nouvelles vari\u00e9t\u00e9s de canne \u00e0 sucre, et augmenter le nombre de v\u00e9hicules efficaces \u00bb.<\/p>\n

Les chercheurs du Laboratoire National des Sciences et des Technologies du Bio\u00e9thanol (CTBE) de Campinas (S\u00e3o Paulo) sont moins optimistes en ce qui concerne la bio-\u00e9lectricit\u00e9. En collaboration avec la Facult\u00e9 d\u2019Ing\u00e9nierie Chimique de l\u2019Universit\u00e9 d\u2019\u00e9tat de Campinas (Unicamp), ils ont publi\u00e9 l\u2019article \u00ab Second generation ethanol in Brazil: can it compete with electricity production? \u00bb dans la revue scientifique Bioresource Technology en octobre 2011. Ils y analysent l\u2019influence de la deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration dans la production d\u2019\u00e9thanol et proposent trois sc\u00e9narios incluant l\u2019utilisation de l\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique produite \u00e0 l\u2019usine et les technologies futures d\u2019hydrolyse de la cellulose et de l\u2019h\u00e9micellulose, des composantes de la bagasse. Responsable de l\u2019\u00e9valuation technologique au CTBE, Antonio Bonomi explique : \u00ab Nous avons d\u00e9velopp\u00e9 des simulations informatiques pour accompagner les diff\u00e9rentes trajectoires de mise en valeur de la production. Nous avons fait des tableaux qui calculent les risques et les valeurs les plus susceptibles de se pr\u00e9senter \u00bb.<\/p>\n

L\u2019un des sc\u00e9narios propos\u00e9s par les chercheurs comme mod\u00e8le de bioraffinerie actuel bas\u00e9 sur la canne \u00e0 sucre est l\u2019optimisation de la premi\u00e8re g\u00e9n\u00e9ration, c\u2019est-\u00e0-dire celle qui n\u2019utilise pas la bagasse pour produire de l\u2019alcool. D\u2019apr\u00e8s Bonomi, \u00ab la premi\u00e8re attitude serait d\u2019utiliser 50 % de la paille. Aujourd\u2019hui, pr\u00e8s de 100 % des feuilles restent dans les champs apr\u00e8s la cueillette. Il y a quelques temps, on les br\u00fblait toutes avant cette \u00e9tape. Maintenant de la paille commence \u00e0 s\u2019accumuler sur le sol et \u00e0 former une sorte de tapis qui g\u00eane l\u2019entr\u00e9e de la machine [moissonneuse] dans le champ de canne \u00e0 sucre. On estime qu\u2019il est possible d\u2019en enlever au moins 50 %. Une partie de la paille a besoin de rester dans le champ pour prot\u00e9ger le sol de l\u2019\u00e9rosion, maintenir l\u2019humidit\u00e9 et recycler les substances nutritives \u00bb.<\/p>\n

En plus de l\u2019utilisation de la paille, il pr\u00e9voit une augmentation de la production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 avec l\u2019utilisation de chaudi\u00e8res hautement efficaces, d\u2019une pression de 90 bars au lieu des 22 actuels. La plus grande production d\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique ainsi obtenue permettrait d\u2019approvisionner l\u2019usine elle-m\u00eame et de vendre l\u2019exc\u00e9dent au r\u00e9seau \u00e9lectrique. La production serait de 185 kilowatts-heures par tonne de canne \u00e0 sucre si toutes les usines changeaient leurs chaudi\u00e8res et utilisaient 50% de la paille. Autrement dit, une augmentation de 620 % sur les 30 kWh par tonne d\u2019aujourd\u2019hui. Selon l\u2019Union de l\u2019Industrie de la Canne \u00e0 Sucre (Unica), le Br\u00e9sil a produit 8 774 gigawatts-heure avec la canne \u00e0 sucre en 2010, soit 2 % des 509 t\u00e9rawatts-heure de la consommation totale d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 dans le pays. Avec l\u2019optimisation de la premi\u00e8re g\u00e9n\u00e9ration, les chercheurs pr\u00e9voient une production de 89,3 litres par tonne.<\/p>\n

Un deuxi\u00e8me sc\u00e9nario prend en compte la deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration : l\u2019hydrolyse de la cellulose, qui repr\u00e9sente de 40 \u00e0 60 % de la bagasse, mais aussi l\u2019h\u00e9micellulose (de 20 \u00e0 40 %) et la lignine (de 10 \u00e0 25 %). Ce proc\u00e9d\u00e9 utilise aussi une partie de la paille et permettra d\u2019augmenter la production \u00e0 110,7 litres par tonne de canne \u00e0 sucre. N\u00e9anmoins, ici la production d\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique n\u2019est plus que de 92,8 kWh par tonne, c\u2019est-\u00e0-dire la moiti\u00e9 de celle du premier sc\u00e9nario. Le biocarburant est alors plus rentable que l\u2019\u00e9lectricit\u00e9, m\u00eame si le taux du revenu net est inf\u00e9rieur parce que l\u2019investissement cro\u00eet avec l\u2019adoption de la deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration. \u00ab Dans une \u00e9tude men\u00e9e par notre groupe \u00bb, dit Lynd, \u00ab nous avons calcul\u00e9 que les rendements de la production de la deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration sont pr\u00e8s de cinq fois sup\u00e9rieurs \u00e0 ceux de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 de la cog\u00e9n\u00e9ration \u00bb.<\/p>\n

L\u2019estimation du CTBE pour l\u2019investissement de l\u2019unit\u00e9 de production d\u2019\u00e9thanol de premi\u00e8re et deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration est de 329 millions USD. Dans le premier sc\u00e9nario qui repose seulement sur l\u2019optimisation de la premi\u00e8re g\u00e9n\u00e9ration, l\u2019investissement est de 222 millions USD. \u00ab Il p\u00e8se beaucoup plus que le co\u00fbt de production, et le taux du revenu net est moins \u00e9lev\u00e9 avec la deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration qu\u2019avec l\u2019optimisation de la premi\u00e8re \u00bb.<\/p>\n

Pour am\u00e9liorer les retomb\u00e9es financi\u00e8res de l\u2019industrie de canne \u00e0 sucre et rendre les affaires plus attractives, l\u2019une des issues est l\u2019adoption de la fermentation des pentoses, un type de sucre produit \u00e0 partir de l\u2019h\u00e9micellulose et qui peut aussi \u00eatre transform\u00e9 en alcool. N\u00e9anmoins, la technologie n\u2019est pas encore une technologie commerciale. Bonomi suppose que \u00ab quand il sera possible d\u2019utiliser l\u2019h\u00e9micellulose et d\u2019autres technologies avanc\u00e9es d\u2019hydrolyse, la production d\u2019\u00e9thanol passera \u00e0 131,5 litres par tonne et le poids de l\u2019investissement deviendra moins lourd avec la vente de plus d\u2019\u00e9thanol et un co\u00fbt moins \u00e9lev\u00e9 pour le producteur \u00bb. Avec l\u2019utilisation de l\u2019h\u00e9micellulose, l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 produite par les bioraffineries diminuerait de 185,8 kWh \u00e0 72,7 kWh. Et Bonomi de poursuivre : \u00ab Au Br\u00e9sil, les producteurs de canne \u00e0 sucre ne cesseront jamais d\u2019utiliser une partie de la bagasse et de la paille pour produire l\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique utilis\u00e9e dans leurs usines. C\u2019est le grand avantage br\u00e9silien \u00bb<\/p>\n

Utilisation de la terre<\/strong>
\n\u00c0 l\u2019\u00e9tranger o\u00f9 le Br\u00e9sil est vu comme un pays fort en mati\u00e8re d\u2019agriculture destin\u00e9e \u00e0 la production de produits alimentaires, on s\u2019interroge sur le bien-fond\u00e9 de remplacer cette production par la plantation de canne \u00e0 sucre. N\u00e9anmoins, une \u00e9tude financ\u00e9e par la FAPESP dans le cadre du Programme \u2018Recherche en Bio-\u00e9nergie\u2019 (Bioen) et dirig\u00e9e par l\u2019\u00e9conomiste Andr\u00e9 Nassar de l\u2019Institut des \u00c9tudes du Commerce et des N\u00e9gociations Internationales (Icone) juge au contraire que ce probl\u00e8me n\u2019existe pas. L\u2019institut pr\u00e9voit qu\u2019en 2022 la culture de canne \u00e0 sucre occupera 10,5 millions d\u2019hectares, contre 8,1 millions en 2009.<\/p>\n

La croissance de 30 % des champs de canne \u00e0 sucre doit se faire dans le sudest, en particulier dans les p\u00e2turages o\u00f9 est \u00e9lev\u00e9 le b\u00e9tail bovin, et dans le centreouest, en remplacement des zones traditionnelles de culture de grains et de fourrages. Chercheuse \u00e0 l\u2019Icone, Leila Harfuch explique qu\u2019\u00ab aujourd\u2019hui les \u00e9leveurs de b\u00e9tail produisent plus de viande par hectare. En 1996, on a produit 6 millions de tonnes de viande sur 184 millions d\u2019hectares. Dix ans plus tard, la production est pass\u00e9e \u00e0 9 millions de tonnes de viande sur 183 millions d\u2019hectares. Pendant cette p\u00e9riode, le cheptel est pass\u00e9 de 158 \u00e0 206 millions. [\u2026] Entre 2009 et 2022, les p\u00e2turages doivent diminuer d\u2019environ 5 millions d\u2019hectares au profit d\u2019une partie de l\u2019expansion des graines et de la canne \u00e0 sucre \u00bb.<\/p>\n

Bas\u00e9e sur le mod\u00e8le Brazilian Land Use Model cr\u00e9\u00e9 par l\u2019institut pour l\u2019offre et la demande de produits agricoles et l\u2019utilisation de la terre dans le pays, la conclusion indique que l\u2019avanc\u00e9e sur les zones vierges, non exploit\u00e9es, n\u2019aura pas lieu \u00e0 cause de la production de biocarburants, mais d\u2019aliments. \u00ab Le cerrado est la zone o\u00f9 il y a le plus de comp\u00e9tition pour la terre et o\u00f9 la r\u00e9mun\u00e9ration est la meilleure pour l\u2019agriculteur, ce qui peut avoir des cons\u00e9quences sur les for\u00eats primaires. Mais l\u2019intensification future de l\u2019\u00e9levage doit, par rapport au pass\u00e9, aboutir \u00e0 une demande moins grande pour une zone nouvelle \u00bb.<\/p>\n

En ce qui concerne la production d\u2019\u00e9thanol, le mod\u00e8le montre une \u00e9volution de 29 milliards de litres en 2009 \u00e0 53,8 milliards en 2022, et ce sans tenir compte de la deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration. Leila Harfuch suppose que \u00ab les exportations pour les \u00c9tats-Unis atteindront 9 milliards de litres par an en 2022 \u00bb. La recherche a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e avant l\u2019annonce de la fin de la taxation de l\u2019importation de ce pays annonc\u00e9e en d\u00e9cembre 2011.<\/p>\n

\u00ab Nous avan\u00e7ons ce chiffre de 9 milliards parce que les Nord-am\u00e9ricains devront diminuer la consommation de combustibles fossiles et, cons\u00e9quemment, r\u00e9duire les gaz \u00e0 effet de serre, et l\u2019\u00e9thanol de canne \u00e0 sucre br\u00e9silienne et de ma\u00efs produit par eux-m\u00eames devraient remplir une partie de cette mission \u00bb.
\nLynd compl\u00e8te en affirmant que les \u00ab projections pour le potentiel de l\u2019\u00e9nergie de la biomasse doivent \u00eatre tr\u00e8s prudentes, surtout dans un monde m\u00fb par l\u2019\u00e9nergie durable et le d\u00e9veloppement de l\u2019\u00e9conomie rurale que peuvent offrir les biocarburants s\u2019ils sont soigneusement implant\u00e9s \u00bb.<\/p>\n

LE PROJET<\/strong>
\nSimulating land use and agriculture expansion in Brazil : food, energy, agro-industrial and environmental impacts – n\u00b0 2008\/56156-0 MODALIT\u00c9<\/strong> Projet Th\u00e9matique COORDONNATEUR<\/strong> Andr\u00e9 Nassar \u2013 Icone INVESTISSEMENT<\/strong> 67 886,54 reais (FAPESP)<\/p>\n

Articles scientifiques<\/em>
\n1. PACCA, S. et MOREIRA, J.R. \u00ab A biorefinery for mobility ? \u00bb Environmental Science &<\/strong> Technology<\/strong>. v. 45 (22), pp. 9498-9505. Mis en ligne le 3 octobre 2011.
\n2. DIAS, M.O.S., BONOMI, A. et al. \u00ab Second generation ethanol in Brazil : Can it compete with electricity production? \u00bb Bioresource<\/strong> Technology.<\/strong> v. 102, n\u00b0 14, pp. 8964-8971, octobre 2011.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Bioraffineries du futur","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1191],"tags":[],"coauthors":[97],"class_list":["post-119092","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-politique-st"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/119092","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=119092"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/119092\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=119092"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=119092"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=119092"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=119092"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}