Huile végétale carburant

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L'huile végétale carburant (HVC) est aussi connue sous les noms d'huile végétale pure (HVP) ou huile végétale brute (HVB). Elle peut être utilisée (jusque 100 %) comme biocarburant pour tous les moteurs diesel (inventé à l'origine pour ce type de carburant), sous réserve de modifications mineures visant à réchauffer le carburant en question, ou, sans modification, en mélange avec du gazole ordinaire (30 % sur tous les véhicules, et jusqu'à 50 % selon les cas). Elle est également la matière première brute qui sert à la fabrication du biodiesel qui est un ester alcoolique utilisé aujourd'hui comme biocarburant, incoporé directement dans le gazole.

Sommaire

1 Histoire
2 Les différentes huiles végétales
3 L'utilisation de l'huile comme carburant
- 3.1 La filière courte
- 3.2 La filière ester méthyles
4 Utilisations
5 Les législations
6 Voir aussi
7 Liens externes

[modifier] Histoire

1891, Rudolph Diesel procède à des essais sur ses moteurs (les moteurs Diesel) avec de l'HVB. Il est convaincu que l'huile végétale a un fort potentiel, au même titre que le pétrole et le charbon. Il faut savoir qu'au départ, le moteur « diesel » était tout d'abord connu sous le nom de « moteur à l'huile ».
1900, l'entreprise OTTO présente, lors de l'exposition universelle de 1900 à Paris, un moteur fonctionnant à l'huile d'arachide pour répondre à une demande du gouvernement français.
1925, ingénieur en chef du Génie Maritime de la marine nationale est chargé par celle-ci d'étudier la possibilité d'utiliser des huiles végétales pour ses moteurs lents.
1939-1945, les difficultés d'approvisionnement en hydrocarbures liées à la Seconde Guerre mondiale poussent certaines régions du monde à développer l'utilisation de moteurs fonctionnant à l'huile. Des recherches se poursuivront durant les années qui suivirent mais le faible cout du pétrole et les orientations politiques de l'époque y mettent un terme.
1997, Valenergol est créée et donne un coup d'accélérateur à la filière des HVB. Seulement quelques années plus tard, cette société est poursuivie en justice par les douanes pour non acquitement de la TIPP (nouvellement connue sous le nom de Taxe Intérieure sur le Carburant), procédure toujours en cours en 2006.

[modifier] Les différentes huiles végétales

Techniquement, n'importe quelle huile végétale (ou même animale) peut être utilisée comme carburant (directement ou par conversion en biodiesel), mais des considérations de prix, de rendement de cultures et d'écobilan excluent nombre de candidats. L'huile d'olive, par exemple, aboutirait à un prix de revient exorbitant. Les rendements (en tonnes d'huile par km² et par an) dépendent évidemment des conditions de culture, mais sont voisins des valeurs suivantes : 100 pour le colza, 40 pour le soja, 80 pour le tournesol. L'utilisation d'huile-déchets (huiles de friture usagée, graisses d'abattoir, huiles de poissonnerie) est très intéressante du point de vue de l'écobilan : elle n'ajoute pas de cultures supplémentaires, et évite de plus de rejeter ces huiles. Mais les sources possibles sont assez restreintes, d'autant que la collecte ne peut être praticable partout. Il existe de nombreux petits projets utilisant ces huiles. A titre d'exemple, les "Mc Donalds" français fournissent leurs 6500 tonnes d'huile de friture usagée par an à des sociétés de récupération qui s'en servent pour produire du biodiesel.

Citons notamment les huiles suivantes:

l'huile d'algues offre des perpectives très intéressantes :

Certaines espèces de micro-algues ont une richesse en huile pouvant atteindre jusqu’à 50% de leur masse. Les 300 espèces sélectionnées par le NREL (Laboratoire National des Énergies Renouvelables du Département à l’Énergie du Gouvernement américain), appartiennent à des groupes aussi variés que les diatomées (genres Amphora, Cymbella, Nitzschia etc.) ou que les algues vertes (chlorophycées du genre Chlorella en particulier). Des espèces et des souches capables de vivre dans l’eau salée ou en eau douce et particulièrement riches en huiles ont été sélectionnées.

Il n’y a pas meilleurs capteurs solaires au monde que ces organismes photosynthétiques microscopiques. Leur croissance est très rapide : il est possible d'effectuer une récolte complète en quelques jours, ce qui n’est pas le cas du colza. Leur culture automatisée dans des bassins ou des bioréacteurs est aisée. Le rendement des diatomées et chlorophycées est nettement supérieur que celui des plantes terrestres telles que le colza car ce sont des organismes unicellulaires; leur croissance en suspension dans un milieu aqueux leur permet un meilleur accès aux ressources : eau, CO₂ ou minéraux. C’est pour ces raisons que les algues microscopiques sont capables, selon les scientifiques du NREL (John Sheehan et al) « de synthétiser 30 fois plus d’huile à l’hectare que les plantes terrestres oléagineuses utilisées pour la fabrication de biocarburants ». On parle ici de rendement à l’hectare car le facteur important est non le volume du bassin mais la surface d’exposition au soleil. La productivité est mesurée en terme de biomasse (kg d’algue ou d’huile) par jour et par unité de surface.

Pour atteindre un rendement optimal les algues ont besoin de C0₂ en grande quantité dans les bassins ou les bioréacteurs. Ces derniers doivent donc être couplés à des centrales thermiques classiques productrices d’électricité (centrales au charbon par exemple) et qui rejettent du CO₂ avec une teneur moyenne de 13 %. Le CO₂ est mis à barboter dans les bassins et est assimilé par les algues. Il s’agit donc d’une technologie permettant de recycler le CO₂ (bio-séquestration). C’est en ce sens qu’elle constitue une avancée dans le domaine environnemental, même si le CO₂ produit par les centrales sera malgré tout libéré dans l’atmosphère lors de la combustion du biocarburant obtenu dans les bus ou les voitures.

L’utilisation à l’échelle industrielle de bioréacteurs à microalgues est en pleine phase de développement aux États-Unis. L’équipe du Docteur Isaac Berzin, Directeur de la société américaine GreenFuel Technologies Corporation, basée à Cambridge-MA, a développé un bioréacteur permettant de réduire de façon spectaculaire les émissions de NOx et de CO₂ en les piégeant dans les algues. Ce système a été testé avec succès en couplant des bioréacteurs à la centrale de cogénération (Cogen) de 20 MW du Massachusetts Institute of Technology (MIT). La technologie est à présent également en développement en Californie. Les micro-algues, qui il y a des millions d’années ont permis avec d’autres organismes marins la formation des hydrocarbures consommés aujourd’hui, vont sans doute nous servir une deuxième fois.

l'huile d'amande est extraite du noyau des amandes. C'est une huile très peu colorée, elle est relativement chère.
l'huile d'arachide est une huile claire très polyvalente, ne nécessitant pas de raffinage pour pouvoir être cuite sans risque cancérigène. Par contre, figeant à des températures trop hautes (son point trouble serait à 13 °C) elle ne pourrait être utilisée sans précaution en tant que biocarburant.
l'huile de colza est extraite des graines de colza. C'est une huile très pauvre en acides gras saturés. Elle est facilement utilisable en tant que biocarburant et est peu chère.
l'huile de coprah
l'huile de lin serait, a priori, peu propice à une utilisation en tant que biocarburant, notamment à des latitudes tempérées car elle fige à une température supérieure à 0°C.
l'huile de maïs est extraite des grains de maïs, elle est peu onéreuse à l'achat. Si le maïs ne contient qu'une petite proportion de lipides, bien trop peu pour être cultivé spécifiquement pour produire de l'huile, celle-ci peut être récupérée comme coproduit de l'extraction de l'amidon - y compris pour la production d'éthanol. Les usines d'éthanol utilisant du maïs peuvent donc fournir aussi de l'huile pour la production de biodiesel, ce qui améliore le rendement de la filière (plus de carburants sont produits à partir d'un kg de maïs).
l'huile d'olive est extraite à partir d'olives (première pression à froid ou en mélange), et a une belle couleur jaune ou verte caractéristique « vert olive ». Elle est riche en antioxydants.
l'huile de palme avec son rendement de 500 tonnes/(km².an). L'Indonésie et la Malaisie commencent à produire de petites quantités de biodiesel avec cette matière première. Son inconvénient est d'exiger énormément de main-d'œuvre pour la récolte, ce qui rend cette filière uniquement viable dans des pays à très bas salaires. La culture d'huile palmiste pour le biocarburant est en ce moment massivement développée en Asie du sud-Est (Malaisie surtout) mais cela se fait au prix d'une nouvelle accélération de la déforestation pour fournir les terres nécessaires.
l'huile de pépins de raisin
l'huile de ricin
l'huile de sésame est extraite des graines de sésame. C'est une huile très pauvre en acides gras saturés.
l'huile de tournesol est extraite des graines de tournesol. C'est une huile plutôt légère, très utilisée comme biocarburant; elle semble être la plus intéressante au niveau de l'écobilan. Mais elle présente la particularité de contenir plus de gomme que l'huile de colza, ce qui aura pour effet de boucher plus facilement les conduits d'alimention en carburant. Les tourteaux peuvent être valorisés en alimentation animale, comme pour ceux du colza.
l'huile de moutarde : des variétés hybrides de graines de moutarde sont étudiées. Si le rendement en huile est moindre qu'avec le colza, cette plante offre en même temps un autre produit très intéressant : les restes des graines (après extraction de l'huile) constituent un pesticide efficace et biodégradable. De plus la moutarde peut être cultivée en rotation avec le blé : elle améliore le rendement du blé l'année suivante et peut se planter et se récolter avec les mêmes machines agricoles.
l'huile de jatropha : le jatropha, un arbuste, attire beaucoup d'attention pour des régions semi-arides où pas grand-chose d'autre ne pousse. Demandant très peu d'eau et de nutriments, la culture de Jatropha dans des régions menacées de désertification se justifie parfaitement rien que pour sa capacité à protéger le sol de l'érosion et retenir l'eau. Mais ses graines produisent aussi de l'huile - jusque 250 tonnes par an et par km² selon ses promoteurs ([1]). L'Inde, en particulier, a décidé de lancer à grande échelle la culture de jatropha pour le biodiesel, des études sont aussi en cours en Afrique.

[modifier] Le recyclage des huiles de friture et d'autres résidus gras

Il est tout à fait possible, après décantation et filtration à 1 micron, d'utiliser de l'huile alimentaire usagée (huile issue de fritures par exemple) comme carburant. Ces huiles sont très oxydées et ont donc une meilleure combustion. L'avantage principal de cette formule est de recycler un déchet issu de la biomasse pour produire de l'énergie, en remplacement de produits d'origine fossile.

Cependant ces huiles sont fortement acides ce qui présente un risque important à moyen terme pour le moteur. En effet l'huile moteur ("de vidange") est alcaline et le contact avec l'huile carburant (par migration vers le bas moteur des imbrulés principalement à froid) neutralise l'huile moteur et dégrade fortement ses qualités lubrifiantes ce qui peut conduire rapidement à la casse moteur. À titre de comparaison, les huiles brutes autorisées en Allemagne ne doivent pas dépasser 2 % d'acidité oléique pour cette raison alors que les huiles de friture sont entre 5 et 10 % (parfois plus), les huiles de table du commerce (sauf l'huile d'olive) entre 0,1 et 0,2 % et une huile sortie du triturateur entre 2 et 5 % selon le traitement et le type de graine. Il convient alors de rapprocher les vidanges, d'utiliser de l'huile lubrifiante à base végétale (Biolub) ou d'ajouter un hyper lubrifiant.

De plus, cela arrange souvent les restaurateurs et autres professionnels qui ont souvent du mal à se débarrasser de leurs déchets à base d'huile et qui se feront sûrement un plaisir de vous charger de cette mission, bien que cela soit illégal en regard de la règlementation sur l'élimination des déchets qui impose l'enlèvement par un organisme déclaré en préfecture. Cependant, cette huile usagée se trouve en quantité limitée, c'est donc une solution d'appoint mais sûrement pas une solution durable.

Dans le même ordre d'idée, quelques usines produisent du biodiesel à partir de résidus gras tels que des graisses d'abattoirs, de l'huile de poisson (déchet des usines de surimi) ou encore de l'huile de vidange. Là encore, ce sont des sources très limitées en quantité, mais leur emploi évite des pollutions locales (certains de ces déchets sont autrement rejetés dans l'environnement) et améliore quelque peu la rentabilité des industries en question.

[modifier] Conservation

L'huile végétale brute se conserve en tant que telle durant plusieurs mois (jusqu'à plus d'un an dans certaines conditions). Les graines d'oléagineux peuvent se conserver durant de longues périodes tant qu'elles sont conservées au sec, et à des temperatures fraîches (de 2 à 8 °C) et dans des endroits bien aérés (attention, en cas de très grandes quantités, il se peut que la température augmente et qu'il y ait production de gaz, avec une possibilité d'explosion).

[modifier] Procédés de fabrication

Pour obtenir de l'HVC, on peut passer par plusieurs "filières" :

L'industrie de la grande consommation (la plus déconseillée, entre autre pour des raisons environnementales avec les bouteilles plastiques)
La filière "Huiles Végétales Pures" (agricole)
- Culture d'un oléagineux (type tournesol, colza, ... cf. tableau ci-dessus), préférer les variétés les plus réputées pour leur richesse en huile.
- Moisson / récolte lorsque l'oléagineux est le plus mûr possible, maximum 9 % d'humidité pour le colza (l'idéal tend vers 5 à 6 % d'humidité)
Le recyclage d'huiles végétale usagées (dans des restaurants par exemple)

le terme huile végétale brute est souvent utilisé pour désigner les huiles première pression à froid obtenues dans les filières agricoles, qui ne doivent etre que décantées et filtrées. Il ne s'agit pas en fait des huiles obtenues par pression à chaud dans les huileries industrielles qui, elles, nécessitent d'être raffinées avant utilisation comme carburant ou consommation.

[modifier] L'utilisation de l'huile comme carburant

Il existe deux moyens, techniquement très différents, d'utiliser ces différentes huiles comme carburants pour véhicules.

[modifier] La filière courte

Après pressage simple dans une machine assez rudimentaire, l'huile est décantée puis filtrée pour être utilisée directement comme carburant. Le rendement de pressage est de 30% à 40% d'huile pour 60% à 70% de tourteaux (résidu pâteux). L'écobilan est très intéressant, mais l'utilisation de l'huile pose quelques problèmes :

L'huile peut s'oxyder, elle sèche et peut générer des problèmes dans les réservoirs.
La température d'auto-inflammation plus élevée (de l'ordre de 450 °C, soit une centaine de degrés de plus que le gazole ou les méthyl-esters). Cela cause parfois des problèmes au démarrage des moteurs.
La température de solidification est assez élevée (les huiles végétales provenant du colza ou du tournesol figent entre -5 et -15 °C), ce qui est problématique dans les pays froids.
La contamination résiduelle (particules, fibres, eau..) est susceptible de colmater les filtres (pour la partie arrêtée par ceux-ci) et d'accélérer l'usure du système d'injection (pour la partie qui ne serait pas arrêtée par ces filtres).

Il existe des solutions techniques à ces inconvénients, mais elles sont assez contraignantes : préchauffage de l'huile grâce à des réservoirs ou injecteurs chauffants, démarrage avec du gazole ou des méthyl-esters (ce qui demande deux réservoirs séparés), filtres plus performants. Les meilleurs résultats sont obtenus avec des systèmes capables de commuter entre l'huile et le gazole en fonction de la température des gaz d'échappement (sondes lambda), le circuit d'huile étant chauffé par l'eau du moteur (le liquide de refroidissement). La proportion d'huile maximale que l'on peut utiliser dépend du type d'injection.

Des kits de modifications sont maintenant proposés par des entreprises étrangères et il commence à avoir en France des personnes qui peuvent faire l'installation de ce type de matériel. La modification du véhicule devient alors beaucoup plus facile et efficace.

Un autre problème lié à l'utilisation d'huile carburant est la production de composés organiques nocifs lors de sa combustion, en particulier l'acroléine. Néanmoins, l'HVC ne produit que du CO₂ d'origine naturelle (qui fait partie d'un cycle naturel, contrairement aux carburants fossiles par exemple), ne contient pas de soufre (principal élément polluant du gazole) et semble produire beaucoup moins de particules cancérigènes.

L'ADEME déconseille vivement (communication du 15 septembre 2005) l'utilisation des HVB comme carburant pour les véhicules diesel. Dans une étude menée conjointement avec l'Institut français du pétrole, l'ADEME remarque que les propriétés de l’HVB ont des effets néfastes pour le fonctionnement d’un moteur car elles conduisent à une modification profonde des systèmes de combustion due :

à la formation de dépôts (masse moléculaire très élevée pour les huiles, caractéristiques de distillation, indice de cétane faible : 30 à 35),
à une forte dégradation des performances (viscosité trois fois supérieure pour les huiles, tenue à froid limitée avec figeage de l’huile rendant impossible le fonctionnement du moteur),
à une résistance à l’oxydation : destruction avant 300°C et formation de résidus charbonneux).

Enfin, la même étude souligne que les HVB ne répondent pas aux spécifications qui permettent aux moteurs diesels de respecter les très bas niveaux d’émissions polluantes imposées par la réglementation. Bien qu'elle permette de réduire énormément les émissions de CO2, l'utilisation d'HVB provoque, par rapport à l'utilisation du gazole :

niveau de CO : multiplié par 2,
niveau de HC : multiplié par 4,
particules : augmentation de 90 à 140%,
aldéhydes et cétones : augmentation de 30 à 330 %,
HAP : augmentation de l’ordre de 20%.

[modifier] La filière ester méthyles

Article détaillé : biodiesel

L'huile, généralement obtenue avec des méthodes plus industrielles (solvants), subit une estérification : mise en présence de méthanol et d'un catalyseur (généralement de la soude) et génère un méthyle ester et de la glycérine. Les différents composants de cette soupe sont enfin séparés à l'aide d'une centrifugeuse. Les ester méthyles obtenues sont appelés biodiesel ou, en France, diester™ du nom du principal producteur local Diester Industries (DI). Ces carburants sont plus coûteux à produire que l'huile "directe" et demandent plus d'apport d'énergie mais ils sont facilement utilisables en replacement de gazole conventionnel (il ont été testés en remplacement à 100 % du gazole et peu de problèmes ont été relevés : destruction de joints sur des modèles anciens et problèmes de pompe d'injection, le biodiesel n'étant pas lubrifiant contrairement au gazole) ou mélangé avec celui-ci, sans demander de modifications au moteur.

Certains mélanges sont pratiques pour des raisons plus souvent politiques que techniques :

huile de tournesol "directe" entre 5 et 30 % / gazole, (diminuer les particules, éviter les modifications moteur)
Ester méthyle de 2 à 5 % / gazole, (gazole vendu en station service en France)
huiles 15 % / Ester méthyles (pour améliorer le bilan énergétique, éviter modifications moteurs)

[modifier] Utilisations

L'huile végétale carburant peut être utilisée dans de nombreuses situations. On la retrouve dans l'agriculture comme carburant pour les engins agricoles, dans des moteurs fixes pour produire, par exemple, de l'électricité à base d'énergies renouvelables (dans des groupes électrogènes à base de moteur diesel par exemple ; Energiestro en est un bon exemple), mais aussi comme carburant pour véhicules légers ou poids lourds (cf. oliomobile) et enfin dans certains chauffages d'appoint adaptés spécialement.

L'huile végétable carburant peut également être utilisée dans les chaudières à fioul (ou mazout), jusqu'à 30%, avec un brûleur classique fioul. On peut utiliser jusqu'à 100%, mais en prenant soin de préchauffer l'huile à environ 60°C pour obtenir une fluidité suffisante. On peut aussi faire appel à un brûleur dit à huile, qui aura l'avantage d'être conçu pour cela et qui pourra en cas de besoin fonctionner au fioul.

[modifier] Les législations

[modifier] En France

Plusieurs niveaux de réflexion sont à explorer pour la France :

Le véhicule concerné : la carte grise indique gazole pour ce qui est du carburant, donc l'huile végétale n'est, en théorie, pas utilisable en France... au même titre que les EMHV et autres biodiesels ou diesters.

L'assurance du véhicule : en général, les véhicules diesel sont assurés pour rouler au gazole uniquement, ainsi en cas d'accident grave (où les experts iront vérifier le carburant utilisé, autrement dit, en cas d'accident où une vie a été en jeu) il se peut que cela se retourne contre le conducteur du véhicule. De plus, en cas de modifications du moteur (pour rouler à 100 % d'HVB par exemple), la voiture peut ne plus être homologuée. Cependant, certaines personnes se sont vues autoriser explicitement par leur assureur la possibilité de rouler à autre chose que du gazole et à modifier leur moteur avec des kits officiels, souvent sous la condition que ceux-ci soient montés par un professionnel.

L'huile végétale en tant que carburant : la France ne s'est pas conformée à la directive européenne de 2003 (2003/30/CE) concernant les biocarburants, considérant encore l'usage de l'huile végétale carburant comme illégale pour toute utilisation en dehors d'une exploitation agricole auto-productrice (position officielle très récente, à confirmer avec des textes juridiques).

Cependant, certaines expériences poussent la réflexion encore plus loin. Par exemple, fin 2005, la Communauté de communes du Villeneuvois (CCV) a adopté l'utilisation d'huile végétale brute pour la carburation de ses camions de ramassage d'ordures ménagères, en s'appuyant sur l'expertise d'un juriste spécialisé en droit public (Philippe Terneyre) qui dit : « Il ne fait aucun doute que le Droit français est incompatible avec les dispositions d’effet direct de la Directive Européenne du 8 mai 2003 (2003/30/CE). La production d'huile végétale pure pour la carburation de véhicules et l'utilisation de ce biocarburant sont désormais licites en France, même en l’absence de système d’autorisation interministérielle ». Néanmoins, en février 2006, la préfecture de Lot-et-Garonne a décidé de déférer au tribunal administratif de Bordeaux les délibérations de la CCV sur l’usage des HVP, estimant illégale leur utilisation comme carburant autre qu’agricole.

[modifier] En Allemagne

L'huile végétale carburant est autorisée en Allemagne, qui applique donc jusqu'au bout l'esprit de la directive européenne de 2003 concernant les biocarburants. On trouve en Allemagne de plus en plus de stations services distribuant de l'huile végétale. En ce qui concerne l'homologation des modifications du moteur, la TÜV, équivalent des mines en France, certains kits pour adapter son moteur à l'huile végétale sont certifiés et donc 100% légaux en Allemagne. L'Allemagne a récemment mis en place des normes pour définir des standards de qualité d'huile.

En Allemagne, le « Programme des 100 tracteurs » s'est déroulé entre 2001 et décembre 2005. Un rapport intermédiaire de juin 2004 présente un bilan à mi-parcours assez mitigé : sur les 110 tracteurs qui ont été modifiés pour fonctionner à 100 % d'HVP, il y a eu 10 casses de moteurs avec des réparations supérieures à 15 000 euros, 36 cas avec des réparations autour de 2 000 euros, 34 cas avec des réparations mineures et 30 cas sans aucun problème. Le rapport final n’est pas encore disponible.

[modifier] En Espagne

On trouve du biodiesel à de nombreuses stations services (au moins en Catalogne). Cependant ce carburant est qualifié de non-polluant, alors qu'il semblerait que ce soit un équivalent à notre diester, c'est à dire 70 % de gazole accompagné de 30% d'EMHV (esters d'huile végétale, nécessitant un raffinage poussé et donc polluant).

[modifier] En Belgique

Jusqu'avril 2006, il fallait se rendre personnellement avec les papiers de la voiture et une facture de l'huile achetée au bureau régional des recettes pour y remplir le formulaire ACC4.

L'accise à payer était subdivisée en trois :

l'accise normale = (198,3188 € × masse d'huile achetée) / 1000
l'accise spéciale = 128,1206 € (même calcul)
la quotation = 14,8736 € (même calcul)

Il restait ensuite à régler la TVA si vous étiez asujetti(e) à celle-ci. Mais depuis le 3 avril 2006, l'huile végétale carburant est défiscalisée. Elle peut être vendue par des « producteurs agréés » dont la liste est disponible auprès du "facilitateur" de la Région wallonne pour les biocarburants, actuellement de l'ASBL Valbiom