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Habitat et transports durables - Les biocarburants
Les albums liés au chapitre
Photos de l'album "USP"
Luiz Lebensztajn, alias Leb, est professeur à l'Université de São Paulo (USP) où il enseigne le génie électrique. Ce francophone plein d'entrain nous a permis de rencontrer nombre de ses collègues sur le campus historique de l'USP : électrification rurale, économies d'énergie, et moteurs flex furent au programme de notre visite.
Le Brésil est renommé pour son utilisation énergétique d'éthanol de canne à sucre. Utilisable aux débuts du programme Proalcool dans les seuls moteurs à alcool, l'éthanol fut victime des cours du sucre subitement montés en flèche à la fin des années 80. Qui dit sucre cher dit arbitrage entre productions d'éthanol et de sucre en faveur du sucre : la pénurie d'alcool que ce choix de production provoqua engendra une méfiance durable des consommateurs. Le manque de fiabilité de l'approvisionnement mit en péril l'ensemble de la chaîne des voitures à alcool, dont les ventes s'effondrèrent jusqu'à ce que la commercialisation de modèles à moteurs flex-fuel en 2003 remette l'éthanol en selle. Nous rêvons bien sûr d'en savoir plus sur cette technologie salvatrice ! Direction l'institut de recherche technique de l'USP ...
... où nous avons rendez-vous avec le Dr Mauricio Assumpcao Trielli.
Cet expert de la mécanique des moteurs nous détaille les innovations qui permettent aux moteurs flex fuel de consommer n'importe quel mélange d'éthanol et d'essence. Pour y parvenir : choix de nouveaux matériaux, réglage de l'injecteur, calibrage de senseurs.
Après cette présentation théorique, une visite du laboratoire de mécanique automobile s'impose. En route !
D'une alcôve à l'autre, nous rencontrons d'étonnantes machines plus ou moins imposantes, plus ou moins lourdes, plus ou moins vieilles, qui servent à ausculter et améliorer les performances des moteurs automobiles. Un paradis pour les férus de mécanique ! Et de quoi étudier les gaz d'échappement ou mesurer volumes d'air consommés et qualité d'ignition des carburants, usure des pièces mécaniques, conséquences du choix des vitesses et accélérations ...
Dans ce qui aurait pu sinon servir de garage trônent deux étonnantes machines. Elles servent respectivement à mesurer les indices d'octane (à gauche) et de cétane (à droite) des carburants (respectivement « essence » et « diesel ») qu'on y teste.
Une petite démonstration à vide aide le Dr Trielli à nous en expliquer le fonctionnement.
Pour l'indice de cétane : le mélange à tester est envoyé dans un moteur à vitesse constante.
Un senseur mesure le temps qui s'écoule entre l'injection et l'ignition.
Un carburant à qualité d'ignition médiocre nécessitera un fort taux de compression pour s'enflammer.
Le Dr Trielli pointe vers cette jauge où (si nos souvenirs sont bons !) se lit le pic de pression correspondant à la détonation qui entraîne le cliquetis.
Un moteur beau comme un camion, brillant comme un sous neuf : l'un des objets d'expérimentation du Dr Trielli. Après tout, quel moyen plus aisé de réduire les émissions de gaz à effet de serre des véhicules que d'améliorer les performances des moteurs actuels ?    Photos de l'album "Parente"
La veille de notre retour en France, Expedito Parente nous accueille à Rio de Janeiro, chez son frère Ignacio. Le « père du biodiesel brésilien » a fondé Tecbio, une entreprise qui commercialise des usines à biodiesel et s'est engagée dans le développement très prometteur de biokérosène d'aviation à partir d'huile de babaçu. Inspirateur du programme national de développement du biodiesel brésilien, le Dr Parente y voit un levier pour sortir les populations rurales de leur dénuement. Photos de l'album "IIT Mumbai"
A Mumbai, nous visitons certains des laboratoires du département de génie mécanique de l'Indian Institute of Technology (IIT)of Bombay, l'une des universités indiennes les plus renommées. 72% de la population indienne est encore rurale : nombre de programmes ont été lancés par le gouvernement pour accroître le niveau de développement de ses villages. Ainsi d'un ambitieux programme de développement des agro-carburants, chargé d'apporter aux campagnes une autonomie énergétique accrue et l'accès à des formes d'énergie moins polluantes. C'est dans ce cadre qu'a été conçue cette petite unité de production de biodiesel à partir d'huiles végétales, mise au point et testée à l'IIT.
Les huiles de pourghère (jatropha curcas), pongomia, margousier ou autres oléagineux gagnent à être « transestérifiées » avant d'être utilisées dans des moteurs diesel. En les faisant réagir avec du méthanol en présence d'un catalyseur acide ou basique, on produit de la glycérine (dont le marché cosmétique pourrait bien être inondé) et, surtout, du biodiesel, moins visqueux que l'huile végétale dont il est issu. Huile et biodiesel localement produits permettraient d'avantageusement remplacer un approvisionnement coûteux en diesel. Pourquoi ne pas ainsi alimenter tracteurs et générateurs d'électricité utilisés dans des endroits difficiles d'accès ? Notons que si cette installation est parfaitement adaptée à cet usage local, sa petitesse ne permettra probablement pas d'en certifier la production au point qu'elle puisse être distribuée dans les réseaux commerciaux de tout le pays.
Si l'on interrompait la réaction de transestérification pour jeter un coup d'œil dans le « réacteur »,
on observerait, après décantation, ce drôle de mélange :
plus lourde, la glycérine s'accumule sous le biodiesel avec lequel elle n'est pas miscible.
Produit final de la petite usine : ce biodiesel...
... ou celui-ci, suivant l'huile végétale dont il est issu.
L'origine diverse des huiles végétales se traduira en disparités d'endurance du biodiesel au vieillissement
et aux attaques de la lumière.
Mixtures de toutes couleurs et consistances. Photos de l'album "PCRA"
L'association indienne de recherche pour les économies de pétrole (PCRA) a inauguré à Delhi un petit centre d'information sur le biodiesel et la culture des oléagineux à partir desquels il peut être produit.
Le
pourghère
(ou pignon d'Inde, communément appelé jatrophe ou jatropha curcas) en fait partie.
Ce petit arbuste, qui commence à produire du fruit au bout de 4-5 ans,
a le vent en poupe dans nombre de pays en développement :
son huile, toxique, n'est pas comestible, mais serait d'autant plus facilement utilisée à des fins énergétiques
qu'elle peut être produite sur des terrains peu fertiles.
Une véritable bénédiction aux yeux du gouvernement indien : le voilà lancé dans un vaste programme de démonstration des promesses offertes par ces plantations énergétiques (clichés pris à Pondichéry).
Une graine de pourghère, dans sa coque. Sa pression produira une huile qui pourra être brûlée directement, ou transestérifiée en biodiesel.
Graines de pourghère.
Le pourghère n'est pas la seule plante susceptible de produire abondamment du biodiesel. L'Inde est un grand pays ; ses climats et géographies sont très variés, et se prêtent chacun à des cultures différentes. Le ricin (castor en anglais), le soja (soybean), le pourghère (jatropha curcas), le margousier (neem), le karanj (pongamia) ... sont autant d'autres plantes qui pourraient se faire sources d'agrocarburants dans des campagnes...
... équipées de petites unités de transestérification, dont les quantités de production de biodiesel à partir d'huiles végétales sont adaptées aux besoins ruraux. Ici, un modèle de plus petite taille que celui qu'on nous a présenté à Bombay.
Au terme d'une réaction facilitée par l'adjonction de catalyseurs acides ou basiques ...
... et suite à la décantation qui permet de séparer biodiesel et glycérine, ...
...on obtient autant de biodiesels qu'il est de matières premières. Leurs caractéristiques chimiques et donc d'usage diffèrent : de quoi rendre sa certification nécessaire, si l'essor commercial du biodiesel est un jour envisagé à grande échelle. |
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