Bioéthanol
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Introduction

Le bioéthanol est un biocarburant utilisé dans les moteurs à essence. Le terme bioéthanol est un amalgame entre le préfixe bio du grec bios, vie, vivant et du terme éthanol. Le préfixe bio indique que l'éthanol est produit à partir de matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par des êtres vivants , végétaux, animaux, ou micro-organismes. Il s'agit par...) (biomasse) et n'a pas de lien avec le terme « bio » parfois utilisé pour désigner l'agriculture biologique (L’agriculture biologique est basée sur la gestion rationnelle de la fraction du sol, dans le respect des cycles biologiques et de l'environnement, tenant compte des connaissances en écologie pour une...). Le préfixe « bio » est donc contesté dans certains pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine....) francophones. Il s'agit d'un vecteur énergétique (Tout ce qui est capable de véhiculer de l’énergie peut être considéré comme un vecteur énergétique.) issu de l’agriculture et appartenant à la famille des énergies renouvelables.

Les végétaux contenant du saccharose (betterave, canne à sucre…) ou de l’amidon (blé, maïs…) peuvent être transformés pour donner du bioéthanol (Le bioéthanol est un biocarburant utilisé dans les moteurs à essence. Le terme bioéthanol est un amalgame entre le préfixe bio du grec...), obtenu par fermentation (La fermentation est une réaction biochimique de conversion de l'énergie chimique contenue dans une source de carbone (souvent du glucose) en une autre forme d'énergie directement utilisable par la cellule en l'absence de...) du sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au lion). Il est majoritairement formé d'un composé nommé...) extrait de la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des...) sucrière ou par hydrolyse enzymatiques de l’amidon contenu dans les céréales. On parle généralement de filière (Une filière est une suite de formalités, d'emplois à remplir avant d'arriver à un certain résultat: la filière administrative.) « sucre » pour désigner cette filière de production du « bioéthanol ».

Cet éthanol d’origine végétale n’est rien d’autre que de l’alcool éthylique, le même que celui que l’on trouve dans toutes les boissons alcoolisées. Il peut être mélangé à l’essence en des proportions allant de 5 à 85 %. Au-delà de 20 % des adaptations aux moteurs de voitures sont souvent nécessaires.

Par rapport à la filière « huile » permettant de produire de l'huile végétale brute (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 carburant par tous les moteurs diesel (inventé à l'origine...) et du biodiesel (Le biodiesel, biogazole ou B100 (B20, B5, B2, etc) est un carburant obtenu à partir d'huile végétale ou animale transformée par un procédé chimique appelé transestérification, afin d'obtenir du EMHV ou du EEHV. Le...) (ester éthylique d'huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se mélangent pas à l'eau, mais, est cependant plus...) végétale ou EEHV), la filière « sucre » est de loin la plus développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la...) dans le monde (Le mot monde peut désigner :), principalement au Brésil, où le bioéthanol de canne à sucre couvre 22 % des besoins nationaux en carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.), en Suède où outre la vente de superéthanol, l'essence contient 5% de bioéthanol (à base de canne à sucre). Aux États-Unis, plus de 10 % de l’essence contient du bioéthanol (principalement de maïs) à hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 10 %.

Le développement des biocarburants est accusé de tirer vers le haut les prix du maïs (Le maïs (aussi appelé blé d’Inde au Canada) est une plante tropicale herbacée annuelle de la famille des Poacées, largement cultivée comme céréale pour ses...), du soja (Le soja, ou soya, est une plante grimpante de la famille des Fabacées, du genre Glycine (à ne pas confondre avec la glycine, Wisteria sp.), proche du haricot, largement cultivée pour ses graines oléagineuses...) et du blé (« Blé » est un terme générique qui désigne plusieurs céréales appartenant au genre Triticum. Ce sont des...). Cependant, plusieurs études ont montré qu'entre 0,5% et 1% de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) cultivable était utilisée pour la production de biocarburants. D'autres études ont mis en avant la hausse de consommation de la viande dans les pays en voie de développement pour expliquer la pénurie en nourriture. Les études sur l'utilisation de surfaces cultivables ont mis en évidence la consommation importante par les élevages de viande.

Historique

En 1904, le Ministère français de l'Agriculture organisa un Circuit automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de...) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) destiné à propager l'utilisation de l'alcool comme carburant dans les moteurs à explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue...) (revue du Touring Club de France, mars 1931).

Environnement

Controverse

Cet agrocarburant est présenté comme un carburant vert, mais l'intérêt de l'ETBE comme carburant écologique, et son appellation de "bioéthanol" sont très controversés pour plusieurs raisons :

  1. La transformation de l'éthanol en ETBE utilise des produits chimiques (acide sulfurique) et une grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de...) d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), qui donne au final un bilan énergétique pour l'ETBE quasiment aussi mauvais que celui de l'essence d'origine fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est le reste (coquille, os, dent, graine, feuilles...) ou le simple moulage d'un animal ou d'un...) (Cf. [pdf]Note de synthèse commune ADEME-DIREM , Décembre 2002).
    En comparaison, les biocarburants pour moteurs diesels (huile végétale pure, EMHV, EEHV) offrent des bilans énergétiques nettement supérieurs (dans un rapport 2 à 5 suivant les indicateurs pris).
  2. Une étude nord-américaine conduite par le Pr. Mark Z. Jacobson (université Stanford) a conclu que le bioéthanol présentait autant de risques sanitaires et de pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par malsain [1].) que l’essence ; Il pourrait causer une augmentation des pathologies respiratoires aux États-Unis, selon un modèle mathématique (Un modèle mathématique est une traduction de la réalité pour pouvoir lui appliquer les outils, les techniques et les théories mathématiques, puis généralement, en sens inverse, la traduction des...) simulant la qualité de l’air en 2020, année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) où les véhicules fonctionnant à l’E-85 devraient être largement disponibles.
    Deux substances cancérogènes benzène (Le benzène est un hydrocarbure aromatique monocyclique, de formule C6H6, également noté Ph-H, φ-H ou encore Ar-H. Ce composé organique...) et butadiène diminueraient dans l’air, mais ce sont alors le formaldéhyde et l’acétaldéhyde, deux autres cancérigènes qui augmenteraient (Il est également prévu que le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) des véhicules augmente). Mark Z. Jacobson, estime que le nombre de cancers liés à l’E-85 serait du même ordre de grandeur que celui qu'on estime induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité (générateur) ou en force (moteur).) par l’essence.
  3. Si la contribution à l'effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres...) est réputée bien moindre (elle n'est pas nulle), les impacts différés de l'agriculture intensive (L'agriculture intensive est un système de production agricole caractérisé par l'usage important d'intrants, et cherchant à maximiser la production par rapport aux facteurs de production, qu'il s'agisse de la...) semblent pas, mal ou très partiellement pris en compte par les écobilans de l'agroéthanol dont la production risque d'encore accroître les problèmes liés aux engrais (Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments minéraux, destinées à apporter aux plantes des compléments d'éléments nutritifs, de façon à améliorer leur...) chimiques, pesticides, labour, érosion et consommation de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive...) gagnées sur la forêt (Une forêt ou un massif forestier est une étendue boisée, relativement dense, constituée d'un ou plusieurs peuplements d'arbres et...) ou qui aurait pu être restaurées par de vraies jachères (repos et restauration de l'humus et du sol) ou occupées par des cultures alimentaires).
  4. L'utilisation à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et...) de bioéthanol sous-entend l'utilisation de très grandes surfaces agricoles pour la production de maïs ou de canne à sucre. Il y a un risque certain de compétition entre les besoins alimentaires de la population de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre...) et les besoins énergétiques des voitures. Dans certaines régions, le prix des aliments de base a déjà commencé à monter (par ex.: maïs au Mexique). Pour produire l'équivalent d'un plein de 4x4, soit 96 litres, la quantité de maïs nécessaire est de 205kg, soit selon l'OMS de quoi nourrir une personne pendant un an.[réf. souhaitée]
  5. Il n'est actuellement pas certain que la production d'éthanol conduit à un gain net d'énergie. En effet, certaines études concluent que la production d'éthanol est un procédé ayant un apport énergétique négatif, alors que d'autres arrivent à une conclusion inverses.

Moteurs fonctionnant à l'éthanol et les VCM ou Flex (Flex peut désigner :) fuel

Les moteurs à éthanol actuels sont des moteurs à essence légèrement modifiés, notamment au niveau des joints qui sont améliorés pour résister à l'effet corrosif de l'alcool, les véhicules après 1994 ont des joints et durites compatibles avec l'E85. Les véhicules sont équipés soit de ces moteurs spécifiquement conçus pour l'éthanol, soit de moteurs dit Flex fuel, ou encore les boitiers "Flex" pour transformer une voiture (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est...) à essence en voiture bi-carburant.

Flex fuel (ou VCM, Véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.) à Carburant Modulable) est le nom donné aux véhicules spécialement conçus pour fonctionner indifféremment au Superéthanol E85 et/ou au Super sans plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le mot et le symbole viennent du latin plumbum.) classique. Plus précisément, les véhicules Flex fuel sont capables d’adapter automatiquement leur fonctionnement pour tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de...) d’essence et d’éthanol pur dans des proportions comprises entre 0 % et 85 % en volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) d’éthanol, d’où le mot « Flex ». Ce sont en pratique des véhicules dotés de moteurs essences équipés de dispositifs d’injections, de capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la...) électroniques spécifiques… De plus, les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) utilisés doivent être compatibles avec l’éthanol. L’éthanol est en effet plus corrosif que l’essence. Les durites, réservoir et autres conducteurs du mélange doivent être renforcés.

La consommation d'un moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...) à éthanol est supérieure d'environ 25% à celle d'un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une...) à essence ; toutefois, ses taux de compression (Le taux de compression est une mesure de la performance d'un algorithme de compression de données informatiques. Il est généralement exprimé en pourcentage, et noté τ. Deux définitions sont communément...) sont plus élevés ce qui permet d'exploiter plus de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :). En général, les moteurs à éthanol sont étudiés pour fournir des puissances et couples similaires à ceux des moteurs à essence. Cependant, certains moteurs "Flex-Fuel" fonctionnant indifféremment au super 95 ou à l'éthanol E85, fournissent des rendements supérieurs (plus de 10%) lors du fonctionnement sous E85. Les émissions nettes de CO2 sont réduites d'environ 40%.

Il existe maintenant des kits "Flex", c'est un boitier électronique qui ajuste le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) d'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) et permet aux voitures à injection multipoint ou monopoint de rouler librement au superéthanol. Le kit existe au Brésil, aux États-Unis, en Suède depuis des années. Il y a plusieurs marques de kit "Flex" , Euroflex , ful.flex , flextek ... Les tarifs sont de 300 à 600 euros (selon les marques) avec des modèles de boitiers automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des...) ou bi-carburant. Plus de 30 000 voitures roulent au Brésil avec des kits flex, 90 % des voitures sont compatibles.

De plus, un jeune homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est appelé un...) du Canada,Sébastien Chénier, a concue et fabriqué un petit moteur moteur de 13 hp fonctionnant au E100 (100% ethanol). Des tests effectués a l'ETS, une université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) montréalaise, ont démontré que le moteur reduisait de 90% les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a...) a effets de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments climatiques les cultures produites...) en plus d'etre plus puissant de 30%. Pour voir la vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un support...): http://video.telequebec.tv/video/1762

Économie et prix de la terre

En 2007, il fut révélé que la production et la consommation de l'éthanol au Brésil, l'un des principaux producteur d'éthanol de la planète, faisait radicalement augmenter le prix de la terre et le coût de production du maïs, du lait, du sucre et de la viande. Les producteurs d'éthanol comme Archer Daniels Midland ont suscité les critiques de chercheurs qui craignent une éventuelle famine en raison d'une hausse probable du prix de la nourriture et de la monoculture du sol, ce qui oblige les producteurs à importer les aliments essentiels. En 2008, le Brésil a produit 22,3 milliards de litres d'éthanol, soit 1/3 de la production mondiale. La moitié des champs de canne à sucre au Brésil sont consacrés à la production de l'éthanol, dont 85% est consommé sur le marché intérieur, seuls 15% étant exportés. Au Brésil, l'éthanol est utilisé comme biocarburant : le bioéthanol de canne à sucre couvre 22 % des besoins nationaux en carburant.

États-Unis et Brésil produisent à eux seuls 70% de l'éthanol mondial.

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