Huile végétale carburant - Définition

Introduction

L'huile végétale carburant (HVC), aussi connue sous les noms d'huile végétale pure (HVP) ou huile végétale brute (HVB) peut être utilisée (jusque 100 %) comme carburant par 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, incorporé directement dans le gazole.

Histoire

Principe de fonctionnement du bioréacteur à microalgues mis au point par la société américaine GreenFuel

Fruits de Jatropha curcas - Rendement : 1892 litres d'huile/ha/an en moyenne

• 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 huile lourde » (l'huile lourde était à cette époque, un résidu non commercialisable du raffinage du pétrole brut).
• 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, l'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 coût 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 acquittement de la TIPP (nouvellement connue sous le nom de Taxe Intérieure sur le Carburant), procédure toujours en cours en 2006.

L'utilisation de l'huile comme carburant

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

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 °C 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. Le moteur Elsbett (Allemagne) fonctionne parfaitement à l'Huile Végétale Pure (http://www.elsbett.com/fr )

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 CO, 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%.

Il convient de noter que cette étude va à l’encontre de toutes celles qui ont été menées dans d’autres pays frontaliers. Et qu’il convient de vérifier aussi les sources de cet article. En effet l’ADEME avait publié un rapport montrant l’effet bénéfique des HVB au niveau de la pollution et des solutions après pétrole.

Ici une analyse comparative faite entre l'huile de tournesol et le gazole :

http://www.oliomobile.org/documents/resultat.gif

• niveau de CO : identique 0.07,
• niveau de CO : 163.25 gazole, 165.50 HVB (attention les huiles rejettent le CO assimilé l'année précédente durant la croissance des plantes qui en sont à l'origine, donc impact modéré, les pratiques culturales émettant elles-aussi du CO₂).
• niveau de HC : 0.03 gazole, 0.04 HVB,
• particules : 0.037 gazole, 0.029 HVB,
• NOX : 0.51 gazole et 0.57 HVB
• HC + NOX 0.54 gazole et 0.61 HVB

On ne retrouve pas les augmentations décrites plus haut.

Et pour finir un autre document de l'ADEME :

http://www.ademe.fr/paysdelaloire/inf/BP_PDF/149.pdf

Compte-rendu de l’utilisation d’HVB en Allemagne

Selon une information de l'ADIT (Agence pour la Diffusion de l´Information Technologique en Allemagne) datant du 11/07/2004, les moteurs diesel connaissent des problèmes avec un carburant à base de colza : Des 110 tracteurs expérimentaux mis en circulation par le ministère de l'environnement fédéral allemand depuis 2002, huit ne marchent plus en raison de sévères pannes de moteur. 71 tracteurs ont dû subir de petites ou grosses réparations, et seulement 31 ont fonctionné sans aucun problèmes. Les raisons des avaries viennent de la mauvaise préparation de l'huile, qui obstrue le filtre et endommage les pompes à injection.

Cette étude de 2004 impliquait une utilisation directe de l'huile sur moteur "froid" ; en effet au-delà de 30% il est important de démarrer sur gazole et d'attendre que le moteur soit chaud. Les Allemands ont largement passé cette étape étant donné que chez eux on peut se fournir en HVB directement à la pompe.

Compte-rendu de l’utilisation d’HVB dans les camions poubelle de la communauté de commune de Villeneuve-sur-lot

Les résultats d’une année d’expérimentation des Huiles Végétales Pures sur les dix bennes de collecte, démontrent tout l’intérêt de ce type de filière pour les flottes captives des collectivités soucieuses de leur parc de véhicules et de la protection de la qualité de l’air sur leur territoire._

Les résultats parlent d’eux-mêmes avec :

• Une distance moyenne parcourue par les 10 bennes de 21 400 km (entre 3 500 et 28 000 km suivant les véhicules).

• Aucune panne liée à l’utilisation d’HVP n’a été enregistrée. Aucun problème mécanique. Pas de détérioration des moteurs.

• Une réduction de la pollution manifeste. Les analyses des gaz d’échappement montrent :

- une réduction des émissions de monoxyde de carbone, de gaz carbonique et de l’hydrogène carboné,

- des mesures d’opacimétrie en baisse et inférieures à la norme NFR 10-025

• Des moteurs en pleine forme_Un système d’injection des moteurs bien réglé et un comportement rigoureusement conforme à celui constaté lors d’une utilisation exclusive de gazole.

La filière ester méthyles

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 solution 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 (ils 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)