Production d’éthanol
à partir de biomasse

Les plantes amylacées dont l’amidon est hydrolysé en glucose, sucre
fermentescible : céréales (blé, maïs,…), topinambours, pommes de terre, manioc, etc.

By SAIF.K

L’alcool éthylique de fermentation provient d’une multitude de produits d’origine agricole, dont la culture est largement pratiquée ou pourrait être développée. A l’avenir, les ressources ligno-cellulosiques, d’origine agricole ou forestières, pourraient contribuer à une production d’éthanol lorsque les procédés de transformation en sucres et de fermentation seront complètement au point et compétitifs.

Trois grandes filières se présentent :

Les plantes saccharifères et les fruits dont le sucre est directement fermentescible : betterave, canne à sucre, raisin, pomme, etc.
Les plantes amylacées dont l’amidon est hydrolysé en glucose, sucre
fermentescible : céréales (blé, maïs,…), topinambours, pommes de terre, manioc, etc.
Les plantes lignocellulosiques dont la cellulose peut être dégradée en sucres fermentescibles : bois, taillis, déchets végétaux, miscanthus et autres cultures énergétiques, paille, etc.
Remarque : il existe une filière de fabrication d’éthanol de synthèse, par opposition à celui obtenu par fermentation. Ce procédé consiste à hydrater l’éthylène d’origine pétrolière pour obtenir de l’éthanol. Cet alcool, à la différence de l’alcool agricole, est issu d’une ressource fossile.

L’éthanol est déjà largement utilisé comme biocarburant dans plusieurs pays, dont le Brésil, les États-Unis, le Canada et la France, et des programmes sont en cours de développement en Europe, principalement en Suède et en
Espagne.

Le regain d’intérêt porté aujourd’hui à la production
de bioéthanol est lié à la volonté de la communauté internationale de promouvoir, dans le cadre du développement durable, les sources d’énergie renouvelable, parmi lesquelles figure l’usage de biocarburants dans les
transports.
L’éthanol peut être ajouté directement dans les essences ou
indirectement sous forme d’éthyl-tertio-butyléther (ETBE), synthétisé à partir d’éthanol d’origine agricole et d’isobutène. Ces produits oxygénés, qui possèdent un bon indice d’octane, ont aussi pour effet d’améliorer la qualité des émissions des moteurs.
L’éthanol est déjà largement utilisé comme biocarburant dans plusieurs pays, dont le Brésil, les États-Unis, le Canada et la France, et des programmes sont en cours de développement en Europe, principalement en Suède et en Espagne. La production mondiale de bioéthanol avoisine les
20 millions de tonnes dont 70 % à usage carburant. L’exemple brésilien est le mieux connu avec son programme « Proalcool » mis en place depuis 1975, à partir de la canne à sucre. La production annuelle d’éthanol est en moyenne de l’ordre de 12 millions de m3 avec des pics de 15 millions de m3. L’alcool est ajouté soit en mélange dans les essences à un taux de 24 %, soit utilisé pur

 

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Le développement de la production d’éthanol va dans le sens de la proposition de la directive de la Commission européenne qui souhaite imposer une part minimale de biocarburants vendus sur le marché, allant de 2 % sur l’ensemble essence et gazole en 2005, jusqu’à 5,75 % en 2010. ………………

En France, les essences reformulées avec des composés
oxygénés le sont avec de l’ETBE dont la production actuelle
est de 200 000 t/an. Les éthers-carburants sont généralement préférés aux alcools pour leur moindre pouvoir corrosif et pour l’absence des problèmes de séparation de phases.
Le développement de la production d’éthanol va dans le sens de la proposition de la directive de la Commission européenne qui souhaite imposer une part minimale de biocarburants vendus sur le marché, allant de 2 % sur l’ensemble essence et gazole en 2005, jusqu’à 5,75 % en 2010. L’éthanol, utilisé tel quel ou après transformation en ETBE, devrait représenter l’essentiel des biocarburants dans le cas des essences reformulée

Les microorganismes les plus connus, capables de transformer les sucres en éthanol, tels que le glucose et le saccharose, sont des levures dont les plus performantes appartiennent aux genres Saccharomyces (S. cerevisiae,
S. uvarum ou carlsbergensis, S. bayanus), Schizosaccharomyces (S. pombe) et Kluyveromyces (K. fragilis). Certaines de ces souches présentent des propriétés intéressantes :
S. uvarum est floculante tandis que S. pombe est thermotolérante et osmotolérante. On connaît aussi de nombreuses espèces bactériennes
produisant de l’éthanol à partir de sucres. Parmi celles-ci, Zymomonas mobilis, la bactérie utilisée dans la fabrication du pulque mexicain à partir de jus d’agave, se détache nettement au vu de ses performances.
Les résultats relatifs au taux de croissance spécifique (h-1) et à la productivité spécifique en éthanol [g. éthanol. (g. biomasse)-1.h-1] démontrent la supériorité de Zymomonas mobilis. En revanche, les souches de Saccharomyces apparaissent comme plus résistantes aux fortes teneurs en éthanol. Certaines espèces sont en effet capables de se
développer en présence de concentrations en alcool allant jusqu’à 12 % (v/v), de survivre à 15 % (v/v) et de fermenter les sucres pour aboutir à des teneurs en éthanol pouvant dépasser 12 % (v/v).

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