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MENS :une vision incisiveet éducative sur l’environnement

Approche didactiqueet scientifique

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25 3e trimestre 2002 Doss ier sur l ’environnement 'mens sana in ter ra sana '

La biomasseL’or vert du 21ième siècle

La biomasse : une source d'énergie renouvelable pour l'Union européenne

En tant que source d'énergie renouvelable, la biomasse regroupe une diversité de matièresorganiques brutes, telles que des résidus de l'agriculture et la sylviculture, ainsi que desvégétaux spécialement plantés à cet effet. À l'heure actuelle, la biomasse fournit environ 3 % (environ 45 millions de tonnes d'équivalent pétrole, Mteo) des besoins énergétiquesde l'Union européenne. Elle présente l'avantage important que le gaz à effet de serreproduit est neutre : la quantité de CO2 stocké lors de la croissance de la biomasse estégale à celle libérée lors de sa combustion. En outre, la biomasse peut être stockée et estdisponible en permanence. L'utilisation de l'énergie de végétaux, plantés dans l'Unioneuropéenne, peut réduire les besoins en importation de pétrole et autres combustiblesfossiles de l'Union européenne et, dans le même temps, accroître la certitude de lalivraison d'énergie. Une industrie de biomasse sérieuse peut créer des emplois, améliorerl'économie des régions rurales et soutenir l'agriculture et la sylviculture.

Le secteur du transport représente 32 % de la consommation énergétique et 28 % desémissions totales de CO2. Une augmentation de l'utilisation de biocombustibles pour cesecteur constitue dès lors l'un des moyens avec lesquels l'UE peut améliorer la continuitéde l'approvisionnement en énergie et réduire les émissions de CO2. À cette fin, la Commission européenne a récemment introduit des propositions réglementaires et fiscales visant la promotion de biocombustibles . Ces propositions doivent veiller à ce queles biocombustibles représentent un certain pourcentage des combustibles vendus dansl'Union à partir de 2005 : il s'agira au départ d'au moins 2 % et, en 2010, d'au moins5,75 %. À plus long terme, le développement de combustibles de substitution, dont lesbiocombustibles, peut permettre techniquement en 2020 de remplacer par ces produits20 % du diesel et de l'essence pour les transports routiers.

Pour réaliser ces objectifs, de nombreux problèmes logistiques et techniques doivent toute-fois encore être résolus, afin de pouvoir disposer de quantités suffisantes de biomasseéconomiquement "rentables" et de pouvoir les traiter. L'Union européenne exhorte la collaboration entre États membres et entre les secteurs public et privé et participe auxcoûts de la recherche et du développement technologique par le biais de son programme-cadre. Elle favorise ainsi l'expertise scientifique et technologique nécessaire pour lever lesobstacles à une exploitation à grande échelle des sources d'énergies renouvelables. Dansle programme-cadre actuel (le cinquième), plusieurs projets de recherche européens sontconsacrés aux obstacles techniques et non techniques se dressant devant l'utilisationrépandue de sources d'énergie renouvelables. Pour la biomasse, ces projets utilisent destechnologies de conversion (processus thermochimiques, chimiques et biologiques) etvisent une utilisation différenciée de la biomasse, tant pour la production de chaleur etd'électricité que sous la forme de "biocombustible".

Dans le programme-cadre suivant (le sixième), la recherche, le développement technolo-gique et la démonstration d'énergies renouvelables joueront un rôle clé dans l'intégration

et le renforcement de l'espace de recherche européen. Les domainesde recherche thématiques prioritaires concernent l'intégration desources d'énergie renouvelables dans le système énergétique, ledéveloppement de nouveaux concepts sophistiqués de technologiesénergétiques renouvelables et, pour la biomasse, la levée des obsta-cles qui entravent le bon fonctionnement des chaînes d'applicationet de sous-traitance de la biomasse.

Philippe BusquinCommissaire européen chargé de la recherche 2

La plante : cellule solaire bon marché . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3La biomasse : un concept renouvelé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4La grande révolution du développement durable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Bioénergie – Les granulés biocombustibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Lubrifiants à base végétale – Mets de l’huile…bio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Fibres naturelles – Le « bio » à l’honneur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Bioplastiques – A chacun son sac biodégradable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Des produits biochimiques spéciaux - Des médicaments aux parfums naturels . . . . 13Stratégies pour une exploitation économique de la biomasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

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S o m m a i r e

P r é f a c e

Milieu, Education,Nature & Société

‘Mens sana in terra sana’

MENS est une édition de la VVB sprl,l'Association pour la Biologie. Vue le modèle de lasociété actuelle, elle a comme butprincipal l'information scientificobjective.

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La plante : cellule solairebon marché

La terre est un chaudron grouillant devie. Contrairement à d’autres planètesde notre système solaire, elle n’est pasprête de s’éteindre. Chaque jour, d’aut-res formes de vies naissent et meurent.La terre vit grâce à l’énergie solaire,qu’elle reçoit quotidiennement et gratui-tement. Cette énergie peut êtreexploitée par les plantes vertes, lesalgues et certaines bactéries pour trans-former l’eau et le gaz carbonique enmatière végétale ou organique – égale-ment désignées par le terme debiomasse. Au cours de ce processus con-stitutif, que l’on nomme photosynthèse,un sous-produit est fabriqué : l’oxygène.La matière végétale est principalementconstituée d’’amidon, de cellulose, delignine de sucres, de graises et de protéi-

nes. Ce sont précisément ces élémentsqui captent l’énergie solaire. A son tour,ce matériau biologique sert de sourced’énergie pour l’homme et l’animal, qui,pour leur part, ne peuvent puiser direc-tement leur énergie dans la lumière dusoleil. Pour consommer cette énergieaccumulée (en d’autres termes, poureffectuer la « combustion »), il faut del’oxygène ; processus qui, à nouveau,libère de l’eau et du gaz carbonique.

Sous de nouveaux rayonnements solai-res, ces organismes qui maîtrisent laphotosynthèse peuvent à nouveau trans-former ces éléments en biomasse. Lescénario s’appelle un « cycle » et le rôleprincipal est joué par une matière renou-velable. Toutefois, ce cycle ne fonctionnepas de manière totalement efficace. Eneffet, seulement 42 % de l’énergie dif-fusée par le soleil sur la terre atteint lasurface de notre globe. Le reste est ren-

voyé ou absorbé et transformé en cha-leur par l’atmosphère. Ensuite, lesvégétaux peuvent exploiter à peine 2 %de cette énergie solaire qui atteint la sur-face de la terre. Et sur ces 2 %, uneproportion de 0,1 % à 1,6 % seulement(selon le type de végétal) finit par consti-tuer les stocks de biomasse. Se pose dèslors la question de savoir s’il est possiblede cultiver des plantes qui agiraient demanière plus efficace sur cette énergiesolaire gratuite… à tout le moins, cettequestion nourrit les recherches scientifi-ques.

La plus grande découverte des premiershommes fut le feu – qui constitue le plussimple moyen pour libérer à nouveaul’énergie solaire stockée dans la matièrevégétale. Plus récemment, l’homme estparvenu, au moyen des cellules solaires,à transformer l’énergie solaire en électri-cité. Des cellules dites photovoltaïques

Depuis son apparition sur terre et depuis qu’il a découvert le feu, l’homme utilise des matières végétales et animales pour sechauffer, pour cuire ses aliments et pour se vêtir. À partir de ces matières, il fabrique toutes sortes d’outils et même desarmes… C’est dans la nature qu’il puise certains matériaux de construction, des colles, des colorants et des médicaments –autant d’applications de l’utilisation de matières végétales et animales que nous désignons par le terme générique de « bio-masse ». Avec l’apparition de l’agriculture, l’homme s’est mis à cultiver des végétaux tant pour se nourrir que pour se vêtir(lin, coton, jute, chanvre). Il pratique l’élevage animal pour la viande, le lait ou le miel mais aussi pour la laine ou la soie. Le papyrus a servi à fabriquer la première forme de papier. Les sous-produits de l’élevage sont tout aussi valorisés : les peauxanimales sont tannées pour donner le cuir ou traitées pour produire le parchemin, les plumes sont façonnées pour devenirdes instruments d’écriture, les poils sont utilisés pour fabriquer des brosses de peintre… Depuis des milliers d’années, la biomasse est une matière exploitée à toutes sortes de fins non alimentaires. Il s’agit d’une matière première « renouvela-ble ». Le fait de redécouvrir la biomasse comme une matière première écologique n’a donc rien de révolutionnaire.

Conçu par :Dr. Ing. Jacques Van Outryve, Centrum voor Agrarische Bio- en Milieu Ethiek (CABME), KULeuven

Ont collaboré à ce numéro : Ir Jean-Marc Jossart, Laboratoire d’écologie des grandes cultures, UCL – European Biomass Association (AEBIOM)Prof. dr. Josée Leysen (Executive Director Scientific Licensing, Johnson & Johnson Pharmaceutical Group), Université libre - AmsterdamDr. Jan Bosmans, médecin, journaliste médical-scientificIr Marie Hélène Novak, Valorisation de la Biomasse asbl (ValBiom), FUSAGemblouxProf. Dr. Ing. Christian Stevens, Vakgroep Organische Chemie, Universiteit GentIr. Mia Tits, Institut Royal Belge pour l'Amélioration de la Betterave (IRBAB)Ing. Katrien Van Rompu, Vlaams Coördinatiecentrum Mestverwerking (VCM)

La biomassaL’or vert du 21ième siècleLa biomassaL’or vert du 21ième siècle

absorbent les rayons du soleil dans unmatériau semi-conducteur. A une échelleréduite, l’énergie solaire peut être direc-tement utilisée. Ne songeons parexemple qu’aux panneaux solaires, quipermettent de pourvoir une habitationen eau chaude, ou encore aux fourssolaires utilisés dans les régions tropica-les pour cuisiner. Toutefois, latransformation directe de cette énergiesolaire gratuite en une énergie utile àl’homme demeure un processus trèsonéreux. Dans le cas des plantes, quipossèdent par nature des cellules solai-res, le coût de stockage de l’énergie estsensiblement réduit…

La biomasse : un conceptrenouvelé

Le concept de « biomasse » est entrérécemment dans le champ social et juri-dique. En effet, il ne couvre plusuniquement toute forme de vie végétaleet animale sur terre, comme le voulait sasignification initiale, formulée du pointde vue biologique. Aujourd’hui, le terme« biomasse » désigne toutes les matières

premières organiques et renouvelablesd’origine végétale ou animale, qui nesont pas destinées à l’alimentation maisaux applications industrielles et à la pro-duction d’énergie – que ce soit lachaleur, l’électricité ou les carburantsautomobiles.

Au début de l’ère industrielle, le charbonet l’huile minérale représentaient lesdeux principales sources d’énergie et dechaleur. En fait, ces matières premièresconstituent également une forme debiomasse, qui appartient celle-là à unpassé très reculé. Il y a des millionsd’années, le polypode ou plancton pro-duisait, à l’aide de l’énergie solaire, del’eau et du gaz carbonique. À la suited’un long processus se déroulant dans4

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Quelle est la quantité d’énergie stockée dans la biomasse terrestre ? Le volume total de la biomasse terrestre s’élève, selon les estimations, à1 000 milliards d’unités de charbon (UC). En d’autres termes, le stock énergé-tique contenu dans la biomasse correspond à 1 000 milliards de tonnes decharbon. La majeure partie de ce stock (soit 90 %) se retrouve sous la forme debois, dont la biomasse augmente chaque jour, contrairement au charbon. Centmilliards de tonnes UC sont produites annuellement dans le monde, c’est-à-dire10 % de la quantité présente sur terre. Cependant, la biomasse se tarit égale-ment de jour en jour : les végétaux meurent ou sont utilisés.

Quelle en est la quantité annuelle exploitée ? Deux pour cent de la biomasse terrestre sont utilisés pour l’alimentation deshommes et des animaux – ce qui correspond à 20 % de la croissance annuelle.Environ 1 % de la biomasse est consommé pour le chauffage et d’autres formesd’énergie et 1 % est utilisé dans l’industrie pour le traitement du bois, du papier,des fibres – autrement dit, pour toutes sortes de « produits non alimentaires ».Ce chiffre de 1 % sur 1 milliard de tonnes UC consommées correspond à plus de10 % de la consommation énergétique totale dans le monde.

Pour chaque mole de carbone (12 g) fixée, 1 mole d’oxygène (32 g) est libérée. En moyenne, lateneur en carbone dans la matière sèche végétale s’élève à 40 %. La production d’une tonne dematière sèche par une plante fixe 0,4 tonne de carbone et libère 749 000 litres d’oxygène.

Le soleil est une étoile située au centre du système solaire, à 150 millions de kilomètres de la terre.Le soleil a déjà atteint la moitié de sa vie et devrait encore vivre entre 4,5 et 5 milliards d’annéesavant de s’éteindre.

Les matières premières agricoles peuvent aussi être utilisées à des fins non alimentaires.Le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont égale-ment des produits de la photosynthèse mais ontété générés il y a de très nombreuses années.

énergie d'éclairement6 CO2 + 12 H2O

2826 kJ (675kcal)C6 H12O6 + 6 H2O + 6 O2

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un environnement pauvre en oxygène,ou sous de fortes pressions et de hautestempératures, cette biomasse s’est trans-formée en une matière premièrehautement stable. Le pétrole est com-posé d’un mélange d’hydrocarburesstables et liquides, avec des quantitéschangeantes de liaisons d’oxygène,d’azote et de soufre. Le pétrole est unesource d’énergie peu onéreuse et, sur-tout, très maniable. Pensons parexemple au confort des carburants liqui-des et des pompes à essence ou autransport du pétrole par oléoducs.

Le pétrole a supplanté la « biomassefraîche » et est utilisé comme matièrepremière dans la confection de toutessortes de matériaux et produits. Le plasti-que, les fibres synthétiques, leslubrifiants, les colorants, les peintures, lesvernis, ... font partie de notre sociétémoderne. Nous ne pourrions concevoirnotre quotidien sans eux. Mais il y a unrevers à l’exploitation et la consomma-tion de pétrole et de charbon : ledioxyde de carbone qui a été fixé il y ades millions d’années via l’énergie solaireen biomasse, se libère à nouveau dansl’air. De sorte que sa proportion dansl’atmosphère augmente et entraîne deschangements climatiques mondiaux…

La grande révolution dudéveloppement durable

Nous assistons aujourd’hui à une aug-mentation de l’utilisation de la biomassecomme matière première. D’où vient ceregain d’intérêt ? Le charbon et le pétrolene sont pas des matières premièresrenouvelables. Les stocks ne se reconsti-tuent pas. Ils sont limités. Nous neconnaissons pas la quantité de pétroledont nous disposons encore. Les estima-tions divergent. Selon certaines, nous enavons encore pour une centained’annèes. Pour d’autres, nous tiendronsencore deux cents ans et plus. Au débutdes années 70, le Rapport du Club deRome avertissait, pour la première fois,que la croissance économique menaçaitde chuter rapidement car les stocks depétrole étaient voués à s’épuiser d’ici2031. D’aucuns évoquaient même ladate de 2010. Cependant, les crises dupétrole qui ont suivi la publication de cerapport ont surtout été provoquées par lecontexte politique de l’époque. à la suitede ces événements, le monde occidentaln’a plus voulu dépendre de fournisseurset de voies d’approvisionnement douteuxet s’est mis en quête de trouver, sur sonpropre sol, des sources d’énergie plus fia-bles. À mesure que les prix du pétrolebaissaient à nouveau, l’intérêt pour lesénergies alternatives chuta également. Ilest vrai que le pétrole est une sourced’énergie très facile : facile à puiser, facile

à transporter et facile à traiter et … gra-tuite à la source. En outre, son traitement(la pétrochimie) permet de fabriquer unevaste gamme de produits. Le fait que les stocks de combustibles etde matières premières fossiles soientlimités n’est toutefois pas la seule raisonpour laquelle la biomasse regagne enpopularité. D’autres éléments justifientcette nouvelle quête et exploitation dematières premières alternatives. Ainsi, il ya le souci à l’égard des changements cli-matiques qui a donné naissance auxaccords qu’ont signés de nombreux paysdans le monde pour réduire les émis-sions des gaz à effet de serre (Protocolede Kyoto – voir également MENS 22). Cetaccord s’intègre d’ailleurs dans les pro-grammes plus vastes de développementdurable qui ont été convenus au niveaumondial à Rio il y a dix ans. Les matièrespremières renouvelables y supplantentautant que possible les matières nonrenouvelables. Depuis la Déclaration deRio (juin 1992), le développement dura-ble en matière d’environnement et dedéveloppement est un principe mondia-lement accepté, qui doit être appliqué àtous les niveaux politiques. Le rôle de lamatière première « renouvelable » estmondialement reconnu, non seulementen tant que source d’énergie renouvela-ble mais aussi comme matière premièreécologique, biodégradable et commealternative aux matières premières moinsdurables que nous exploitonsaujourd’hui.

Des sources d’énergie renouvelable sont redécouvertes (Source: Belbiom.)

« La biomasse est l’ensembledes matériaux organiques

et matières premières renouvelables d’origine végétale

ou animale, qui ne sont pasdestinés à l’alimentation mais

aux applications industrielles età la production d’énergie ».

La philosophie de l’énergie durable : la biomasse se transforme, par combustion ou putréfaction, en dioxyde de carbone (CO2), principal gaz à effet de serre. Grâce à la photosynthèse, le CO2 esttoutefois à nouveau transformé en biomasse. Si la combustion et la photosynthèse sont au mêmeniveau, un cycle durable se crée. La combustion des combustibles fossiles, forme de biomasse produite il y a de très nombreuses années, apporte une quantité supplémentaire de CO2 dans l’air.Cet apport surcharge le cycle : le CO2 supplémentaire n’est que partiellement éliminé, ce qui accroît les concentrations en gaz à effet de serre. (voir MENS 22, “Le climat dans l’embarras”)

biomasseCO2

CO2

photosynthèse

biomasse

1850 1900 1950 2000

le pétrole

le charbon

l’énergie renouvelable

Évolution entre 1850 et 2000 del’énergie renouvelable

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Molécules de la biomasse

Eau : indispensable à tous les êtres vivants.

Oxygène : nécessaire à la respiration.

Acide carbonique : ou dioxyde de carbone : produitfinal de la respiration mais aussi un des gaz à la basedu réchauffement de la terre (gaz à effet de serre).

Monomère : molécule élémentaire qui per-met de former par polymérisation lespolymères. Nous pourrions, pour les décrire,utiliser la métaphore d’un maillon et d’unechaîne, où le maillon serait le monomère etla chaîne, le polymère.

Polymère : suite de monomères. Par exem-ple : les PVC (polychlorure de vinyle –matière plastique), conçus à partir de nom-breuses unités de chlorure de vinyle ou lespolyacrylonitriles conçus à partir d’unitéd’acrylonitrile.

Hydrates de carbone : autre nom pourdésigner les sucres. La formule généraleest CnH2nOn. Exemples : glucoseet saccharose.

Glucose : se rencontre dans lesraisins et le miel, auxquels ilconfère leur goût sucré.

Saccharose : comporte une molécule de glucose et une molé-cule de fructose. Ce type de sucre se rencontre dans lesbetteraves sucrières ou la canne à sucre.

Saccharose

Cellulose : la matière constitutive essentielle de toutes les plan-tes. Confère aux plantes leur consistance. Elle est un polymèredu glucose, composé de milliers d’éléments.

Cellulose

Lignine : l’un des principaux éléments de la paroi cellulaire desplantes. Confère à la cellule végétale sa stabilité et sa rigidité.Consiste en un réseau complexe à base d’éléments de propé-nol 3-hydroxyphényl.

Protéines : polymère d’acides aminés.Peuvent être constituées de dizaines voirede milliers d’éléments. Les protéineshumaines sont composées à partir de 20acides aminés différents, répondant à laformule générale suivante :

Produits dérivésÉthylène : produit formé par le craquage(procédé à très haute température aucours duquel une grande molécule d’hydrocarbure est fraction-née en plusieurs molécules plus petites) dupétrole.

Polyéthylène : polymère d’éthylène.Matière première des sacs en plastique.

Acide polyhydroxy-butyrique : polymère des molécules d’aci-de hydroxybutyrique ; matière première de certains sacs enplastique biodégradables. Peut également être fabriqué com-me substance de réserve par des bactéries.

Éthanol : formé par la fermentation desucre (saccharose) par des levures (ex. :levure de boulanger). C’est la substance que l’on retrouve dansla bière, le vin, les alcools. Peut être également utilisé commebiocarburant dans les automobiles.

Méthyltertiobutyléther (MTBE) :produit fabriqué à partir d’éthanol.Peut être utilisé comme composantbio dans les carburants fossiles.

Méthane : gaz produit par la fermenta-tion de matières organiques. Peut êtreutilisé comme biocarburant. Appartient toutefois aussi aux gazà effet de serre .

Ester : corps résultant de la réac-tion d’un acide et d’un alcool,produisant, outre l’ester, de l’eau.

Exemple : l’estérification de l’acide acétique (que nous connaissonssous la forme du vinaigre en cuisine) et de l’éthanol produit l’éthylacétate, qui donne l’odeur typique de certaines colles (utilisées comme solvants ou dissolvants).

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Plus qu’une question de surplus agricoles

Aujourd’hui, tout le monde est convain-cu que les matières premièresrenouvelables doivent davantage êtreutilisées. Elles ne suscitent pas uni-quement de l’intérêt eu égard à laproduction énergétique ; c’est l’industrietoute entière qui évolue vers des proces-sus de production durables et estséduite par les possibilités que lui offre labiomasse. En effet, l’industrie devientconsciente de la nécessité d’axer la pro-duction sur le durable. Les voiesd’utilisation alternative des produits agri-coles sont depuis longtemps connuesmais, jusqu’il y a peu, elles revêtaient uncertain caractère anecdotique. Ainsi, à lafin du XIXe siècle, les États-Unis brûlai-ent les surplus céréaliers pour produirede l’énergie. Dans les années de crise, leBrésil faisait marcher ses locomotives àcharbon avec du café ! Dès les années80, les surplus alimentaires de l’Unioneuropéenne s’amoncelaient de plus enplus. Les déverser sur le marché ? Impos-sible : les prix auraient chuté et entraînéune crise inévitable. Les détruire ?C’était socialement inacceptable. Desalternatives sont ainsi naturellementapparues : les surplus de vins furent (etsont toujours) transformés en alcoolindustriel, par exemple. Mais qu’en est-il

des autres produits ? Peuvent-ils tousêtre transformés ? En 1992, l’Union européenne met enœuvre une gestion de la production afind’éviter les surplus dans le secteur descultures. L’UE n’octroie désormais desoutien que si un certain pourcentage(10 % actuellement) des terres est laisséen jachère. Le terme anglais « set aside »(littéralement : la terre est « mise decôté ») illustre mieux la situation. La ter-re ne peut pas être utilisée pour laproduction alimentaire ; elle doit cepen-dant rester disponible pour l’agriculture.Mais si nous connaissons aujourd’huides surplus alimentaires, nous connaît-rons sans doute demain des disettes. Lecommerce de l’agriculteur est un com-merce en plein air, totalement tributairedu temps et du vent, des maladies etdes épidémies.Sur ces terres en jachère certaines espè-ces végétales destinées à des fins nonalimentaires peuvent être cultivées. Ilpeut s’agir d’espèces totalement nouvel-les ou plus classiques comme lescéréales, le maïs et le colza. Cette régle-mentation a entraîné l’apparition defilières européennes de la biomasse,principalement pour la production debiocarburants. D’autres pays dans lemonde, tels que les États-Unis ou le Bré-sil, ont devancé l’Europe dans laproduction massive de biocarburants à

partir du maïs et de la canne à sucre.Aujourd’hui, c’est donc au tour del’Europe de s’en soucier. En réponse àl’appel général au développement dura-ble ainsi qu’aux obligations prévues entermes de protection de l’environne-ment et du climat, le secteur dutransport, particulièrement sur la sellettedans ces domaines, reçoit aujourd’huiune pleine attention. La Commissioneuropéenne propose une fiscalitéadaptée aux biocarburants et une incor-poration progressive dans les carburantsclassiques. L’on prévoit qu’avec l’élargissement del’Union européenne, la superficie agrico-le augmentera fortement dans lesprochaines années, de sorte que l’agri-culture pourra de mieux en mieuxrépondre au besoin de terres pour laproduction de biomasse.

Quand les sous-produits se fontmatières premières

Aujourd’hui, de nombreux sous-produitsou produits secondaires de l’agricultureet de l’industrie agro-alimentaire bénéfi-cient d’une seconde vie en tant quebiomasse. Ils deviennent, par exemple,des matières premières pour la bioéner-gie ou la fabrication de produits. Cesdernières décennies, la quantité de cessous-produits a fortement augmenté

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Des plantes comme source d'énergie.

Végétaux destinés à la productiond'énergie

Le sucre et l'amidon pour la production d'éthanol

pommes de terrebetteraves sucrièrestopinambourssorgho

L'huile comme combustiblecolza

Chaleur et électricité à partir de la biomasse

essences de bois à croissance rapideeulalie (Miscanthus)céréalesmaïsplantes oléagineusesarbres

Tableau des cultures destinées àdes "fins non alimentaires" dansl'UE

ARS ARS

dans le monde occidental. Citonsnotamment les déchets verts qui fontl’objet d’une collecte sélective. Autresexemples, la montagne de poudre desang et de farine d’os (déchets d’abat-toirs) et les déchets des grandes cuisines.Mais d’où vient tout à coup ce volumegrandissant de sous-produits à l’heureactuelle, en moyenne 68 % d’un poulet,62 % d’un porc, 54 % d’un bœuf et52 % d’un mouton sont destinés à laconsommation humaine. Avant, cespourcentages étaient plus élevés. Maisaujourd’hui, nous faisons la fine bouche.Chaque année, l’Union européenneproduit 10 millions de tonnes de déchetsde viande issus d’animaux sains, nonconsommés. Bien qu’ils contiennent deprécieuses protéines, ces déchets nepeuvent désormais plus être réutilisésdans l’alimentation des animaux. Motif ?

Prévenir la dissémination de la maladiede la vache folle. Les déchets culinairesne peuvent pas non plus servir à nourrirles animaux, cette fois dans le but deprévenir la propagation de certainesmaladies comme la peste porcine et lafièvre aphteuse. Les déjections animales(fumier, lisier) sont un autre de ces sous-produits. Pour protéger les eaux desurface et souterraines contre les nitra-tes, ces produits ne peuvent être queprécautionneusement utilisés dansl’amendement des terres. L’une des solu-tions permettant de traiter ce surplusconsiste à le transformer en combustible. Citons encore la paille, les déchets debois, les feuilles de betterave sucrière, lesépluchures de pommes de terre, sous-produits utilisés dans la productionvégétale. Par ailleurs, le consommateuractuel privilégie de plus en plus des ali-

ments préparés. Par conséquent, les éta-pes de production se multiplient etl’industrie alimentaire fabrique de plusen plus de produits secondaires. Lorsqueces sous-produits sont efficacement uti-lisés sous forme de biomasse, c’estautant de déchets en moins tout en pro-duisant une énergie renouvelable. Envoilà une option intéressante !

Tous ces sous-produits ont en effet unecaractéristique commune : ils représen-tent du matériau organique, bref de labiomasse, et se destinent, par exemple,à la combustion, la gazéification, la fer-mentation, soit de manièreindépendante soit en association avecdes combustibles fossiles ou d’autrescombustibles renouvelables, pour la pro-duction de bioénergie.

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Plus de 100 espèces différentes sont utilisées pour la fabrication de produits non alimentaires. Et de nouvelles sortes apparaissent sans cesse, comme le souci (Calendula officinalis) utilisé dans laproduction des huiles (liste sur le site IENICA)

Du lisier de porc... transformé en électricité. A partir de 2004, l’entreprise Biopower près d’Ostendetransformera chaque année 160 000 tonnes de fumier solide et 24 000 tonnes d’autres types debiomasse en électricité.

Nous consommons moins de 70 % des pouletset dindons.

La peau, le tissu conjonctif et les os servent àfabriquer de la gélatine. Celle-ci est notammentutilisée dans l’industrie photographique, l’indus-trie pharmaceutique ou comme agglutinantdans la fabrication du carton, la préparation dupapier pour les billets de banque ou encore com-me liant dans la production de papier émeri etdans la production d’allumettes. La kératine estfabriquée à partir de poils, de laine, de cornes,de sabots et de plumes et trouve des applica-tions multiples dans l’industrie.

Tableau des cultures destinées à des "fins non alimentaires" dans l'UE

Huiles et graissescolzatournesollinmoutardechou-navetcrambecamélinecarthame des teinturiers ou safran bâtardcoquelicoteuphorbe épurge

Amidonmaïspommes de terrefromentpois

Sucrebetteraves sucrièrestopinambourchicoréesorgho

Plantes et herbesmédicinales

valérianeanethfenouilcerfeuilmenthepersilcélericitronnelle

Fibreslinchanvre

Colorantsisatiscarthame des teinturiersrésédagarance

Végétaux pour l'industrie

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Bioénergie

Des filières très diversifiées

Le volume d’énergie renouvelable enBelgique ne dépasse pas 1 à 2 % de laproduction énergétique totale. A l’heureactuelle en Wallonie, c’est la biomassequi produit 90% de cette énergie renou-velable, en n’utilisant pourtant qu’unepartie du potentiel disponible qui estestimé à environ 1 million de tonneséquivalent pétrole par an. Pas moins !Sous la pression des législationseuropéenne et belge, les fournisseursd’électricité sont dorénavant obligés,sous peine de lourdes amendes, de dis-tribuer un pourcentage déterminéd’énergies renouvelables. À cet effet, uncadre légal a été créé en Flandre et enWallonie notamment, reposant sur unsystème de « certificats d’électricitéverte ». Ce système a pour but d’encou-rager les fournisseurs d’énergie à« verdir » leur production énergétique etdiminuer leurs émissions de CO2. Al’avenir, chaque ménage devrait pouvoirlire sur sa facture énergétique le pour-centage d’énergie verte ainsi fourni. Lesobjectifs wallons sont de 8 % d’électri-cité renouvelable en 2010 (2,6% en2000) et 12 % de la consommation fina-le thermique basse température (6% en2000).

Il existe différentes façons d’exploiter àbon escient l’énergie stockée dans labiomasse. Un de ces moyens consiste àbrûler les matières organiques sèchesafin d’utiliser directement la chaleur(poêles, inserts et chaudières à bois)et/ou de la transformer en électricité.Ces mêmes matières peuvent aussi êtretransformées en gaz ou en huile, com-bustibles plus faciles à manier ettransporter, pour ensuite servir à la pro-duction de chaleur, d’électricité ou pourle transport.

Les matières organiques humides parcontre sont propices à un traitement

biologique qui produit un gaz, le métha-ne, vecteur énergétique également. Parailleurs les huiles, sucres et matières ami-données peuvent fournir partransformations chimique et biologiquedes carburants. Le biodiesel fabriqué àpartir d’huile de colza remplace parfaite-ment le gazole. Le bioéthanol produitpar fermentation de sucre est utilisédans des moteurs à essence et permetde substituer avantageusement le plombdans l‘essence sans plomb.

Les granulés de bois ou pellets :un biocombustible du futur

De plus en plus, on observe un regaind’intérêt des particuliers pour le chauffa-ge au bois. Du poêle à bûchestraditionnel jusqu’aux récentes chaudiè-res à granulés, les technologies ontfortement évolué, tant au niveau du ren-dement, que des différentes formes decombustibles. Ainsi, on trouve depuispeu sur le marché wallon des granulésde bois, ou pellets.

De la biomasse à l’énergie

D’un poêle à bois traditionnel à unechaudière à bois industrielle, ultra-moderne. Grâce aux poêles et brûleursmodernes à haut rendement, le boisreprend son titre de combustible précieux pour le chauffage des maisonset immeubles.

biomasse

condensationséchage

réductionséchagepressage

pellets, ballotsbriquettes

bûches, paillehachée, sciure,etc

fermentationalcoholique

proc

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fermentationen biogaz

éthanolbiogaz

huile végétale

gaz, huilesle coke, méthanol

gaz de chauffagecombustion

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énergies thermiques,électriques etméchaniques

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transformationtraitement

produits intermédiairesstockables

forme d’énergie

Des essences de bois à croissance rapide pour les bûcherons. Les essences à rotation rapide, telles que le saule et le peuplier, sont plantées pour la production de chaleur, d’électricité ou debiogaz. (Après la récolte, elles peuvent être transformées en copeaux ou particules et être brûlées, gazéifiées ou fermentées seules ou avec des sous-produits végétaux ou animaux.)

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Les granulés résultent de la densificationnaturelle (sans additif chimique, l’agentliant étant la lignine naturelle du bois)de sciure de bois de scieries ou de sous-produits de menuiserie. Leur diamètrevarie entre 5 et 10 millimètres et la lon-gueur entre 10 à 50 millimètres. EnEurope, plus d’un million de tonnes degranulés sont déjà utilisés, principale-ment en Suède et en Autriche.

Les granulés offrent de nombreux avan-tages. Ce mode de chauffage est :• économique et stable: le prix des gra-

nulés devient concurrentiel parrapport au mazout. D’autre part, ceprix est indépendant du cours desproduits pétroliers.

• écologique: comme les autres formesde combustible bois, les granulés necontribuent pas à l’augmentation desgaz à effet de serre. En effet, le CO2émis est absorbé par la croissance dubois (cycle neutre du carbone);

• efficace: son pouvoir calorifique élevé(proche de 5 kWh/kg) et les technolo-gies des brûleurs donnent desrendements supérieurs à 80 %;

• confortable: l’automatisation totaledes poêles et chaudières offrentaujourd’hui le même confort que lesinstallations à fioul et à gaz; ils possè-dent en outre l’avantage d’une grandeautonomie d’utilisation.

• enfin, c’est un moyen de développe-ment local durable: sa fabrication et sadistribution créent des emplois, élimi-nent intelligemment les déchets del’industrie du bois et augmententl’autonomie énergétique du pays.

Cette nouvelle forme de combustible estencore peu répandue chez nous mais,au vu des avantages de cette filière,devrait se développer à court terme.Financièrement, le prix des granulésvarie encore fortement, allant de 16cents €/kg à 30 cents €/kg ! Avecl’arrivée sur le marché de nouveaux dis-tributeurs et l’obligation progressive derépondre à certaines normes de qualité,on devrait aboutir à une harmonisation

des prix. A titre d’information, si le prixdu kilo de granulés se stabilise à 16 cents€ (prix moyen du granulé en France),une économie par rapport au chauffage

au mazout serait déjà possible à par-tir d’un prix du mazout supérieur à

32 cents €/litre, sachant quedeux kilos de granulés ontun pouvoir calorifique équi-valent à un litre de mazout.

Jusqu’à ce jour, le secteurdes transports a toujours été

entièrement dépendant du pétrole. Cesecteur pourrait-il lui aussi se convertirau «développement durable » ? L’aug-mentation du rendement du carburant,qui permet d’économiser le carburant,est une chose. L’utilisation de carburantsalternatifs, plus écologiques, en est uneautre. La Commission européenne etl’industrie automobile européenne ontconclu des accords en matière de rende-ment du moteur et d’émissions de gazcarbonique. Toutefois, l’Europe a égale-ment posé ses exigences quant auxtypes de carburant. En effet, l’Unioneuropéenne veut qu’en 2020, 20 % descarburants utilisés pour les transportsroutiers soient remplacés par des carbu-rants alternatifs. Les carburants issus dela biomasse (biocarbu- rants), sont lespremiers en lice. La technologie est déjàsur le marché, avec plus d’un million detonnes produites en 2001 en Europe. Deplus, nous pouvons continuer à utiliser leréseau de distribution existant. Ainsi enAllemagne et en France nous pouvonsmaintenant faire le plein de biodiesel àla pompe, soit pur soit en mélange avecle diesel. En Suède de l’éthanol estdisponible dans un nombre toujourscroissant de stations-service et plus de4000 véhicules ont déjà été adaptéspour fonctionner avec 85 % d’éthanol et15 % d’essence. En remplaçant les car-

burants fossiles par des carburants alter-natifs, la Commission européenne veutdiminuer à la fois notre dépendanceénergétique et l’émission des gaz à effetde serre, tout en développant l’écono-mie rurale de nos régions.

Quels sont les biocarburants pouvant être extraits de la biomasse ?

Il existe différentes manières d’obtenir ducarburant pour les transports routiers àpartir de la biomasse. Les oléochimistespeuvent transformer les huiles végétalesen biodiesel (à partir de colza, soja, tour-nesol) qui peut être soit mélangé à dudiesel ordinaire soit utilisé pur.Des levures peuvent produire de l’alcool(le bioéthanol) par fermentation d’un jussucré issu de la betterave sucrière ou del’amidon des céréales par exemple. À l’avenir, le bioéthanol pourra êtreproduit de manière économiquementrentable à partir de bois et de paille. Par ailleurs, les sous-produits et déchetsorganiques que nous pouvons transfor-mer en carburant sont légion.Techniquement, il est possible de trans-former les huiles de friture en biodiesel,le lisier et les déchets organiques ména-gers en biogaz, et certains déchetsindustriels en bioéthanol. Dans la plu-part des cas, les quantités produites sontréduites mais la matière première esttotalement gratuite. Le producteur deces différentes substances intervient par-fois lui-même pour payer le traitementde manière à réduire les frais d’élimina-tion de ces « déchets ».

Les biocarburants sont coûteux. De plus,leur production (culture et traitement)requiert de l’énergie, de sorte que legain en CO2 est limité (voir schéma).Des spécialistes ont calculé que, pourque le biocarburant puisse concurrencerle diesel et l’essence ordinaires, le prixdu pétrole brut devrait atteindre environ

La digitaire (Panicum virgatum) produit deuxfois plus d’éthanol que le maïs.

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Bilan énergétique

Naturellement, la production des cul-tures, les transports et les traitementspour obtenir des biocarburants néces-sitent également de l’énergie, quin’est souvent pas de l’énergie renou-velable. Quelle en est la quantiténécessaire ? Pour connaître la réponse,il faut calculer un bilan énergétique.C’est le rapport entre l’énergie conte-nue dans le biocarburant et la sommedes énergies fossiles utilisées tout aulong de la filière. Pour le biodiesel decolza par exemple, ce rapport varieselon les hypothèses de calcul entre 2et 3. Cela signifie qu’avec 1 unitéd’énergie fossile, on fabrique 2 à 3unités d’énergie renouvelable.

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70 euros le baril. Au prix actuel de 30euros par baril, le surcoût atteint 300euros pour 1 000 litres – soit 30 centspar litre. A 20 euros le baril, le surcoûtmonte à 350 euros ou 35 cents par litre.Cette seule différence de prix multiplier-ait par plus de deux le prix d’un litre decarburant, avant accises et T.V.A.. End’autres termes, le biocarburant nepourra percer que si le prix de la matièrepremière diminue ou si la fiscalité estadaptée, via une suppression des accisessur les biocarburants. Pour les projets àl’essai, les Etats membres peuvent déjàattribuer des réductions ou suppres-sions. C’est le cas notamment danscertains de nos pays voisins (en France,en Allemagne, en Italie, en Autriche, enSuède et même en Grande Bretagne,pays producteur de pétrole). Mais unehausse du prix du pétrole brut ou l’intro-duction d’une forte taxe CO2 sur lescarburants fossiles peut faire basculer labalance. Parmi les autres facteurs pou-vant intervenir, citons :• La quantité de biomasse primaire

produite et la rentabilité du processusde traitement. Le rapport varie entre1 TEP (tonne équivalent pétrole) debiodiesel par hectare de colza à 3 TEPpour un hectare de betteraves sucriè-res. En d’autres termes, les betteravessucrières constituent une culturebeaucoup plus productive pour la pro-duction de biocarburants.

• Les aspects économiques du produitprincipal et des sous-produits. A causede la maladie de la vache folle, l’utili-sation de viande et de farine d’oscomme source de protéines dans l’ali-mentation animale a été interdite. Lademande en protéines végétales a dèslors fortement augmenté. Or la pro-duction de biocarburants va de pairavec la production de protéines.

• Les évolutions technologiques enmatière de transformation et de traite-ment des essence de bois (celluloseligneuse).

Lubrifiants à base végétal

Mets de l’huile … bio

Les lubrifiants sont indispensables. Onne peut s’en passer. Ils assurent le bonfonctionnement des équipements méca-niques, tels que les foreuses (usinage desmétaux), tronçonneuses, pièces demoteur et transmettent des forces(systèmes hydrauliques). Ils limitent lefrottement et réduisent l’usure mais sou-vent, ils font l’objet d’un grandgaspillage. La consommation totale delubrifiants dans l’Union européennes’élevait à près de 5 millions de tonnesen 1999, dont 45 % en lubrification per-due (qu’il est techniquement impossiblede récupérer), 32 % d’huiles récupéréeset 23 % dont on a perdu la trace. End’autres termes, 68 % de ce volume(soit 3,4 millions de tonnes) ont fini leurcourse dans l’environnement. D’oùl’intérêt d’utiliser, pour de telles applica-tions, des lubrifiants biodégradables etnon toxiques, à base d’huiles végétales.Dans certains pays, le recours à des

lubrifiants biodégradables est mêmeobligatoire pour les bateaux de plaisan-ce, les tronçonneuses et les machinesutilisées en forêt, ou dans des zonesprotégées (parcs naturels et périmètresde protection des captages d’eau). Deplus, les huiles végétales ne conviennentpas uniquement comme lubrifiant oufluide hydraulique ; elles servent égale-ment à la confection de peintures,vernis, produits de traitement de sur-faces, colles, savons et détergents,solvants, encres et toutes sortes de produits oléochimiques. L’encre d’impri-merie, par exemple, contient des huiles(50 %), des vernis (20 %), du pigment(23 %) et plusieurs additifs (7 %). Ici aussi, les huiles minérales peuventêtre remplacées par des huiles végétalesissues du soja, du colza ou du lin. Cesencres végétales sont plus chères maismoins nocives pour l’environnement etla santé des utilisateurs. De surcroît, ellesoffrent de meilleurs résultats. La Belgi-que est chef de file dans la production etl’utilisation de ces encres d’imprimerie« vertes ».

Les huiles végétales et les colorants reviennentà la mode dans la composition des peintureset encres naturelles.

Chaque année, des millions de litres d’huile de vidange sont déversés dans la nature. Les huilesbiodégradables sont un “must”, surtout dans les zones vulnérables. C’est pourquoi il importe de les utiliser dans la sylviculture pour le graissage des scies à chaîne et dans la navigation pour lalubrification des câbles des écluses, des élévateurs de bateaux ou des ponts-levis.

végétationoléagineuse

végétation quicontient dusucre ou de

l'amidon

récolte et transformation

fermentation

huile

glycerine

biodiesel

ethanol

fourrage

esthérification

destillation

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De la biomasse jusqu’au biodiesel et bio-ethanol

Développements technologiques en matière de transformation et traitement de végétaux

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Dans l’Union européenne, 3 millions detonnes d’huiles végétales et de graissesanimales sont déjà utilisées à des finsnon alimentaires. Un chiffre qui connaî-tra probablement une forte hausse dansle futur. Bref, le marché des matièrespremières renouvelables est en pleineexpansion.

Fibres naturelles

Le « bio » à l’honneur

Depuis des milliers d’années, les fibresvégétales sont utilisées dans la fabrica-tion de vêtements, papier, cordes etpanneaux de fibres. Les fibres se présen-tent sous la forme de filaments que l’onretrouve dans les tiges de plantes cul-tivées (lin, chanvre, jute, kenaf et rami,certaines céréales, miscanthus et gran-des orties), dans les feuilles (agave, sisal,bananier), les graines (coton, kapok) etles fruits (noix de coco) et de bois. Le linet le chanvre peuvent être cultivés sousnos climats pour la production de fibreslongues, alors que la paille de céréalesou le miscanthus (sorte de graminéegéante) produisent des fibresplus courtes.De nouvelles utilisations desfibres végétales voient lejour constamment, tellesles matériaux d’isolationen remplacement de lalaine de roche, les sub-strats en horticulture pourremplacer la tourbe (maté-riau très lentement renouvelable), ouencore les produits d’emballage en sub-stitution des matières plastiques. Citonségalement leur utilisation comme ren-

fort dans le fibro-ciment, leur présencedans les matériaux composites poursoutenir les propriétés mécaniques.Actuellement, les fibres végétales (lin,chanvre) se retrouvent également à laplace des fibres synthétiques dans lespanneaux intérieurs de voitures. Cesfibres biodégradables non seulementallègent le poids des voitures mais per-mettent également une réutilisation aprèsdémolition. Et nous n’en sommes qu’audébut.

Bioplastiques

À chacun son sac biodégradable

Les plastiques doivent leur nom au faitqu’ils peuvent facilement épouser tou-

Les fibres du kenaf à croissance rapide (Hibiscus cannabinus) peuvent remplacer la pâte de boisdans la fabrication du papier.

Un devis bio à base d’amidon.

Les pommes se portent à merveille dans un sacen plastique bio.

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tes sortes de formes. Ce nom génériqueenglobe plus de 700 sortes de matières.Celles-ci ont des propriétés très diverses(voir MENS n° 20). Le plastique sert éga-lement de nom générique pour désignerune vaste gamme de polymères. Les élé-ments constitutifs de ces polymères sontà base de pétrole. Les propriétés typi-ques varient selon le monomère à partirduquel la chaîne a été conçue. Songeonspar exemple au polychlorure de vinyle(PVC), qui sert à la confection de tuyauxd’évacuation, de châssis de fenêtres, deprofilés de construction, de cartes de cré-dit, de jouets, etc. Ou encore auxbouteilles fabriquées en polyéthylènetéréphtalate (PET). Pratique le plastique ?Certainement. Mais il présente égale-ment des inconvénients.

C’est surtout au niveau des déchets quele plastique pose problème. Dans notrepays, 7 % du poids et 22 % du volumedes déchets ménagers sont en plastique.À 80 %, il s’agit d’emballages. Depuisquelques temps déjà, outre la collecte etle recyclage, nous sommes en quêted’alternatives écologiques pour le condi-tionnement des produits. Les sacs enpapier, par exemple, retrouvent leurs let-tres de noblesse. En réalité, il estégalement possible de fabriquer du plas-tique biodégradable à partir d’amidon,de sucres, d’huiles, de protéines végéta-les ou animales. Parmi les principalesmatières premières utilisées, citons : lescéréales, le maïs, les betteraves sucrières,les plantes protéagineuses, le lait ou dessous-produits tels que les épluchures de

pommes de terre, etc. De plus en plus,ces produits de la « chimie verte » rem-placent les plastiques issus de lapétrochimie.

Les bactéries se trouvant dans le sol nereconnaissent pas la molécule de poly-éthylène ; en revanche, elles reconnais-sent les biopolymères.

Des produits biochimiquesspéciaux :

Des médicaments aux parfumsnaturels

Si vous recherchez des matières premiè-res naturelles pour fabriquer des huilesessentielles et des acides gras, des médi-caments, des cosmétiques, des parfums,des colorants, des détergents, des pro-duits biologiques de traitement desplantes, tels que les phéromones ou desinsecticides naturels, ou encore desproduits antigerminatifs pour pommesde terre, vous pouvez directement puiserdans le règne végétal et donc, dans labiomasse. C’est d’ailleurs là que tout acommencé jadis, avant l’ère du pétrole.Les plantes sont de véritables usines àfabriquer ces matières premières. L’agri-culture est passée partiellement de laproduction alimentaire à la productionde matières premières industrielles. Dansce contexte, on parle également de« pharming », un mot-valise créé à partirde pharmacy (pharmacie) et farming(agriculture), qui désigne la fusion d’acti-vités fermières et pharmaceutiques. Lesproduits consacrés à la santé humaine etanimalière, dont font partie notamment

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Ces cotons-tiges en plastique bio sont biodé-gradables. Le plastique bio est également deplus en plus utilisé dans la fabrication d’objetslaissant des traces dans l’environnement, telsque les “tees” des joueurs de golf ou les pigeonsd’argile. (photo : Mater-Bi)

L’armoise (Artemisia annua) propose un médicament contre la malaria. Le jus de la rose de Noël (ou ellébore noir) contient une substance fébrifuge etcertaines espèces de papavéracées sont remplies de molécules psychédéliques.

L’amidon de maïs est utilisé comme matière decharge dans les pneus écologiques. Les pneus àbase d’amidon sont en outre plus légers, plussilencieux et plus économiques : ils permettent deréduire de 20 % la consommation de la voiture.(photo : Goodyear)

les suppléments alimentaires, sont désor-mais appelés « farmaceuticals » ou« farming pharmaceuticals » La liste des plantes, des extraits et desherbes, qui entrent en ligne de comptedans la production de produits biochimi-ques spécifiques, est presque infinie. Necitons que la lavande, la menthe, labourrache, etc. Le marché de tels prod-uits connaît une hausse fulgurante. Cequi importe dans le processus de produc-tion, c’est d’appliquer des méthodesd’extraction efficaces. Certaines de cesméthodes sont encore en plein dévelop-pement.

Stratégies pour une exploi-tation économique de labiomasse

Comment la biomasse peut-elle concur-rencer des produits issus de lapétrochimie si le pétrole reste aussi bonmarché ? Plusieurs stratégies peuvents’envisager.

Production de masse

La politique de libéralisation de l’agricul-ture européenne a entraîné une baisse desprix des principales productions agricolesde l’Union ; ces prix tendant désormaisvers le prix mondial. Des millions d’hecta-res sont potentiellement disponibles dansune Europe qui s’élargira bientôt aux paysde l’Est. Les matières premières sont

devenues de plus en plus abordables pourles industries, mais la concurrence restedure vis-à-vis du pétrole.

“Biocascading” - Le concept de laraffinerie

Il est possible de transformer un mêmematériau pour fournir plusieurs produitsfinis. La transformation ou « conversion »se fait selon un système en cascade, àl’image du raffinage des produits pétro-liers. Dans le cadre d’un processus enplusieurs étapes, la matière première esttransformée en plusieurs produits sou-haités ainsi qu’en plusieurs sous-produits.Mieux encore, plusieurs matières premiè-res entrent en ligne de compte pour lafabrication de ces produits finis. Il peuts’agir également de sous-produits del’industrie alimentaire. Les plantes nedoivent pas nécessairement être des spé-cimens complets. La chaîne deproduction ne dépend alors plus d’unseul marché ou d’une seule matière pre-mière. Parmi les espèces végétales seprêtant à ce procédé de « biocasca-ding », citons l’herbe, la betteravesucrière ou le chanvre. À partir des gra-minées, nous pouvons produire desfibres, des protéines et des sucres résidu-els qui peuvent être transformés enéthanol ou en biogaz. Des médicaments,des graines pour oiseaux, des protéines,des huiles et des fibres peuvent êtreproduites à partir du chanvre. Ces systè-mes sont en plein développement.

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Petit coup de pouce à la nature

L’amélioration génétique des végétaux permet de produire des produits chimiquesd’une meilleure qualité technique et d’obtenir des plantes qui produisent davantagede substances biochimiques désirées. L’industrie de l’amidon effectue des recherchessur certains types d’amidons et l’industrie oléochimique, sur des chaînes d’acidesgras d’une longueur particulière. Les oléagineux classiques (soja, colza, navette) con-tiennent majoritairement cinq types d’acides gras . Or le règne végétal en contientune énorme variété (pas moins de 1000 sortes ont été décrites !). Une certaine pro-portion de ces acides gras aurait une valeur inestimable pour l’industrie chimique,notamment en termes de production de polymères, peintures, lubrifiants, etc., sur-tout s’ils pouvaient être produits en grandes quantités et à des prix réduits.

L’industrie de la détergence par exemple, recherche surtout des chaînes moyenne-ment longues d’acides gras, comportant entre huit et quatorze atomes de carbone.Aujourd’hui, deux plantes présentent ces caractéristiques sur le marché : la noix decoco et le palmier à huile. Leur huile est la principale matière première utilisée dansla production de savons et détergents. Serait-il possible de fabriquer ces acidesgras, ainsi que d’autres, à prix plus réduits encore en recourant aux plantes oléagi-neuses tempérées ? Avec l’aide de la biotechnologie (la transmission des gènes), lesgénéticiens peuvent implanter, dans des végétaux, des gènes issus d’espèces végé-tales sauvages, telles que la navette ou l’euphorbe, pour obtenir la synthèse desacides gras souhaités. Ainsi, aux États-Unis, Calgene (Groupe Monsanto) produitune espèce génétiquement modifiée de navette, dont l’huile est composée à 50 %d’acide gras C12. Des variétés comportant des acides gras C8, C10 et C14 sont actu-ellement développées.

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Métabolites secondaires

L’industrie devrait également pouvoirexploiter les métabolites secondaires,contenus en quantités très réduites dansles plantes. Parmi ces produits, citons lesarômes, les médicaments, les colorants,les biocides et les anticorps. Ils ne doi-vent pas concurrencer directement lesproduits pétroliers car ils répondentdirectement à une demande du marché.Ils ont généralement une structure pluscomplexe et ne sont produits que parcertains types de végétaux. Parfois, ilspeuvent être obtenus à partir de cellulesou de micro-organismes. Quelquesexemples concrets ? L’artémisine, unmédicament antipaludique, issu del’Artemisia annua ou armoise annuelle,et le taxol, médicament contre le cancer,issu de l’arbuste appelé “if” (Taxus Bacca-ta). Bien que la production par plantesoit réduite, les quantités nécessairessont elles-mêmes tellement faibles qu’iln’est pas utile de mobiliser d’énormessurfaces de culture. Ces produits présen-tent souvent une forte valeur ajoutée.

Qu’en est-il de l’application de ces stratégies en Belgique ?

Tout d’abord, il est inutile de songer à une production massive. Celle-ci s’adresseaux grandes puissances agricoles, qui possèdent des terres bon marché et moinsrares qu’ici : les États-Unis, le Brésil, la France, l’Allemagne et les pays d’Europeméridionale et d’Europe de l’Est qui sont candidats à l’adhésion UE. Nous pour-rions par contre envisager le bio-raffinage ou encore la production demétabolites secondaires à haute valeur ajoutée.

Quoi qu’il en soit, les cultures non alimentaires occuperont une part grandissantedes récoltes des prochaines décennies. Actuellement, on estime déjà à 30 % lapart des céréales qui sont utilisées dans des procédés non alimentaires dans notrepays, et 50% pour le colza.Mais le principal problème ne se situe pas au sein de l’agriculture. Ainsi, il con-vient de se demander si les prix sont bien équitables. Le pétrole n’est-il pas tropbon marché au regard de son coût social et environnemental ? De fait, pourquoiles effets et conséquences écologiques des changements climatiques ne sont-ilspas comptabilisés dans le prix final ? En imposant des taxes et accises différentessur les produits renouvelables et les produits non renouvelables, on rétabliraitdéjà en partie l’équilibre. Et si l’on imposait une taxe CO2 sur la consommationde carburants fossiles, les niveaux de prix comparatifs de la bioénergie prendrai-ent une toute autre allure ! Déterminer si le recours aux alternatives est plus durable, c’est possible. On peuteffectuer une analyse du cycle de vie (ACV) des produits en question. Une telleétude tient compte de tous les facteurs qui entrent dans le processus de produc-tion et dans l’utilisation de ces produits. Une approche intégrée qui prend en compte à la fois des critères techniques,sociaux, économiques et environnementaux est nécessaire pour que demain, lesindustries proposent aux consommateurs que nous sommes des produits respec-tueux des générations futures et de notre planète.

Biodégradabilité et écotoxicité ou comment mesurer le caractère écologique des produits

Être biodégradable ou ne pas l’être… Tout ce qui échoue dans l’environnement se décompose… Du moins, si nous attendonssuffisamment longtemps. Les causes qui contribuent à cette décomposition sont le vent, la lumière du soleil, l’eau, les insecteset autres animaux qui réduisent le produit ; et, surtout, en dernière instance, les nombreux micro-organismes (moisissures etbactéries) du sol. Plus vite les produits qui n’ont pas leur place dans l’environnement, se décomposent, plus vite l’environne-ment peut se reconstituer. Mais ce processus de biodégradation peut également donner naissance à des substances nocives.La biodégradabilité et l’écotoxicité sont donc des indicateurs importants du caractère dangereux d’un produit. La premièreétape du processus de décomposition est appelé dégradation primaire. L’étape suivante consiste en la transformation quasi

complète en CO2 et H2O. La biodégradabilité primaire et totale se mesure au labora-toire en mélangeant le produit à tester dans un récipient en présence de bactéries, eten mesurant la disparition progressive du produit initial, en général pendant troissemaines, dans des conditions bien précises.

L’écotoxicité donne des informations sur les effets toxiques des substances sur desorganismes vivants. L’écotoxicité est étudiée en laboratoire, sur quelques organis-mes sensibles, représentatifs des différents niveaux de la chaîne alimentaire. Pour lesorganismes aquatiques, les tests sont pratiqués sur des poissons, des puces d’eau(daphnies) et des algues. Sur la base des résultats des essais, les lubrifiants par exem-ple peuvent recevoir un « écolabel » ou être classés en fonction de critères de« qualité environnementale » ou de « toxicité aquatique ». Outre la biodégradationet l’écotoxicité, il est également tenu compte des quantités d’additifs polluants contenus dans le produit ainsi que d’autres données techniques qui le concernent. Les biolubrifiants d’aujourd’hui associent les performances techniques aux propriétés écologiques positives. Ils sont beaucoup plus rapidement biodégradablesque les lubrifiants à base d’huiles minérales (90 % contre 30 %) et ne présententaucune écotoxicité.

Les carpes font fonction d'organismes de testpour mésurer l'ecotoxicité au laboratoire d'EBeT à l'université d'Anvers.

(Pour en savoir plus…)www.biomasse-info.netwww.biodiesel.orgwww.csl.gov.uk/ienicawww.carmen.-ev.de

www.ecop.ucl.ac.be/aebiom/www.ethanol.orgwww.ieabioenergy.comwww.llincwa.org www.ode.be

www.prolea.comwww.valbiom.bewww.villesdiester.asso.frwww.vcm-mestverwerking.be

O•D

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3 3

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“MENS” en rétrospective1 “L’emballage est-il superflu?”2 “Le chat et le chien dans l’environnement”3 “Soyez bons pour les animaux”4 “Le chlore: comment y voir clair?”(épuisé)5 “Faut-il encore du fumier?”6 “Sources d’énergie”7 “La collecte des déchets: un art”8 “L’être humain et la toxicomanie”9 “Apprenons à recycler”

10 “La Chimie: source de la vie”11 “La viande, un problème? (épuisé)12 “Mieux vaut prévenir que guérir”13 “Biocides, une malédiction ou une

bénédiction?”14 “Manger et bouger pour rester en pleine

forme”15 “Pseudo-hormones: la fertilité en danger”16 “Développement durable: de la parole

aux actes”17 “La montée en puissance de l’allergie”18 “Les femmes et la science”19 “Viande labellisée, viande sûre!?”20 “Le recyclage des plastiques”21 “La sécurité alimentaire, une histoire

complexe.”22 “Le climat dans l’embarras”23 “Au-delà des limites de la VUE24 “Biodiversité, l’homme fauteur de troubles

Dossier en préparation:

Chocolat

Milieu- Éducation, Nature & Société

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“ E U R O P E A N C H A M P I O N 2 0 0 2 ” I N C E F I C S C I E N C E E D U C AT I O N

AWARD GOES TO SCHOOL FROM BELGIUM

Champion européen du Cefic's ScienceEducation Award, catégorie 16-18 ans :les rhétoriques de Sint Theresia, Kapelle-op-den-bos sous la direction de Marie-Josée Janssens, avec l'étude "La chimiedes couleurs"

Cera Foundation réfère au volet social de CeraHolding. Sous le leitmotiv ‘S’investir dans le bien-être et la prospérité’, Cera Foundation souligne la mission sociale de Cera Holding. Elle le fait ensoutenant des centaines de projets en Belgique et,à une échelle plus réduite, à l’étranger. Les projetsretenus doivent répondre à des besoins sociauxréels et déboucher à terme sur des effets durablespour la société en général et pour les sociétaires enparticulier. En outre, les projets doivent refléter les valeurs coopératives fonda-mentales de Cera Holding: coopération, solidarité, droit de regard et respect del’individu.

Cera Foundation soutient des projets dans des domaines bien définis : Médico-social; Pauvreté; Agriculture, horticulture et environnement; Enseignement, formation et entre-prenariat et, enfin, Art et culture. La FondationRaiffeisen Belge (BRS) constitue le 6e domaine etsoutient les coopératives de crédit et d’assurancesdans le Tiers-Monde.

ValBiom asbl assure la promotion et l’encouragement de la valorisation non alimentairede la biomasse, avec le souci de respecter les principes du développement durable.

ValBiom représente un large éventail d’acteurs des filières non alimentaire. Ses membresfondateurs comprennent des négociants, des associations liées au monde rural, des insti-tutions universitaires et de recherche, des entreprises. ValBiom souhaite réunir le plusgrand nombre d’acteurs concernés autour de ses objectifs, et leur assurer un appui leplus efficace.

Les activités actuelles couvrent les filières de la bio-énergie et des matières premièresrenouvelables. ValBiom intègre l’ensemble de la filière renouvelable : elle est activedepuis l’amont – les cultures agricoles non alimentaires, la forêt, les résidus organiques,… - jusqu’à l’aval sur des thématiques aussi variées que les biolubrifiants, les bioplasti-ques, les détergents à base végétale, l’électricité et la chaleur vertes, les biocarburants, lebiogaz, etc.

ValBiom se positionne aussi comme lien entre les démarches wallonnes, nationales etinternationales, assurant ainsi une meilleure lisibilité de la filière vers l’extérieur.

ValBiomPassage des Déportés, 25030 GemblouxTél: 081/62 23 50 - Fax: 081/62 23 16.e-mail : valbiom@fsagx.ac.beweb : www.valbiom.be

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