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De l’alcool au carburant : mais en quoi les alcools sont-ils le meilleur choix pour les futurs biocarburants ?
Dans le contexte actuel de recherche de solutions énergétiques durables, la recherche sur les biocarburants suscite une attention croissante. Le butanol en particulier a suscité une attention considérable en tant qu’option énergétique renouvelable. Ce procédé basé sur la fermentation microbienne permet aux humains de convertir les glucides en énergie précieuse et pourrait devenir l’une des solutions énergétiques du futur.
Les carburants alcoolisés peuvent non seulement être extraits de ressources renouvelables, mais ont également une densité énergétique élevée.
Éthanol, acétone et butanol : le processus de fermentation ABE
La fermentation éthanol-acétone-butanol (ABE), également connue sous le nom de procédé Wiesmann, utilise des bactéries anaérobies pour convertir les glucides en acétone, butanol et éthanol. Cette technologie a été développée pour la première fois par le chimiste Zeim Weitzmann et a été utilisée pour produire les matériaux de munitions nécessaires pendant la Première Guerre mondiale.
Similaire à la fermentation des sucres par la levure pour produire de l'éthanol, la fermentation ABE est réalisée par des micro-organismes strictement anaérobies. Ces micro-organismes, dont le plus courant Clostridium acetobutylicum, se développent dans un environnement sans oxygène et effectuent une fermentation pour produire ces solvants utiles. Dans ce procédé, le rapport de solvant généré est de trois parties d’acétone, six parties de butanol et une partie d’éthanol. Contexte historiqueMais la production biologique d'alcool a été réalisée pour la première fois en 1861 par Louis Pasteur. Par la suite, le biochimiste autrichien Franz Sardinger a découvert une méthode de production d'acétone en 1905 et a développé le processus de fermentation du butanol en utilisant de la fécule de pomme de terre en 1910. Avec le déclenchement de la Première Guerre mondiale, le processus de fermentation ABE a été industrialisé en 1916 et s'est rapidement étendu aux États-Unis et au Royaume-Uni.
L’essor de cette technologie est étroitement lié à la situation internationale et la demande d’alcool a fortement augmenté.
Tentatives d'amélioration
Au fil du temps, la fermentation ABE est devenue moins viable économiquement en raison de la concurrence des produits pétrochimiques. Pour relancer la technologie, les scientifiques se concentrent sur l’augmentation de la productivité et la réduction des coûts. Ces stratégies incluent l’utilisation de matières premières peu coûteuses telles que les déchets lignocellulosiques ou les algues, l’étude de nouvelles souches tolérantes mais toxiques à l’alcool et l’optimisation de la conception des réacteurs de fermentation.
La nécessité d’améliorer la pureté des produits a conduit à l’émergence de nombreuses nouvelles technologies, notamment l’élimination des gaz, la séparation par membrane et l’osmose inverse.
Perspectives actuelles
Actuellement, la fermentation ABE suscite de plus en plus d’attention, notamment en raison du potentiel du butanol renouvelable comme biocarburant, qui devrait devenir une source d’énergie alternative à l’avenir. Selon l’Agence internationale de l’énergie, les biocarburants représenteront 30 % de la consommation énergétique des transports d’ici 2060.
Le butanol peut être utilisé directement dans les moteurs à essence et distribué via les pipelines et les stations-service existants, ce qui en fait une option plus attrayante que l'éthanol traditionnel. De plus, le domaine d’application du butanol s’élargit et la demande augmente, des additifs pour carburants aux solvants de revêtement.
En tant que ressource renouvelable, le butanol a le potentiel de transformer notre système énergétique en raison de sa densité énergétique élevée et de sa faible volatilité.
Alors, avec l’attention croissante du monde sur les énergies renouvelables, le butanol deviendra-t-il une force importante dans la conduite de la transition énergétique ?
