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biopétrole [Planète Vivante en Anthropocène]

biopétrole

Définition

Produit équivalent au pétrole classique (fossile), obtenu à partir d’un traitement industriel d’une biomasse fraîche d’algues vertes microscopiques, cultivées en systèmes artificiels.

n. m. (gr. bios, vie).

syn. : pétrole biologique.

Voir : artificielplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigartificiel

Ce qui est produit par l’homme à l’aide de techniques plus ou moins complexes.
, biomasseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbiomasse

Masse de l’ensemble des êtres vivants présents dans un espace déterminé, à un moment donné.
, pétroleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigpétrole

Roche liquide riche en carbone, huileuse et combustible.
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Informations complémentaires

Le projet visant à produire du biopétrole, bien que très intéressant, a été abandonné en 2014 pour des raisons juridiques. On se reportera à la rubrique « Remarque linguistique et/ou historique ». Toutefois, son originalité technique nous pousse à en donner les grandes lignes.

Dans la biomasse fraiche d’algues microscopiques, outre les substances qui donneront le biopétrole après traitement, on trouve des coproduits nombreux et financièrement très rentables (acides gras essentiels de type oméga-3, oméga-6, etc.).

Le biopétrole était annoncé pour avoir des qualités similaires au pétrole d’origine fossile, et pouvoir le remplacer totalement pour produire, après raffinage, un carburant traditionnel, contrairement aux biocarburants nécessitant un mélange d’un carburant classique et d’un produit d’origine biologique (huile pour le biodiesel ou éthanol pour le bioéthanol).

Le biopétrole offre aussi les mêmes possibilités d’obtenir des produits dérivés (plastiques, polymères, engrais, etc.) que le pétrole fossile.

Précisons aussi, que des expertises ont conclu que le bilan global sur les plans de l’énergie et du dioxyde de carbone (CO2) n’était pas satisfaisant, et nécessitait encore plusieurs années de recherche.

Voir : acide grasplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigacide gras

Acide organique présent chez les animaux et les végétaux, faisant partie des lipides.
, biocarburantplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbiocarburant

Combustible liquide (bioéthanol ou biodiesel), ou gazeux (biogaz), issu de la transformation de la matière organique végétale ou animale et utilisable en complément des carburants ordinaires (essence) ou (diesel).
, biodieselplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbiodiesel

Biocarburant obtenu par transformation d’huiles végétales (colza, tournesol, ricin), utilisé en complément du diesel.
, bioéthanolplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbioéthanol

Éthanol (alcool), biocarburant produit à partir de végétaux et incorporé au carburant classique (essence).
, carburantplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcarburant

Substance dont l’énergie chimique est transformée, par combustion dans un moteur, en énergie mécanique (moteurs à pistons) ou en poussée (réacteurs d’avions ou de fusées).
, dioxyde de carboneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigdioxyde de carbone

Corps composé, formé de l’association d’un atome de carbone (C) avec deux atomes d’oxygène (O), gazeux dans les conditions de température et de pression régnant sur Terre.
, engraisplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigengrais

Matière mélangée aux sols pour leur conserver ou leur apporter des qualités (physiques ou chimiques) favorables à la croissance des plantes.
, plastiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigplastique

Matériau polymère artificiel aux usages multiples, peu dégradable dans la nature, produit en général à partir d’hydrocarbures.
, polymèreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigpolymère

Molécule de grande taille (macromolécule) formée de l’enchaînement répétitif d’un grand nombre d’unités, elles-mêmes constituées de molécules identiques ou différentes, qualifiées de monomères.
, raffinageplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigraffinage

Transformation du pétrole brut en différents produits finis comme l’essence ou le fioul.
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Techniques de production du biopétrole

Dans ce projet abandonné, la production de biopétrole se décompose en deux étapes :

  • la production de la biomasse : elle est donnée par des microalgues unicellulaires (phytoplancton) naturellement riches en lipides (80 à 85 % d’acides gras). Ces organismes photosynthétiques sont cultivés dans un milieu liquide artificiel exposé à la lumière solaire dans des cylindres verticaux transparents d’environ 8 m de hauteur et de 60 cm de diamètre (photobioréacteurs). Le dioxyde de carbone (CO2) provenant de combustions industrielles (cimenteries, déchèteries, centrales thermiques ou encore raffineries), est apporté par barbotage dans le milieu pour stimuler la photosynthèse. Toutes les conditions pour une multiplication rapide des cellules étant réunies, leur population double en 24 heures, permettant d’effectuer la récolte de biomasse après 24 heures ;
  • la transformation de la biomasse en pétrole : l’eau est expurgée de la biomasse jusqu’à l’obtention d’une pâte soumise ensuite à haute pression, haute température et en atmosphère dépourvue d’oxygène, pour donner le biopétrole. Cette phase demande 24 heures de plus.

Un cycle de production demande donc 48 heures alors que, dans le cas du pétrole fossile, le processus s’est déroulé sur des millions d’années. L’aspect programmé et rapide de la production du biopétrole est un avantage évident par rapport aux nombreuses incertitudes pesant sur la découverte de nouveaux gisements de pétrole fossile.

Voir : artificielplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigartificiel

Ce qui est produit par l’homme à l’aide de techniques plus ou moins complexes.
, bioréacteurplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbioréacteur [alias]

Voir : fermenteur.
, lipideplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biglipide

Corps gras produit par les organismes vivants, se rencontrant principalement sous forme d’huile, de graisse ou de cire.
, milieu photosynthèse, phytoplanctonplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphytoplancton

Ensemble des organismes végétaux chlorophylliens aquatiques de très petite taille (micro-algues), unicellulaires ou pluricellulaires.
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Réflexion développement durable

Comme dit plus haut, le projet est aujourd’hui à l’arrêt. Néanmoins, nous relèverons les aspects intéressants de l’approche :

  • Bilan en CO2 : comme pour la combustion des autres carburants faisant intervenir partiellement la matière organique (biocarburant), celle des carburants issus du biopétrole (essence et/ou diesel) émet du gaz carbonique, alors que la production de biomasse au cours de la photosynthèse en a consommé. De ce point de vue, le bilan CO2 est neutre. C’est l’un des atouts des biocarburants et du biopétrole par rapport aux carburants d’origine fossile. En effet, ces derniers trouvent aussi leur origine dans la photosynthèse et donc dans une capture de CO2, celle-ci ayant eu lieu avec les premiers organismes chlorophylliens et pendant des millions d’années. Or, la libération brutale de tout ce CO2 par les moteurs thermiques représente une émission non compensée par une capture ultérieure équivalente, d’où l’augmentation rapide à l’échelle humaine de la concentration en CO2 atmosphérique. L’installation des photobioréacteurs à proximité d’usines produisant de grosses quantités de CO2 (cimenteries, déchèteries, centrales thermiques ou encore raffineries) permet de le recycler facilement au travers de la biomasse synthétisée par la photosynthèse. Le biopétrole peut donc être considéré comme une énergie renouvelable et le bilan est neutre entre ce que la combustion du biopétrole émet et ce qui a été capté par la photosynthèse.
  • Surfaces utilisées : les photobioréacteurs étant verticaux les surfaces utilisées sont optimisées au maximum, ajustant au mieux surface et production et limitant ainsi le risque de compétition avec des zones de cultures vivrières, notamment dans des régions à fortes potentialités agricoles.
  • Absence d’engrais pour la production de biomasse : à l’inverse des espèces cultivées qui exigent des quantités importantes d’engrais azotés pour obtenir une bonne rentabilité de la production de biocarburants (bioéthanol et biodiesel), la production de biomasse en phytobioréacteur n’exige aucun engrais. Le problème des engrais vient du fait qu’une part importante de l’azote ajouté aux sols n’est pas intégrée à la matière organique au cours de la synthèse de biomasse par les plantes, mais dégradée, par des bactéries présentes dans le sol, essentiellement en N2, mais aussi en N2O (protoxyde d’azote), gaz très producteur d’effet de serre. Dans ces conditions, produire des biocarburants va à l’encontre de l’objectif de lutte contre les émissions de gaz à effet de serre, tandis que dans le cas de la production de biopétrole, on ne rencontre pas ce genre d’inconvénient puisque les milieux de culture, même s’ils contiennent de l’azote sous différentes formes, ne sont pas relâchés dans l’environnement, mais recyclés après ajustement.
  • Raffinage : les coûts de raffinage sont par ailleurs moindres car le biopétrole, contrairement au pétrole fossile, est exempt de soufre et de produits secondaires toxiques.

Voir : azoteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigazote

Élément chimique de symbole N, ou nom donné ordinairement au gaz (N2), corps simple dont les molécules sont constituées de deux atomes (diazote).
, cycle de l’azoteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcycle de l'azote

Succession des différentes formes chimiques de l’azote (N), chaque transformation se déroulant dans l’une ou l’autre des sphères de la planète (atmosphère, biosphère, hydrosphère et lithosphère).
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Réflexion pédagogique

Ce processus de production de pétrole pose des questions intéressantes dans plusieurs domaines :

  • Croissance de la biomasse utilisée : le taux de croissance est particulièrement élevé. En effet, on est en présence d’organismes unicellulaires qui, lorsque les conditions sont favorables, se divisent par mitoses à un rythme rapide, impossible à atteindre par un organisme complexe comme le blé, le soja, ou toute autre espèce cultivée en champ, même sur un sol riche naturellement ou enrichi en engrais. En outre, dans ces cas, seuls les grains entrent dans la production du carburant (bioéthanol ou biodiesel), le reste de la biomasse n’étant pas utilisé à cette fin.
  • Ce type de projet pose des questions climatiques (ensoleillement, température), mais aussi des infrastructures industrielles présentes dans les régions visées. À titre de référence, l’usine pilote d’Alicante (Espagne), aujourd’hui fermée, bénéficiait de 300 jours d’ensoleillement par an, et d’une cimenterie proche qui pouvait lui fournir le CO2 nécessaire à la stimulation de la photosynthèse des algues.

Voir : modélisationplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmodélisation

Réalisation d’un modèle permettant de rendre compte d’un phénomène.
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Remarque linguistique et/ou historique

Historique

Bio Fuel Systems (BFS) fut la société espagnole qui mit au point le procédé de production. La première usine pilote a vu le jour à Alicante (Espagne), en 2011. Elle a fermé en 2014 à la suite d’une décision de la justice espagnole (une procédure pour fraude ayant été ouverte).

La marque déposée est « Pétrole bleu ».

Linguistique

Concernant la question de la pertinence ou non du terme « biopétrole », on se reportera aux remarques faites pour le terme « biocarburant ». Biopétrole présente l’avantage de ne pas être déjà utilisé avec un autre sens et de désigner un produit (pétrole), qui n’est pas un carburant, puisque non encore raffiné, contrairement à l’éthanol ou au biodiesel, qui sont des carburants.