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Les bioraffineries : ce qu’elles sont et comment elles fonctionnent

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Les bioraffineries jouent de plus en plus un rôle prépondérant dans le développement durable. Grâce à ces usines, en effet, les déchets végétaux et la biomasse sont transformés en biocarburants et autres produits, dans un système d'économie circulaire à faible impact environnemental. En fait, ces installations récupèrent les déchets d'autres secteurs, comme l'agriculture ou l'élevage, et les transforment en alternatives efficaces aux combustibles fossiles.

Le bioraffineries sont de plus en plus protagonistes de la développement durablecomme une alternative aux énergies fossiles pour la production avant tout. Grâce à ces usines, il est en effet possible de valoriser les déchets végétaux et la biomasse pour obtenir divers… biocarburants et d'autres produits, le tout avec un faible impact sur l'environnement et une émission de gaz à effet de serre inférieure à celle des combustibles fossiles. Mais que sont les bioraffineries et comment fonctionnent-elles ?

À ce jour, il existe environ 224 bioraffineries en Europe et l'Italie peut également compter sur plusieurs usines. Un choix stratégique dans lequel le Vieux Continent a décidé d'investir, en vue d'une transition énergétique de plus en plus imminente, également dans l'optique de la lutte contre le changement climatique. Ci-dessous, toutes les informations utiles.

Qu'est-ce qu'une bioraffinerie ?

Le terme bioraffinerie désigne les usines, même de grande taille, qui exploitent des les déchets végétaux, des résidus agricoles, des algues et une grande quantité de biomasse pour obtenir… combustibles biologiquesnotamment pour produire de l'énergie thermique et, bien sûr, indirectement aussi de l'électricité. De plus, certains des biocarburants obtenus dans les bioraffineries peuvent être utilisés pour alimenter des moteurs endothermiques, avec un impact environnemental plus faible que les dérivés du pétrole.

D'une manière générale, les bioraffineries tirent parti de procédés tels que la fermentation ou le pyrolyse – c'est-à-dire la décomposition de substances organiques par des procédés thermiques – pour obtenir non seulement les carburants susmentionnés, mais aussi des bioplastiques, des substances organiques utiles à l'agriculture, des enzymes et certains types de produits chimiques. Étant donné que ces usines utilisent essentiellement des déchets provenant d'autres chaînes de production – agriculture, élevage et gestion des déchets organiques – les bioraffineries sont un parfait exemple d'économie circulaire. En d'autres termes, les déchets ne sont pas transformés en déchets, mais en ressources à exploiter pour obtenir des produits utiles.

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Générations de bioraffineries

Colza pour la bioraffinerie
Source : Pixabay

Les bioraffineries sont un univers en constante évolution, car les technologies utilisées sont sans cesse améliorées par la recherche scientifique et la mise au point de plantes de plus en plus performantes et à l'impact environnemental réduit. Il est cependant possible d'identifier trois générations de ces plantes, en fonction de leurs utilisations principales :

  • bioraffineries de première générationElles exploitent des matières premières d'origine agricole ou alimentaire – céréales, amidon de maïs, huile de colza, huile de palme… – pour la production de gaz et de biocarburants ;
  • bioraffineries de deuxième générationElles utilisent les déchets issus des activités agricoles et forestières, comme le fumier des animaux d'élevage ou l'huile usagée des machines ;
  • bioraffineries de troisième générationElles utilisent certains types de plantes qui ne sont pas principalement destinées à l'alimentation, comme les algues ou les herbes, pour obtenir des bioplastiques, des polymères végétaux et d'autres produits chimiques.

Qu'est-ce que la biomasse et les biocarburants ?

Cependant, on ne peut pas parler de bioraffineries sans introduire le concept de biomasse. Telle qu'elle est établie au niveau européen, la biomasse est définie comme la partie biodégradable des produits, déchets et résidus d'origine biologique, à condition qu'ils proviennent de l'agriculture, de l'élevage, de la sylviculture, de l'aquaculture et de la gestion des déchets industriels et municipaux, ainsi que de toutes les industries liées à ces secteurs.

En substance, il s'agit de tous ceux déchets organiques qui, s'ils sont réutilisés au sein de bioraffineries, peuvent être utiles à la production de biocarburants et d'autres produits dérivés. Les principaux biocarburants déjà largement disponibles aujourd'hui comprennent :

  • le bioéthanolest obtenu par fermentation à partir de déchets végétaux riches en amidon ou en sucre, tels que la canne à sucre, le maïs, le blé et la betterave. Il peut être utilisé comme combustible pour les cheminées, les chaudières et également pour certains types de moteurs à essence endothermiques ;
  • biodieselest principalement obtenu à partir d'huiles végétales et de graisses animales, notamment de soja et de colza, et constitue une alternative moins impactante que le diesel classique ;
  • biogazIssu de la fermentation de composants végétaux et organiques en décomposition, il est essentiellement l'équivalent du méthane et d'autres gaz utilisés en milieu urbain et industriel ;
  • autres combustibles , tels que le biodiméthyléther et le biohydrogène.
  • Comment fonctionnent les bioraffineries

    Bioraffinerie
    Source : Pixabay

    Le fonctionnement des bioraffineries peut également être très complexe, notamment parce que les technologies utilisées sont constamment mises à jour. Pour en faciliter la compréhension, il est toutefois possible de simplifier le processus en identifiant quelques étapes clés :

    • Collecte de la biomasseLa première étape de la bioraffinerie est la collecte de la biomasse, c'est-à-dire principalement des déchets végétaux, qui doivent être transformés pour obtenir des biocarburants ou d'autres substances ;
    • Sélection et traitement initialUne fois les matières végétales collectées, elles sont vérifiées et triées, après quoi elles subissent un premier traitement – par exemple le broyage – pour faciliter les processus de décomposition et de fermentation ;
    • Conversion de la biomasseÀ ce stade, la biomasse est transférée dans les usines appropriées où elle sera transformée, c'est-à-dire convertie, en produits souhaités. Ceux-ci peuvent alors être placés dans des cuves de fermentation spéciales, à l'aide de bactéries et d'enzymes, ou subir un traitement thermique à haute température ;
    • Récupération de carburant et gestion des déchetsEnfin, le produit de la conversion – carburant, gaz, biopolymères – est collecté pour être commercialisé et les déchets du processus, généralement biodégradables, sont utilisés pour fertiliser les champs agricoles ou pour la production d'énergie.

    Quels sont les avantages des bioraffineries ?

    L'utilisation des bioraffineries présente des avantages indéniables, notamment sur le plan environnemental, car elles constituent une excellente alternative aux combustibles fossiles. D'autre part, elles utilisent des déchets biologiques et, enfin, elles sont souvent alimentées uniquement par des énergies renouvelables. Mais quels sont leurs principaux avantages ?

    • Production de biocarburants alternatives aux combustibles fossiles classiques, dérivées de déchets végétaux et organiques et dont les émissions sont moindres lors de la production ;
    • Valorisation des déchets et des orduresdans un système d'économie circulaire, en évitant qu'ils ne contaminent l'environnement ou ne s'accumulent dans les décharges ;
    • Améliorer le mix énergétiqueréduire la dépendance aux combustibles fossiles, car la biomasse peut être utilisée efficacement pour la production d'énergie ;
    • Créer une économie circulaire stable et vertueuse au niveau local, car les bioraffineries doivent tisser des relations avec les réalités agricoles, d'élevage et industrielles du territoire pour la récupération et la valorisation de leurs déchets.

    Sources :

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