Le grand espoir de ce nouveau secteur est une technologie baptisée éthanol cellulosique, qui vise à transformer en carburant toutes sortes de matières végétales – des tiges de maïs à la paille de blé, en passant par les déchets des coupes forestières.
© Etar Iroise |
L’éthanol cellulosique, prix de l’espoir [Fr]
Robert F. Service
Science (Etats-Unis)
Le 24-05-2007 (Publié sur internet le 24-05-2007)
919 mots
Le biocarburant à base de déchets végétaux devient le nouvel eldorado des chercheurs. Il pourrait supplanter l’éthanol de maïs.
[Traduction : Courrier International]
Les biocarburants sont la grande alternative du jour et, parmi eux, le bioéthanol occupe la première place. Aux Etats-Unis, bioéthanol est souvent synonyme d’éthanol de maïs. Mais le grand espoir de ce nouveau secteur est une technologie baptisée éthanol cellulosique, qui vise à transformer en carburant toutes sortes de matières végétales – des tiges de maïs à la paille de blé, en passant par les déchets des coupes forestières. D’après une étude réalisée en 2005 par les ministères de l’Energie et de l’Agriculture américains, les Etats-Unis seraient en mesure de convertir, avec très peu d’impact sur les productions alimentaires et forestières, 1,3 milliard de tonnes de biomasse sèche par an en 227 milliards de litres d’éthanol qui remplaceraient 30% du carburant traditionnel utilisé dans les transports. Un avenir plutôt intéressant pour ce qui n’est aujourd’hui qu’une montagne inutilisée de déchets.
Reste que convertir de la cellulose en carburant est beaucoup plus délicat que la transformation de la canne à sucre telle qu’elle est pratiquée au Brésil. Les déchets agricoles et forestiers sont beaucoup plus difficiles à transformer. Cette biomasse est formée de trois composants : de la cellulose, un polymère du glucose qui constitue le principal composant des parois des cellules végétales, de l’hémicellulose, un polymère composé de xylose et d’autres sucres, et enfin de la lignine, qui charpente les autres polymères pour en faire une structure robuste. Pour convertir n’importe quelle catégorie de sucres en éthanol, ces derniers doivent d’abord être rendus accessibles. Le procédé est simple lorsqu’il s’agit de canne à sucre, puisqu’il suffit de récupérer le sucre et d’en faire un sirop. Avec les grains de maïs, les ingénieurs ajoutent des enzymes appelées amylases pour décomposer l’amidon en molécules de glucose. Mais, pour les feuilles et les tiges des herbes et des arbres, il faut faut d’abord broyer le matériau de base afin que les fibres puissent être transformées en sucres simples. Ces derniers sont ensuite soumis à la fermentation – qui convertit les sucres en éthanol sous l’action de microbes.
L’éthanol de maïs a ouvert la voie à une série de nouveaux carburants
Jusqu’à présent, c’est surtout sur cette phase de fermentation que s’est concentrée l’attention des chercheurs. Alors que les levures transforment naturellement le glucose en éthanol, il n’existe pas d’organismes naturels capables de convertir en éthanol le xylose et autres sucres du même type. Les chercheurs ont donc dû manipuler génétiquement des micro-organismes comme Escherichia coli de façon à modifier leur activité. En dépit des succès obtenus, la plupart des chercheurs reconnaissent qu’il reste encore beaucoup de chemin à faire.
Nous n’en sommes encore qu’au tout début, remarque ainsi Jim McMillan, ingénieur au National Renewable Energy Laboratory, situé à Golden, dans le Colorado. Des scientifiques du monde entier travaillent aujourd’hui sur divers aspects de la fermentation. Ils tentent ainsi d’augmenter la résistance des microbes et l’efficacité de leurs enzymes, ou encore d’améliorer l’étape chimique qui permet de préparer les déchets végétaux à la fermentation – ce qui consiste à les réduire en une véritable soupe végétale.
L’un des autres objectifs poursuivis par les chercheurs se trouve à l’intérieur des plantes elles-mêmes. Certaines entreprises et équipes universitaires travaillent à la manipulation génétique de plantes telles que le maïs, le peuplier ou la graminée Panicum virgatum (le panic érigé) afin d’augmenter leur rendement en éthanol et de faciliter leur transformation en carburant. En 1999, des chercheurs américains ont annoncé qu’ils avaient obtenu un peuplier transgénique contenant 50% de moins de lignine mais plus de cellulose que les variétés traditionnelles. Des travaux du même type sont également effectués sur d’autres sources potentielles d’énergie d’origine végétale – par exemple, des herbes telles que Panicum virgatum ou Miscanthus (également appelé
herbe à éléphant).
Toutes ces avancées font prédire aux experts en carburants alternatifs que le coût de l’éthanol cellulosique devrait continuer à baisser.
L’éthanol de maïs a incontestablement ouvert la voie à toute une série de nouveaux carburants, constate Lonnie Ingram, de l’université de Floride à Gainesville. Pionniers des enzymes transformant l’amidon, les producteurs d’éthanol de maïs ont également créé une infrastructure capable de manipuler d’énormes quantités de biomasse et ont incité les fournisseurs de carburant à incorporer l’éthanol dans leurs circuits d’approvisionnement. Par ailleurs, de nombreux constructeurs automobiles américains ont commencé à sortir des véhicules E85, capables de brûler un mélange de 85% d’éthanol et de 15% d’essence. Les producteurs d’éthanol cellulosique profiteront de cette percée qui facilitera leur entrée sur le marché et pourrait à terme les aider à créer la première véritable alternative à l’essence.
