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Flexible and resilient integrated biofuel processes for competitive production of green renewable jet and shipping fuels

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Produire des biocarburants à partir de bois de rebut à l’aide d’algues riches en huile

Le projet FLEXI-GREEN FUELS, financé par l’UE, a permis de transformer des déchets ligneux en biocarburant durable, avec un flux de produits nutraceutiques à la clé.

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L’UE s’est fixée des objectifs ambitieux pour réduire l’utilisation des combustibles fossiles. Les États membres sont tenus de veiller à ce que la proportion d’énergies renouvelables dans les transports soit d’au moins 14 % d’ici à 2030. Cela inclut une part minimale de 3,5 % de biocarburants avancés. Les biocarburants avancés sont des combustibles liquides, généralement dérivés de matières premières non alimentaires, qui permettent de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre tout au long de leur cycle de vie. L’étude de nouvelles matières premières est un domaine de recherche intense, qui comprend des travaux sur la viabilité commerciale et technique des microalgues.

Assurer la durabilité des biocarburants

Le projet FLEXI-GREEN FUELS entendait mettre au point un processus intégré de fabrication de biocarburants très flexible, capable de traiter plusieurs types de déchets de biomasse utilisables. L’objectif était de disposer d’une gamme de biocarburants commercialisables pour les transports maritimes et aériens, ainsi que de flux secondaires à valeur ajoutée. «La durabilité des biocarburants liquides est une préoccupation majeure», note Alok Kumar Patel, membre du projet FLEXI-GREEN FUELS et rattaché à l’Université de technologie de Luleå en Suède. «Nous devons être en mesure de définir le potentiel réel de la matière première en termes de réduction des gaz à effet de serre, d’identifier les problèmes liés au changement dans l’utilisation des sols et d’évaluer la disponibilité de la biomasse.» La compétitivité des coûts par rapport aux combustibles fossiles actuels reste également un obstacle majeur au déploiement de ces biocarburants. «La durabilité environnementale et économique de la production de biocarburants liquides dépend largement de la matière première utilisée pour le processus», ajoute le chercheur.

Matières premières durables

Le projet, coordonné par l’Université de sciences appliquées de Bremerhaven en Allemagne, a pour but d’identifier les matières premières à faible impact qui n’entrent pas en concurrence avec la production alimentaire. À cette fin, les déchets ligneux non comestibles de l’industrie forestière ont été sélectionnés comme matière première pour la culture de micro-organismes oléagineux, soit des micro-algues qui accumulent des huiles et des graisses (lipides) dans le cadre de leur cycle de vie naturel. Ces lipides peuvent ensuite être récoltés et purifiés pour obtenir un biodiesel durable. Les déchets de bois d’épicéa d’Europe et de bouleau argenté ont été séparés en cellulose, hémicellulose et lignine. La fraction de cellulose a ensuite été traitée avec des enzymes pour être réduite en sucre simple. Puis, ce glucose a été administré à Auxenochlorella protothecoides, une microalgue capable d’utiliser le sucre comme source d’énergie. L’équipe a optimisé les conditions dans le bioréacteur prototype pour maximiser la production de lipides. «L’un des principaux avantages de cette méthode est qu’elle est rentable et relativement facile à mettre en œuvre, avec une maintenance quotidienne assez faible», explique Alok Kumar Patel. «La culture peut être réalisée sans éclairage et ne nécessite donc pas de photobioréacteur.» Les lipides produits par ce processus de fermentation des algues sont ensuite convertis en carburant par des procédés d’hydrotraitement avancés, optimisés pour l’aviation ou les transports maritimes. Alok Kumar Patel note que c’est la première fois que des biocarburants sont produits à partir de microalgues nourries de déchets de bois: «Les microalgues sont la meilleure source de production de lipides intracellulaires susceptibles d’être transformés en biodiesel.»

Flux secondaires lucratifs

La fermentation des algues s’est également avérée contenir un grand nombre de composés nutraceutiques, tels que le squalène et les acides gras polyinsaturés oméga-3 à longue chaîne, offrant ainsi une source de revenus supplémentaire à toute personne utilisant le processus pour produire des biocarburants. Les méthodes mises au point par le projet FLEXI-GREEN FUELS représentent une étape importante vers des biocarburants qui n’entrent pas en concurrence avec les cultures vivrières ou d’autres utilisations des sols. En utilisant les biodéchets et en créant de la valeur au cours du processus, le procédé pourrait être une aubaine pour les industries forestières, agricoles et municipales de traitement des résidus.

Mots‑clés

FLEXI-GREEN FUELS, algues, renouvelables, biocarburants, durabilité, produits nutraceutiques

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