vignette|alt=Expérimentation d'utilisation du B100 sur une rame Régiolis sur la ligne Paris-Granville|Expérimentation d'utilisation du B100 sur une rame Régiolis sur la ligne Paris-Granville. vignette|Un autobus biodiesel à Montréal. vignette|
Le biogazole, biodiesel ou biodiésel... est un biocarburant (ou agrocarburant) utilisé comme alternative renouvenable au carburant pour moteur Diesel classique : gazole, ou « pétrodiesel » pour faire la distinction entre les deux.
Le biogazole peut être utilisé seul dans les moteurs (B100, pour « 100% de biocarburant ») ou mélangé avec du pétrodiesel (B30, B20, B10, B7 suivant le pourcentage d'incorporation de biocarburant)Le B20/B-20 ou encore BD20 est un carburant pour moteur Diesel contenant 20 % de biodiesel et 80 % de gazole, le B40 contient 40 %, le B10 10 %. Ce biocarburant est obtenu à partir d'huile végétale ou animale (y compris huiles de cuisson usagéesBio-énergie international, Faire du biodiesel dans sa cuisine ; 2013-02-26, consulté 2013-04-11.) transformée pour éliminer le glycérol. Le procédé le plus courant est la « transestérification » faisant réagir cette huile avec un alcool (méthanol ou éthanol), afin d'obtenir du EMHV ou du EEHV (suivant l’alcool utilisé). L'hydrogénation peut également être utilisée.
En France, lorsqu'il est utilisé pour de l'incorporation au gazole, on emploie aussi le terme de diester. Le diester, mot-valise formé par la contraction de diesel et ester, est une marque déposée en 1990 par Sofiprotéol., acteur financier et industriel de la filière française des huiles et protéines végétales Terres OléoPro.. C’est aussi un terme devenu commun pour désigner en France, les esters méthyliques d’huiles végétales (EMHV), le biodiesel en Europe et en Amérique du Nord.
Procédé de fabrication En principe, un moteur Diesel peut fonctionner directement avec n'importe quelle huile. Cependant, les huiles sont des triglycérides qui contiennent de la glycérine, dont la combustion peut produire de l'acroléine toxiqueAcroléine : fiche toxicologique , sur inrs.fr (consulté le 13 février 2013).. Il s'agit donc de la supprimer. De plus, les huiles ont un moins bon indice de cétane et sont plus visqueuses que le gazole (voire pâteuse ou solide à la température ambiante), et cette caractéristique peut également être améliorée, pour obtenir une combustion de qualité dans les moteurs Diesel. Huiles utilisées thumb|Champ de colza.
En principe, toutes les huiles peuvent être utilisées, et ce sont les considérations locales de disponibilité et de prix (selon les végétaux cultivés) qui favoriseront les unes ou les autres. Ainsi, en France, les producteurs utilisent plus souvent de l'huile de colza, tandis qu'aux États-Unis, les fabricants préfèrent le soja et dans une moindre mesure le canolaNom donné au Canada aux variétés de colza de printemps à basse teneur en acide érucique.. Les États-Unis sont par ailleurs les plus gros producteurs de soja devant le Brésil. L'huile est obtenue par pression puis extraction des graines. Mais c'est peut-être à partir d'algues. (algocarburant), ou de bactéries. que les huiles pourront être produites avec le meilleur rendement, rendant ainsi envisageable une production de biodiesel à grande échelle.
Aujourd'hui l'huile de palme est également très utilisée pour produire ce carburant ; la production de ce carburant représente plus de 20 % de la consommation mondiale d'huile de palme en 2018, c'est le principal facteur de déforestation dû à ce fruitHuile de palme : le monde n’en a jamais consommé autant (et ce n’est pas une bonne nouvelle), Ouest-France, 1er octobre 2019..
Transestérification par le méthanol center|thumb|upright=3.5|Équation chimique de la réaction de transestérification : 1 mol de trilinoléate de glycéryle + 3 mol de méthanol → 1 mol de glycérol + 3 mol d'EMHV.
Une transestérification est la réaction d'un ester sur un alcool pour donner un autre ester. En ce qui concerne le biodiesel, c'est principalement la transestérification de trilinoléate de glycéryle (huile de colza, de palme) par le méthanol () et on obtient de l'ester méthylique d'huile végétale (EMHV) et du glycérol (). La transestérification est une réaction chimique qui est à l'origine du diester. Les molécules plus petites du biodiesel ainsi obtenues peuvent alors être utilisées comme carburant dans les moteurs à allumage par compression (moteur Diesel).
Pour augmenter la vitesse de réaction, il faut chauffer le liquide vers et ajouter une base comme catalyseur (catalyse homogène : catalyseurs solubles dans le milieu réactionnel tels que l'hydroxyde de sodium en solution méthanoïque ou le méthylate de sodiumLes catalyseurs sont moins utilisés car corrodant les installations industrielles et moins réactifs. ; catalyse hétérogène : catalyseurs insolubles dans le milieu réactionnel). Pour un meilleur rendement énergétique global, on peut aussi choisir de laisser simplement réagir sans chauffer, la réaction prenant alors quelques heures. Il faut approximativement de méthanol pour transestérifier une tonne d'huile végétale (ester d'acides gras et de glycérol) de colza en présence d'un catalyseur alcalinD. Ballerini, J.-L. Lemarchand (2007), Le plein de biocarburants ?. On obtient alors une tonne de diester (ester d'acides gras et de méthanol) et de glycérine réutilisable dans l'industrie chimique ou alimentaire.
La réaction chimique peut être accélérée et améliorée par ultrasonification, qui augmente le rendement de la transestérification des huiles végétales et des graisses animales en biodiesel. Ceci permet de changer la production de batch à débit continu et de réduire le coût d’investissement et d’opération..
Produits secondaires La production de biodiesel s'accompagne de la production de glycérol comme produit secondaire principal à hauteur de 10 % massique..
Hydrogénation thumb|left|Industrie « Neste » d'agrocarburant, en Finlande.
Le procédé d'hydrogénation, breveté par la société finlandaise Neste, consiste à transformer les triglycérides de l'huile végétale en leurs alcanes correspondants. Comme dans le procédé traditionnel, il s'agit d'une réaction catalytique, mais cette fois-ci l'huile est mise en présence d'hydrogène au lieu de méthanol. Les avantages de ce procédé par rapport à la précédente sont multiples. La coproduction de glycérine, pour laquelle il n'existe pas toujours de débouché local, est évitée. L'hydrogénation permet par ailleurs d'ôter tous les atomes d'oxygène. En effet, l'absence de molécules oxygénées rend le produit final plus stable. Enfin, les produits de la réaction sont essentiellement des alcanes, ce qui permet d'obtenir des indices de cétane élevés, proches d'un gazole idéal.
Par certains aspects, le biodiesel obtenu est supérieur au gazole de source pétrolière. : point de trouble plus élevé, émissions nocives plus faibles. Ce procédé est déployé à grande échelle dans une usine à Singapour, qui transforme de l'huile de palme, et capable de produire de tonnes de biogazole par an, dont jusqu'à un million de biocarburant pour l'aviation.). .
Caractéristiques comparées
Marché du biodiesel vignette|Photographie d'un échantillon de Biodiesel
Producteurs
Les plus gros producteurs de biodiesel sont les États-Unis, l'Allemagne et la France. Le département de l'Énergie du gouvernement des États-Unis a publié plusieurs documents sur le biodiesel. Les États-Unis soutiennent aussi la recherche dans ce domaine via le « National Renewable Energy Laboratory ». En Belgique, les unités de production du biodiesel active ou en phase de construction sont localisées à Ertvelde (par Oleon), à Feluy (par Neochim) et à Wandre (par Biofuel). En France, le leader de la production de biodiesel est Diester Industrie qui détient des unités de production sur sept sites industriels pour une capacité de production de deux millions de tonnes de Diester en France. Ineos, Veolia Saria et Nord Ester sont également présents sur ce secteur. Le biodiesel est utilisé en mélange par les marchands de carburant. En 2007, le Brésil et l'Argentine visent le marché européen. Trois unités de productions sont inaugurées les huit premiers mois de l'année en Argentine, dont l'usine de l'huilerie Cincentin () et cinq autres sont en cours de constructionM.H. André, La France agricole, p. 20/21, 31 août 2007.. L’Argentine pourrait ainsi passer de mi-2007 à de t/an en 2008.
La filière du biodiesel se développe presque exclusivement en UE, mais elle gagne du terrain dans autres régions du monde par exemple au Brésil, avec notamment Brasil Ecodiesel, et en Indonésie où les cultures de palmiers et de soja pour un usage énergétique se pratiquent dans l’agriculture sur brûlis au détriment de la forêt.
Production de biodiesel en Indonésie L'Indonésie cherche à profiter du nouveau marché mondial des biocarburants comme le font de nombreux pays en développement. Le pays possède de vastes plantations de palmiers à huile et en est aujourd'hui le premier producteur mondial (76 %), il est donc bien placé pour développer la production de biodieselM. de Lattre-Gasquet, D. Vermersch, M. Bursztynet et P. Duée (2010), « Quelles questions éthiques posent la production de palmier à huile et la recherche sur les biocarburants ? », Palmier à huile et développement durable Agronomie-Environnement, vol. 17, , ..En effet, l’huile de palme a un rendement exceptionnel et ses coûts de production sont les moins élevés des huiles végétales. Ce produit est considéré comme très intéressant pour la production de biodieselH. Omont (2010), « Contributions de la production d'huile de palme au développement durable », Palmier à huile et développement durable Agronomie-Environnement, vol. 17, , .. Les plantations de palmiers sont directement associées à des impacts humains négatifs sur les communautés rurales et sur les populations autochtones. De nombreux cas de violations des droits de l'homme par des sociétés de plantation ont vu le jour, en particulier lors de l'acquisition des terres et du développement des plantations. D'autres études indiquent que des conflits sociaux naissent entre les développeurs et les communautés de plantations en raison d'un manque de reconnaissance des droits coutumiers, d’accords violés, de promesses non tenues et de mépris pour l'environnement localW. Caroko, H. Komarudin, K. Obidzinski et P. Gunarso (2011), « Policy and institutional frameworks for the development of palm oil-based biodiesel in Indonesia »..