[2021 en techno] La recherche innove pour fabriquer des carburants alternatifs

La recherche sur les hydrocarbures synthétiques bouillonne. Les agrocarburants de deuxième génération et les électro-carburants atteignent la maturité suffisante pour être déployés à l’échelle industrielle, tandis que d’autres carburants alternatifs, moins matures, sont en cours de développement. En 2021, la rédaction d’Industrie & Technologies a suivi ces recherches foisonnantes.

Les agrocarburants de deuxième génération prennent leur envol

L’industrialisation d’une technologie de production de biocarburant de deuxième génération – issu de biomasse lignocellulosique – mise au point par la société Bionext a débuté en août 2021. Cette nouvelle phase fait suite à11 ans de développement et 190 millions d’euros de budget (dont 33 millions de fonds publics) sur les unités de démonstration BioTfuel à Dunkerque.

L’aviation représente le principal marché visé par le consortium, comme l’encouragent d’ailleurs les pouvoirs publics. Le gouvernement a en effet annoncé, mardi 27 juillet, le lancement d’un appel à projet pour développer les Sustainable Aviation Fuels (SAF), doté d’une enveloppe de 200 millions d’euros. La stratégie bas carbone en France (SNB) mise par ailleurs sur une substitution de 50 % du carburant aérien d’origine fossile par des SAF en 2050.

Les électro-carburants dans la course à l’industrialisation

À côté des agrocarburants de deuxième génération, les électro-carburants – produit à partir d’hydrogène vert et de biomasse – sont une autre technologie sur laquelle mise le secteur aérien pour diminuer sa dépendance au kérosène d’origine fossile. Ces dernières ont également atteint une maturité suffisante pour que des acteurs envisagent son industrialisation. C’est notamment le cas de Hy2gen : la jeune pousse allemande veut traiter quotidiennement environ 500 tonnes de biomasse pour une production de 60 000 litres par jour d’e-kérosène sur le site provençal de la centrale à charbon Gazel Energie, comme nous l’a confié son PDG dans le cadre d’une interview.

Des objectifs difficiles à tenir

Si les technologies sont matures d’un point de vue scientifique et technologique, plusieurs obstacles freinent encore l’industrialisation des procédés SAF. Nicolas Jeuland, expert des carburants du futur chez Safran, a d’ailleurs confié à Industrie & Technologie qu’il y a peu de chances que l’hydrotraitement d’huiles usagées (Hefa) – la plus mature des sept procédés certifiés pour produire des SAF – ne se développe massivement : « La ressource est déjà très limitée et on ne va pas créer des huiles usagées pour le plaisir d’en faire des biocarburants », a-t-il pointé.

La disponibilité en ressources est en effet l’un des principaux problèmes. Dans une étude parue en mars, l’ICCT estime que les ressources disponibles en Europe permettraient de produire 3,5 millions de tonnes de SAF en 2030, soit 5,4 % de la demande. De plus, ces carburants sont environ cinq fois plus chers que le kérosène classique, d’après Sandra Combet, la responsable des nouvelles énergies chez Air France-KLM.

D’autres carburants alternatiémergent en laboratoire

Parallèlement aux enjeux d’industrialisation des carburants alternatifs matures, d’autres hydrocarbures synthétiques sont développés en laboratoire. Il en va ainsi de l’enzyme Fatty Acid Photodecarboxylase (FAP), qui permet la production d’hydrocarbure à l’intérieur de microalgues. Son action a été décryptée par Damien Sorigue, chercheur au CEA, sur le site d’Industrie & Technologie à l’occasion de la publication de son étude dans la revue Science.

Toujours à l’échelle du laboratoire, la production d’hydrocarbure par photo-catalyse est également un domaine riche en innovation. « Nous développons un matériau spécifique – le photo-catalyseur – capable de capter des photons du soleil et de faire réagir le CO2 et l’H2O. À l’aide de ce matériau, nous pourrons ainsi utiliser du CO2, de l’eau et des photons pour produire de l’O2 et des hydrocarbures », nous a expliqué Antoine Fécant, chercheur à l’Ifpen a reçu et lauréat du prix Espoirs de l’Académie des sciences et l’Institut Mines-Télécom (IMT).

Si l’ensemble de ces innovations représentent un moyen de se passer des sources fossiles pour produire des carburants, elles ne résolvent pas le problème – pourtant majeur – de l’usage de ces combustibles : synthétiques ou non, brûler ces hydrocarbures restent fortement émetteur de CO2.