EXEMPLES D UTILISATION DE BIOCARBURANTS FLOTTES CAPTIVES ET GENERATION D ELECTRICITE

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1 EXEMPLES D UTILISATION DE BIOCARBURANTS FLOTTES CAPTIVES ET GENERATION D ELECTRICITE Gilles Vaitilingom

2 EXEMPLES D UTILISATION DE BIOCARBURANTS Il s agit d exemples in situ et en contextes réels d utilisation. Ne concernent que des carburants dits «de 1ère génération» alcool éthylique huiles végétales et esters d huiles végétales

3 HISTORIQUE DES HUILES VEGETALES DEPUIS LE NEOLITHIQUE : 9000 AVANT J.C. MAIS : AVENEMENT DE LA LAMPE A PETROLE EN 1853

4 HISTORIQUE DES HUILES VEGETALES Rudolf DIESEL ( ) 1900 : tests de son moteur avec des huiles végétales

5 HISTORIQUE DES HUILES VEGETALES Nombreux exemples de recherches et utilisations entre 1920 et nde guerre mondiale : Port D Abidjan, 100 tonnes/mois d huile de palme dans ses moteurs Camions militaires ralliant Dakar à Alger grâce à de l huile d arachide Recherches après guerre dans tous les laboratoires européens Regain d'engouement vers 1975, puis de 1978 à 1984 nombreuses études (JOHN DEERE, CATERPILLAR, INTERNATIONAL HARVESTER, VOLKSWAGEN, FIAT, MERCEDES, ) En France, premiers tests Ester méthyliques de Colza : 1982 banc essais, 1985 dans tracteurs agricoles (100 %)

6 HISTORIQUE DE L ETHANOL CARBURANT En France : : bonnes performances de voitures à alcool en courses et rallyes 1922 : naissance du «Carburant National» incorporant de l éthanol 1931 : obligation d incorporation de 25 à 35 % d alcool dans les essences Poids Lourds 1935 : apparition de 11 à 15 % d alcool dans les essences Automobiles 1938 : apparition du méthanol en remplacement de l éthanol 1950 à 1956 : utilisation du mélange ternaire «essence + 15 % alcool + 10 % benzol» 1956 à 1970 : seule la RATP utilise une formulation 1/3 essence+1/3 alcool+1/3 benzol

7 HISTORIQUE DE L ETHANOL CARBURANT Au Brésil aussi :

8 HISTORIQUE DE L ETHANOL CARBURANT Au Brésil aussi : 1975 : apparition des mélanges essence éthanol (kits et bricolages) 1979 : première voiture 100 % éthanol 1990 : 4 millions de voitures à alcool 1992 à 1999 : immatriculations «alcool» < 5 % 2003 : apparition des Flex Fuel Vehicles

9 CARBURANTS - LES GRANDES MASSES Conso mondiale de pétrole : 80 millions de barils/j (dont 2/3 pour les transports) millions de litres soit millions de kg = 10,17 millions de tep/jour transports = 6,78 millions de tep/jour, soit : 2475 millions de tep/an)

10 LES GRANDES MASSES HUILES VEGETALES

11 LES GRANDES MASSES ALCOOL ETHYLIQUE

12 LES GRANDES MASSES L huile issue du palmier à huile pourrait alimenter les besoins de la planète en transport pendant 6 jours!!! L ensemble des huiles végétales pendant 19 jours. L éthanol brésilien pendant 3 jours La totalité de l éthanol mondial produit pendant 6 jours Nous ne sommes pas sur les mêmes échelles! Il demeure que l utilisation locale de biocombustibles, y compris de biocarburants, présente un intérêt croissant.

13 CIRCUITS COURTS Les agro-industries de Côte d Ivoire ne détourneraient que 5 % de leur production d huile de palme pour être totalement autonomes en carburant. De même, pour celles du Cameroun. Sur 1000 litres d huile de tournesol (1 ha.), 134 litres sont nécessaires pour réaliser l ensemble des opérations depuis les labours jusqu à l extraction de l huile et sa filtration.

14 CONTRAINTES D UTILISATION DES HUILES VEGETALES VISCOSITES : TROP ELEVEES POINTS DE FUSION ELEVES 2. COMPOSES MINORITAIRES : Gommes, cires, Glycérides partiels (1 10 %) CH 2 O CO R CH O CO R' CH 2 OH injection Acides gras libres (0.5 5 %) Insaponifiables, pigments (0.5 2 %) tocophérols O C OH 1.EVAPORATION DE GOUTTELETTES à 630 C A 440 C, seul le gazole s évapore totalement. HO H Stérols HO H3C O CH 2 O CO R 3. PROPRIETES GENANTES : siccativité tournesol : oui (semi-siccatif), colza : non, palme : non Phospholipides (0.1 1 %) CH CH 2 O O CO P O R' OH OR''

15 CONTRAINTES D UTILISATION DES ALCOOLS VISCOSITE : TROP FAIBLE Acidité, action de l eau, Stockage Vulnérabilité des matériaux ATTAQUE DES MATERIAUX Vulnérables Alliage zinc et magnésium. Carburateur... Laiton Alliage plomb étain Revêtement réservoirs Polyuréthane, PVC, polyamides polyméthacrylates, caoutchouc nitrile caoutchoucs acryliques Autres métaux ou alliages Polyéthylène Silicones Polyacétates Téflon Polyesters Compatibles

16 RESULTATS HUILES VEGETALES ET DERIVES kw Puissance TM150 BIO tournesol EPC 80 tournesol 14nov 75 fioul 14nov tr/mn Comparison de Puissance entre tournesol / Diesel dans un tracteur de 150 ch.

17 RESULTATS HUILES VEGETALES ET DERIVES Tracteur N TM150 orig. TM150 BIO N tr/mn Puiss. kw Puiss ch Conso carb l/h Temp air admis Temp échap C CO ppm CO2 % HC ppm O2 % NOx ppm Exces air Comparaison des émissions entre tournesol / Fioul dans un tracteur agricole de 150 ch. pas de CO2 fossile supplémentaire dans l atmosphère

18 LONGEVITE Prouvée (CEC M-02-A-08) RESULTATS HUILES VEGETALES ET DERIVES ENTRETIEN idem que pour gazole sauf injecteurs (contrôles, nettoyage obligatoires) attention à la siccativité du tournesol, du coton OPERABILITE A FROID limitée si pas de réchauffeur fonction de l HV utilisée et du taux de mélange

19 RESULTATS ALCOOL ETHYLIQUE source : UTAC 1991 cycles AQA consommation CO HC NOx particules l/100 km g/km g/km g/km g/km GAZOLE 52,62 5,87 2,15 21,82 1,19 DIESTER 58,23 5,26 1,55 20,38 1,13 ETHANOL 99,70 2,47 0,82 13,18 0,20 Ethanol 99, additivé procétane Avocet Comparaison des émissions entre Gazole/Diester/Ethanol dans un bus urbain. pas de CO2 fossile supplémentaire dans l atmosphère

20 EXEMPLES HUILES VEGETALES ELECTRIFICATION RURALE : Iles Fidji: Vanuabalavu 80 KVA & Welagi 45 KVA Electricité rurale à partir d huile de noix de coco (10 noix = 1 litres équiv. Gazole)

21 CENTRALE ELEC. 600 KVA (HUILE DE COTON, MALI) CENTRALE ELEC. 200KVA (HUILE DE COCO ; DESSALEMENT D EAU DE MER, OUVEA)

22 1995 GENERATEUR 90KVA huile de coco HUILERIE DE L ILE D OUVEA

23 2004 GENERATEUR 300KVA, huile de coco CENTRALE ELECTRIQUE d ENERCAL

24 VANUATU COPV 575 KVA Genset, coconut oil (Luganville, Santo)

25 COTE D IVOIRE Groupe électrogène à huile de palme 320 KVA

26 Tarbes, France : John Deere modifié, tournesol, 150 ch.

27 Tracteur New Holland 150 ch. Albi, France, tournesol Tracteur Deutz 75 ch. Toulouse, France, colza

28 DIESEL INJECTION INDIRECTE REGLAGES idem que pour gazole sauf injecteurs 200 bars

29 DIESEL INJECTION DIRECTE MODIFICATION DES PISTONS + adaptations NEW HOLLAND TM 150, 150 Ch CUMMINS Common Rail, 500 KVA

30 DIESEL INJECTION DIRECTE SYSTEME DE DOUBLE CIRCUIT : bascule électrovanne à 65 % charge Pompe, filtre et réchauffeur Tournesol Chambres de mesure de consommation électrovanne Pompe fioul Filtres fioul Camion Renault dci 270 Ch Fioul moteur CIRCUITS DE CARBURANT DU TM150 BIO

31 ESTER METHYLIQUE DE COLZA 50 % gazole - 50 % Diester Reims - France

32 EXEMPLES ALCOOL ETHYLIQUE Ile Maurice & Ile de la Réunion : 100 % alcool canne à sucre

33 Groupe 50 KVA ; Ile Maurice % alcool canne à sucre

34 Ile de la Réunion : 100 % alcool canne à sucre

35 Ile de la Réunion : 100 % alcool canne à sucre

36 Injection + allumage commandé : 100 % alcool canne à sucre

37 Injection + additif procétane : 100 % alcool canne à sucre

38 UTILISATION DE SOUS PRODUITS ET DECHETS Il apparaît de plus en plus d usage de sous produits ou de déchets : Bus de l université de Lima - Pérou Ester Méthylique d Huiles Alimentaires Usagées du restaurant universitaire. Unité 2 tonnes/jour, Biodiesel de stéarine. Cameroun, huilerie/raffinerie de palme.

39 EN RESUME : POUR LES PAYS EMERGENTS : INTERET POUR AMELIORER L ACCES A L ENERGIE POUR LE DEVELOPPEMENT RURAL ET LA LUTTE CONTRE LA PAUVRETE POUR LA COMPETITIVITE DES AGRO-INDUSTRIES EN EUROPE : INTERET EN CIRCUIT COURT D AUTOCONSOMMATION (L AGRICULTURE PEUT ETRE AUTONOME EN CARBURANT) INTERET POUR UN DEVELOPPEMENT D ACTIVITES LOCALES (COLLECTIVITES TERRITORIALES) L INTERET MAJEUR TENANT DANS UNE ECONOMIE FACE AU PRIX DU BARIL DE PETROLE

40 IL Y A UN BESOIN DE STANDARDS ET DE SPECIFICATIONS

41 LA NORME SUR LES HVP PROPOSE UN CAHIER DES CHARGES INTERESSANT MAIS NE S APPLIQUE QU AU COLZA.

42 LES BIODIESELS SUIVENT L EN Propriété Unité Minimum Maximum Méthode d essai Teneur en ester % (m/m) 96,5 EN Masse volumique à 15 C kg/m EN ISO 3675 EN ISO Viscosité à 40 C mm2 3,5 5,0 EN ISO 310 Point d éclair C plus de 101 ISO / CD 3679 Teneur en soufre mg/kg 10 Résidu de carbone (10 % du résidu) % (m/m) 0,3 EN ISO Indice de cétane 51,0 EN ISO 5165 Teneur en cendres sulfatées % (m/m) 0,02 ISO 3987 Teneur en eau mg/kg 500 EN ISO Contamination totale mg/kg 24 EN orrosion à la lame de cuivre (3 h à 50 C) Stabilité thermique indice Classe 1 Classe 1 EN ISO 2160 Stabilité oxidation, 110 C heures 6 pr EN Indice d acide mg KOH/g 0,5 pr EN Indice d iode 120 pr EN Linolénate de méthyle % (m/m) 12 pr EN Esters méthyliques polyinsaturés (>= 4 doubles liaisons) % (m/m) 1 Teneur en méthanol % (m/m) 0,2 pr EN Teneur en monoglycérides % (m/m) 0,8 pr EN Teneur en diglycérides % (m/m) 0,2 pr EN Teneur en triglycérides % (m/m) 0,2 pr EN Glycérol libre % (m/m) 0,02 pr EN pr EN Glycérol total % (m/m) 0,25 pr EN Métaux alcalins (Na + K) mg/kg 5 pr EN pr EN Teneur en phosphore mg/kg 10 pr EN MAIS CONCERNE PEU LES HUILES TROPICALES.

43 L ALCOOL ETHYLIQUE SUIT L ASTM D LE BRESIL A ETABLI SES PROPRES STANDARDS

44 IL Y A UN BESOIN DE STANDARDS ET DE SPECIFICATIONS MAIS RIEN N EST ENCORE PREVU : POUR LES HUILES TROPICALES, LES SOUS PRODUITS ET DECHETS POTENTIELLEMENT BIOCOMBUSTIBLES, LES FORMULATIONS DE MELANGES ET ADDITIFS, LES BIO OILS ET AUTRES «LIQUEURS» ISSUES DE PYROLYSE, LES BIOCOMBUSTIBLES ISSUS DE PROCEDES BIOLOGIQUES.

45 EN CONCLUSION IL Y A UN BESOIN DE CARACTERISATION DE NOUVEAUX PRODUITS BIOCOMBUSTIBLES EN TERMES DE QUALITES CARBURANT : POUR PERMETTRE L OPTIMISATION DE LEUR COMBUSTION, MAIS EGALEMENT REPONDRE AUX QUESTIONS D UN MARCHÉ ÉMERGENT EN FAVEUR DE FLOTTES CAPTIVES ET DES PAYS EN DEVELOPPEMENT.

46 Evaluation de la qualité carburant TRAVAUX LME/CIRAD Evapostalagmométrie Classement qualitatif Délais d inflammation / caractéristiques chimiques

47 Optimisation de la Combustion TRAVAUX LME/CIRAD Analyse des taux de dégagement de chaleur g/kwh gazole colza CO HC NOx Influence sur les émissions polluantes Principe de la modification Exemple : FIAT 80 ch. Modifications d équipments

48 MERCI POUR VOTRE ATTENTION!

49 EXEMPLES REUSSIS D UTILISATION D HUILES VEGETALES PURES