DOSSIER. Maîtriser le risque pour un développement durable «les biocarburants» Risques accidentels. Formation. Certification. Risques chroniques

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1 Risques accidentels Formation Certification Risques du sol et du sous-sol Risques chroniques DOSSIER Maîtriser le risque pour un développement durable «les biocarburants»

2 Sommaire Le Contexte p 3 Les biocarburants p 4 Les bioressources p 6 Les filières de production de première génération p 7 INERIS, biocarburants et développement durable p 8 La recherche p 9 1) Le projet DRIVE p 9 2) Sécurité sanitaire p 9 Pour en savoir plus p 11 2/11

3 Le contexte Les différentes crises pétrolières des trente dernières années ont conduit les pays industrialisés à mener des politiques énergétiques volontaristes. Elles visent à trouver des substituts au pétrole, pour s affranchir de la dépendance liée à la concentration géographique des réserves et à leur évolution dans le temps. Pour être exploitables, les carburants de substitution devront être disponibles à grande échelle et concurrentiels. Parmi les options énergétiques possibles on trouve les biocarburants, l hydrogène, le gaz naturel.toutefois, l utilisation des biocarburants en mélange avec l essence et le gazole pour des concentrations inférieures à 5% étant compatible avec le réseau de distribution et les moteurs actuels, ils constituent une solution alternative immédiate. Afin de compenser leurs surcoûts de production, les biocarburants bénéficient généralement d une défiscalisation. Face au problème du réchauffement climatique et aux effets induits les pouvoirs publics encouragent la mise en place de nouvelles filières énergétiques permettant de réduire l émission de gaz à effet de serre. Le secteur des transports représente environ 1/3 1 de la consommation d énergie, il est à l origine de l émission de dioxyde de carbone qui contribue fortement à l effet de serre. L emploi de biocarburants est susceptible de limiter ces rejets, c est une des mesures préconisées pour respecter le protocole de Kyoto. L utilisation des biocarburants comme complément aux carburants issus du pétrole est devenue une réalité comme en témoignent de nombreux textes, livre blanc (1997), livre vert (2000), directive européenne 2003/30/CE. Quelques dates clefs pour le développement des biocarburants en France : le programme de développement des biocarburants annoncé le 7 septembre 2004 par le Premier ministre vise à une production de tonnes à l horizon les mesures présentées par le Premier ministre le 13 septembre 2005 à Rennes pour accélérer le développement des biocarburants : l objectif d incorporation de 5,75% de biocarburants en 2010 de la Directive européenne 2003/30/CE est avancé à 2008 en France. Il est fixé à 7% en 2010 et 10% en juillet 2005 : le pôle Industries et Agro-Ressources est labellisé pôle de compétitivité à vocation mondiale la loi de finance pour 2006 introduit deux nouvelles catégories de biodiesel pouvant bénéficier d une défiscalisation partielle de taxe intérieure de consommation (l EEHV, ester éthylique d'huiles végétales, et le biogazole de synthèse). le Premier ministre a souhaité, dans sa déclaration de politique énergétique du 15 mai 2006, que «d'ici la fin de la décennie chaque Français qui le souhaitera devra pouvoir utiliser un véhicule pouvant consommer des carburants à haute teneur en biocarburants». le rapport du groupe de travail sur le soutien au développement de la filière E85, présenté le 26 septembre 2006 par Alain Prost, qui recommande la création de 500 à 600 points de vente dès plus de 30% en 2004 selon l'iea (ref. Biofuels for transport, an international perspective, OECD, 2004) 3/11

4 Les biocarburants Les biocarburants, combustibles liquides ou gazeux, utilisés pour le transport, sont produits à partir de la biomasse, fraction biodégradable des produits, déchets et résidus provenant notamment de l agriculture (substances végétales et animales), de la sylviculture On distingue classiquement deux filières principales de biocarburants : - la filière éthanol : l éthanol (alcool éthylique) est utilisé soit directement dans les moteurs à essence (il est alors appelé bioéthanol), soit sous forme d ETBE (éthyl tertio butyl éther). Le bioéthanol est le biocarburant le plus utilisé dans le monde, en mélange avec l essence à hauteur de 5 à 25% et jusqu à 15% avec l ETBE. D après EurObserv ER, Baromètre des biocarburants, mai /11

5 - la filière huiles végétales : les esters méthylique ou éthylique d huile végétale (EMHV et EEHV) sont destinés aux moteurs diesel ; on parle alors de biodiesel. Sous la forme d esters méthyliques, il est déjà commercialisé sous le nom de diester et mélangé au gazole dans des proportions variant de 2 à 5 % en France pour le parc automobile général et jusqu' à 30% sur flottes captives. D après EurObserv ER, Baromètre des biocarburants, mai 2006 A partir de la biomasse, on peut obtenir aussi un gaz combustible appelé biogaz. 5/11

6 Les bioressources Bioéthanol Bio-ressources Biodiesel Plantes sucrières betterave, canne à sucre sorgho sucrier Amylacées blé, mais, orge... pommes de terre, patate douce Ressources cellulosiques coupes d herbes, paille, bois, sciure, et résidus cellulosiques divers produits de cultures dédiées Divers excédents viticoles (distillations réglementées de vins déclassés) petit lait résidus végétaux de la palme... Principaux oléagineux palme, soja, colza (France) tournesol Autres végétaux lin, graine de coton, jatropha, palmiste, huile de coco Végétaux marins algues phytoplancton Autres ressources huiles de friture recyclées graisses animales Aujourd hui, selon les pays, l éthanol provient de la betterave, de la canne à sucre, du blé ou du maïs, et le biodiesel est obtenu à partir d huile de colza, de tournesol ou de soja. En France l éthanol est produit à partir des betteraves et des cultures céréalières. Pour le biodiesel on fait appel au colza et pour une faible part au tournesol. Dans l avenir le développement de l utilisation des biocarburants pour le transport va conduire à exploiter d autres ressources que les ressources traditionnelles. Il s agit des ressources cellulosiques plus abondantes et moins chères que celles issues des cultures alimentaires. Des programmes de recherche ont été mis en place afin de pouvoir disposer avec cette dernière filière, de technologies exploitables industriellement. 6/11

7 Les filières de production de première génération Biodiesel Obtention d une huile végétale «semiraffinée» Transestérification de l huile végétale avec un alcool : méthanol (ou éthanol) Obtention d un ester appelé «Biodiesel» ou EMHV (EEHV) que l on retrouve sous différents mélanges conventionnels : B100, B30 et B5 Bioéthanol Fermentation des sucres contenus dans la matière première végétale Distillation Obtention de «Bioéthanol» (ou alcool éthylique) que l on retrouve sous différents mélanges conventionnels : E100, E85, E10 et E5 Transformation possible du bioéthanol en ETBE En France, les biocarburants, biodiesel et ETBE, sont introduits en faible quantité respectivement dans le gazole et l essence et ne sont jamais utilisés purs. Ces mélanges sont compatibles avec le système de distribution et les moteurs actuels. Pourtant, ils sont d un usage encore peu répandu aujourd hui, environ 1%. L ETBE présente des avantages : il n y a pas de problème de volatilité, il permet un gain d indice d octane élevé et il présente une parfaite tolérance à l eau. La directive européenne 2003/30/CE qui promeut l utilisation des biocarburants demande aux Etats membres d atteindre, en 2010, l objectif de 5,75% de biocarburants dans les carburants utilisés pour le transport. Pour accélérer le développement des biocarburants, la France renforce cette exigence et demande d atteindre cet objectif en 2008 et 7% en Le développement futur du E85 c est-à-dire 85% d éthanol dans l essence va nécessiter d installer des pompes spécifiques et des moteurs adaptés. Au Brésil et en Suède sont déjà utilisés des moteurs FLEX FUEL compatibles avec un pourcentage plus ou moins important d éthanol. 7/11

8 INERIS, biocarburants et développement durable Les biocarburants réduisent l émission de gaz à effet de serre, ils agissent aussi sur la qualité de l air en diminuant les particules et le monoxyde de carbone émis par les véhicules. Par ailleurs, ils peuvent avoir un effet positif sur la création d emplois dans le secteur agricole et contribuer à l indépendance énergétique de la France. L effet bénéfique sur les émissions s évalue au sein d un bilan global sur l effet de serre, de la production à l utilisation du produit. En effet, selon leur nature, les biocarburants présentent un rendement énergétique à l hectare différent et agissent avec plus ou moins d intensité sur l effet de serre. Le développement des biocarburants doit donc s accompagner d un mode de production compatible avec la protection de l environnement. Dans un contexte de développement durable, il convient également de considérer les impacts sociaux et économiques (emploi, retombées économiques, indépendance énergétique et alimentaire ) des biocarburants et de prendre en compte la maîtrise du risque de la filière tant sur le plan environnemental que sanitaire, qu il s agisse de risques accidentels ou chroniques. La pluridisciplinarité des compétences de l INERIS, son appartenance au pôle de compétitivité Industries et Agro-Ressources résolument axé sur les biocarburants et son engagement vis à vis de la maîtrise des risques liés à l innovation l ont conduit à s intéresser à cette double problématique. 8/11

9 La recherche Il y a de bonnes raisons de penser que la sécurité des biocarburants n est pas un problème majeur. Les propriétés des carburants sont connues, il existe un retour d expérience important sur la distillation de l alcool et une majorité de problématiques sont bien identifiées (inflammabilité/volatilité des mélanges, compatibilité des matériaux avec les alcools ) pourtant des questionnements apparaissent sur le niveau des connaissances tant des dangers que de la maîtrise des risques. En effet, le développement des biocarburants va faire apparaître une multiplication des acteurs plus ou moins expérimentés et la nécessité à plus ou moins long terme de développer de nouvelles filières de production (requérant moins de terre et présentant un meilleur rendement énergétique) et de valoriser des coproduits. 1) Sécurité industrielle L'analyse des questions de sécurité doit se faire dans le cadre d'une approche intégrée, passant par l'évaluation des dangers présentés par tous les produits et équipements associés intervenant sur toute la chaîne de valorisation des biocarburants. Le programme BIOSAFUEL a été lancé en 2006, pour une durée de trois ans. Il est financé sur le programme de recherche de l'ineris et comprend deux phases : Une première approche analytique comportant une étude bibliographique, un bilan du retour d expérience, l établissement des données d entrée pour la phase 2, l identification des acteurs et la mise en place de collaboration Une approche expérimentale pour l identification et la caractérisation des dangers et enfin l étude des interactions entre les produits et le matériel utilisé pour le stockage et le transport. Par ailleurs, des analyses porteront aussi sur la sûreté de fonctionnement notamment liée à l augmentation des rendements dans les nouvelles filières et la création d outils d aide à la gestion des risques pour la création d une unité de production. Les premiers résultats ont permis la détermination des caractéristiques de combustion des huiles végétales (biodiesel) et une première analyse de la typologie des risques associés aux produits et/ou aux équipements. Ce programme comprend aussi un volet sanitaire et environnemental. 2) Sécurité sanitaire L utilisation de nouvelles sources énergétiques doit amener à s interroger sur les éventuelles nouvelles émissions de substances chimiques dans l environnement, susceptibles de conduire à des expositions spécifiques des populations. Dans le cas précis des biocarburants, la population générale peut être exposée autour des sites de cultures (usages de pesticides) et de production, éventuellement lors de la distribution et enfin au stade de l utilisation (génération de composés issus de la combustion notamment). 9/11

10 A l occasion de travaux récents (étude de faisabilité d un dispositif de surveillance de la qualité de l air en bordure des axes routiers, étude de la qualité de l air dans les parkings souterrains), l INERIS a été amené à se pencher sur l impact de l évolution des carburants sur les émissions des véhicules, et plus précisément à s interroger sur la modification des émissions liées au recours croissant aux biocarburants. En termes d exposition humaine et de risques pour la santé, il en ressort qu à ce jour, il apparaît difficile de pouvoir estimer précisément un éventuel bénéfice sanitaire attribuable à l usage des biocarburants (en lien avec la diminution des émissions de certains polluants comme les particules) ou de quantifier l impact sanitaire associé aux émissions accrues d aldéhydes (irritants des voies respiratoires) et d oxydes d azote. La veille scientifique dans ce champ apparaît indispensable et doit se poursuivre afin d accompagner au mieux le développement des biocarburants, dans un souci permanent d anticipation des risques sanitaires et environnementaux potentiellement induits. Dans le cadre du pôle Industries et Agro-Ressources, une thèse sur les indicateurs de développement durable des biocarburants est en cours. 10/11

11 Pour en savoir plus Ouvrages : IEA, "Biofuels for Transport - an International Perspective", 2004, ISBN Xavier Montagne, "les biocarburants liquides", chapitre 15 dans "La chimie verte", Lavoisier, 2005 D. Ballerini, "Les biocarburants - État des lieux, perspectives et enjeux du développement", IFP Publications (ed. Technip), 2006 E. Poitrat, "Les biocarburants" - techniques de l'ingénieur, traité Génie Energétique -fascicule BE BE Documents EU Directive 2003/30/CE du Parlement européen et du Conseil du 8 mai 2003 visant à promouvoir l'utilisation de biocarburants ou autres carburants renouvelables dans les transports [Journal officiel L 123 du ]. "Biofuels in the European Union - A vision for 2030 and beyond", Final report of the BIOFRAC, EUR 22066n, Juin 2006 sites internet : European Biodiesel Board : panorama des biocarburants dans le monde : 11/11