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17.10.2019

Projet conjoint terminé "Biocarburants produits par conversion biochimique et catalytique"

Une nouvelle technologie de production de biocarburants pour l’aviation a été développée et sa durabilité a été évaluée.

​L’aviation continuera d’employer des carburants liquides à haute densité énergétique à l’avenir. Afin de produire ce type de carburants à partir de biomasse lignocellulosique, une technologie impliquant des processus subséquents de conversion biochimique et catalytique a été développée et son futur potentiel de durabilité économique et environnementale a été évalué.

Résultats

Afin d’assurer le fractionnement intégral des hydrates de carbone de la biomasse lignocellulosique, l’équipe de projet de la Haute école des sciences agronomiques, forestières et alimentaires (HAFL) – placée sous la direction du Dr. Michael Hans-Peter Studer – a développé une plate-forme d’extraction du lactate en vue de produire des acides carboxyliques. Une communauté microbienne de synthèse y extrait des matières premières hétérogènes de lactate, en tant qu’intermédiaire central destiné à être converti en acide(s). La faisabilité de ce concept a été démontrée en produisant par exemple 196,5 kg d’acide butyrique par tonne de bois de hêtre.

Le processus de valorisation utilisant un catalyseur Cu/SiO2-Al2O3 a permis d’obtenir une sélectivité d’alcènes > 90% pour une conversion des acides carboxyliques proche de 99%. Un brusque changement de sélectivité des alcènes à une prédominance d’alcanes a été constaté à pleine conversion. Grâce à un catalyseur Cu/ZrO2, les acides carboxyliques ont également été valorisés en une seule étape en une huile organique formée de composés aromatiques C8 – C16 et de cycloalcènes. En termes de propriétés d’énergie et de distillation spécifiques, cette huile est compatible pour être mélangée à hauteur de 10% avec du carburant pour avions Jet A-1.

L’analyse de durabilité a révélé que la biomasse herbacée potentiellement disponible en Suisse pouvait atteindre 500 000 tonnes de matière sèche par an. Le bois représenterait quant à lui plusieurs fois ce volume. Une éventuelle bioraffinerie en Suisse pourrait par conséquent être approvisionnée en matière première composée d’un mélange de résidus de bois, de biomasse herbacée issue de prairies extensives, de résidus de récolte agricoles et de produits forestiers qui pourraient être utilisés sans nuire à l’environnement, c’est-à-dire sans réduire la matière organique du sol. Sur la base des données de laboratoire existantes (technologies de base, rendement, cadence), le prix de vente minimum du carburant d’avion issu de lignocellulose, produit dans une installation pilote d’une capacité annuelle de 10 000 tonnes de biomasse, a été estimé à 3,60 CHF/litre, ce qui représente environ le double du tarif actuel du kérosène, mais correspond aux prévisions de prix d’autres cycles de production à base de biomasse.

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 Contact

Dr. Michael Hans-Peter Studer Hochschule für Agrar-,
Forst- und Lebensmittel-
wissenschaften HAFL
Berner Fachhochschule BFH
Länggasse 85 3052 Zollikofen +41 31 910 29 36 michael.studer1@bfh.ch