Origine de la « Géothermie »

Cette énergie est connue depuis l’antiquité puisqu’elle était déjà utilisée chez les Grecs et les Romains.
Le mot vient du grec ancien, formé par « geo » terre et « thermie » chaleur, signifiant donc l’utilisation de la chaleur de la terre.
Une unité de mesure a été définie en fonction de ce domaine, le degré géothermique. Le degré géothermique est la profondeur, de l’écorce terrestre à franchir, pour que la température s’élève d’un degré Celsius.

Types de géothermie

• La géothermie de haute énergie : on capte de l’eau ou de la vapeur d’eau (T>180°C) dans des couches plus ou moins profondes de la croute terrestre. Ces calories sont utilisées principalement pour produire de l’électricité.
• La géothermie de moyenne énergie : l’eau captée est comprise entre 100° C et 180° C. Ce type de géothermie permet elle aussi de produire de l’électricité mais sert surtout aux installations de chauffage.
• La géothermie de basse énergie : la température de l’eau est comprise entre 30° C et 100° C. Cette eau est directement utilisée dans les installations de thermalisme ou de chauffage urbain. Elle peut aussi être utilisée pour des installations agricoles telles que le chauffage de serres, certains industriels utilisent également ce type de géothermie.
• La géothermie de très basse énergie : principalement dédiée au chauffage individuel, couplée à une pompe à chaleur.

Principe de fonctionnement

Chaque jour, le soleil fournit à la terre une énergie stockée sous forme de calories auxquelles viennent s’ajouter celles fournies par le sol profond.
Le principe consiste donc à puiser cette énergie (sous forme de chaleur / ou de fraîcheur) contenue dans la terre afin de chauffer votre logement.
Accessible partout en France (voir carte ci-dessous) c’est une ressource inépuisable, facilement exploitable pour le particulier comme pour le professionnel.

Les sites géothermiques en France

Cette production d’énergie se fait grâce à un échange. L’ apport énergétique nécéssaire à cet échange, est inférieur à l’énergie restituée, (4 fois moins). On obtient donc environ 4 kW d’énergie pour 1 kW investi.
Mais la question souvent posée est, comment chauffer mon logement à partir d’un sol ayant une température plus basse ?
L’installation comprend :

• Le capteur : c’est un circuit enterré rempli d’un fluide frigorigène. Ce fluide permet de capter les calories emmagasinées par la terre et ayant une température d’évaporation très faible, il passe de l’état liquide à l’état gazeux au contact de cette chaleur souterraine.
• Le compresseur : le fluide à l’état gazeux est aspiré puis compressé pour en augmenter la température. Le compresseur est associé à un appareil permettant la régulation et la sécurité du système complet (l’ensemble est aussi appelé  “générateur”).
• Le condenseur : il transfère, grâce à un échange de chaleur, les calories contenues dans le fluide, à l’eau du circuit de chauffage classique, radiateurs, plancher chauffant …

Voici quelques uns de nos conseils pour les énergies alternatives

• 2012, les changements sur le plan thermique.

N’hésitez pas à réagir à nos conseils

Le biocarburant (ou agrocarburant) est un carburant qui provient de la biomasse, produit à partir de matériaux organiques non-fossiles. A l’inverse de ce que l’on pourrait croire, le suffixe « bio » ne signifie pas qu’il provient de l’agriculture biologique.

Il existe principalement deux filières :

• La filière huile et dérivés (biodiesel)
• La filière alcool ou sucre, à partir de betteraves, de cannes à sucre, … (bioéthanol)

D’autres filières existent aussi mais sont encore expérimentales pour la plupart, comme par exemple le biogaz carburant, ou la production de carburant de synthèse à partir d’algues, de micro-algues, ou de Jatropha.

Une utilisation importante des biocarburants pourrait avoir des effets bénéfiques non seulement sur les gaz à effet de serre mais aussi sur la dépendance, actuelle, d’approvisionnement et d’utilisation en pétrole notamment.

Les biocarburants

Les biocarburants ont pour but de se substituer aux carburants classiques.
L’idée semble bonne : le cycle naturel de la photosynthèse, transforme le CO2 présent dans l’atmosphère, en matière végétale, grâce au rayonnement solaire. La matière végétale qui est ensuite transformée en carburant, puis brûlée, libère à nouveau la même quantité de CO2 : un bilan global neutre en termes de CO2.

Afin d’obtenir du bioéthanol, il faut transformer des huiles végétales à travers un processus similaire à la distillation.
Les moteurs actuels (essence et diesel) sont facilement adaptables, à faible coût, afin de fonctionner aux carburants de synthèse. Pour les moteurs plus anciens, ils peuvent ne nécessiter aucune modification, et seul l’ajout d’un faible pourcentage d’énergie fossile dans le carburant de synthèse suffit.

Le substitut de l’essence sans plomb est le bioéthanol ou le E85 et pour les moteurs diesels, c’est le biodiesel ou le Diester ou le B100. On peut même éviter toute adaptation en mélangeant directement un faible pourcentage de ces carburants de synthèse aux carburants fossiles.
Le biodiesel et le bioéthanol constituent aujourd’hui les alternatives les plus prometteuses à court terme.

Bioéthanol E85

Étant tout de même meilleur que celui de l’essence, le bilan carbone des carburants de synthèse n’est pas tout à fait neutre.
En effet, les engrais contiennent de l’azote produit grâce à des énergies fossiles, donc non renouvelables.

De plus, la production végétale est issue de l’agriculture classique qui utilise du carburant, parfois fossile. Enfin, la combustion de l’éthanol produit des polluants plus dangereux que la combustion de l’essence.
La production et l’utilisation des biocarburants ne sont donc pas tout à fait propres et contribuent au réchauffement climatique.

Afin d’être indépendante énergiquement, la France devrait accroître par 3 la surface des terres agricoles et les dédier uniquement à la culture du biocarburant. De plus, dans les pays sud-américains (notamment le Brésil), la déforestation s’est accrue afin de cultiver plus.

Deforestation amazonienne

L’après pétrole ne sera donc pas synonyme d’indépendance énergétique pour la France, et pour beaucoup d’autres pays, mais la production nationale sera plus importante que notre production actuelle de pétrole.

De plus, pour la régulation de la production, environ 10% des terres cultivables européennes sont laissées en jachères.
Les économies réalisées ne seront pas phénoménales mais avec l’incorporation de 5,75% de biocarburants en 2008, puis 7% en 2010 et 10% en 2015, elles seront tout de même significatives.

Pour atteindre cet objectif, les agréments fiscaux accordés aux usines de biocarburants vont fortement augmenter afin de promouvoir le biodiesel et le bioéthanol.

Pourquoi alors ne pas essayer de plébisciter les culture de Jatropha ou d’algues pour la production de ces agrocarburants ?

L’Union Européenne reste aujourd’hui la principale région du monde à avoir développé la filière biodiesel comme biocarburant.
En 2006, la production de biodiesel dans l’U.E. a atteint 6′434 Ml (soit environ 60-65% de la production mondiale annuelle), et la France est le second producteur loin derrière l’Allemagne d’agrocarburant.

La production de Biodiesel en Europe

Sur cette carte, seuls les pays producteurs les plus importants de biodiesel sont mentionnés.

Processus de fabrication du Biodiesel

Les huiles végétales, afin de produire du biodiesel, s’obtiennent classiquement par simple pressage de graines. Cette huile peut être issue de différentes plantes, telles que le colza, le tournesol, le soja, ou encore le Jatropha.

Cependant, ces huiles n’offrent pas une aptitude à l’auto inflammation suffisante afin d’être directement exploitées dans un moteur diesel classique, et leur viscosité est trop importante.
La production de biodiesel à partir de tournesols est ici décrite de façon plus détaillée :

Cycle de production de Biodiesel à partir de Tournesols

Le bioéthanol est distribué sous le nom de E85, il est composé de 85% d’éthanol et de 15% d’essence, il s’agit du premier biocarburant au monde.
En effet, il fut produit en 2007 à plus de 50 000 millions de litres. Les deux plus gros producteurs sont les États-Unis (49%) et le Brésil (42%). Ensuite vient la Chine puis l’Union Européenne (avec 2816 Ml/an). La France est le premier pays producteur en Europe, avec 1000 Ml/an.

Production de Bioéthanol en Europe

De plus, l’intégralité du bioéthanol vendu en Europe ne vient pas d’une agriculture spécifique aux biocarburants. En effet, la Commission Européenne est tenue d’acheter et de stocker la surproduction viticole afin de réguler le marché. Elle peut ensuite décider de transformer cet alcool vinique en éthanol qui sera ensuite proposé sur le marché des agrocarburants.

Production mondiale de bioéthanol en millions de Litres

Fabrication du bioéthanol

Le bioéthanol est produit à partir de végétaux contenant du saccharose (canne à sucre, betteraves, …) que l’on extrait et qu’on laisse fermenter ensuite. Il peut aussi être produit à partir d’amidon (blé, maïs, …) qu’on obtient par hydrolyse puis qu’on laisse fermenter. On obtient alors des gaz inflammables permettant leur utilisation en carburant de synthèse.
De nouvelles technologies ont vu le jour afin de permettre la transformation du reste de la plante, longtemps considéré comme un déchet. On l’appelle donc biomasse lignocellulosique (herbe, bois, écorce, tige, feuilles, …) à partir de laquelle on obtient aussi du bioéthanol.

On peut aussi le produirecà partir d’algues, de micro-algues, ou de Jatropha.

Avantages

L’ E85, type de bioéthanol, présente trois grands avantages.

Le premier est environnemental :

• Le rendement des biocarburants est meilleur que celui des énergies fossiles. Par exemple, pour produire 1 MégaJoule d’énergie, il faudrait 1,15MJ d’énergie fossile, alors qu’il suffit de 0,85MJ de bioéthanol.

Le second est économique :

• En utilisant de manière importante l’ E85, on pourrait réduire, en partie, la dépendance énergétique de la France vis-à-vis de l’étranger.

Le dernier est technique :

• Les modifications à apporter aux moteurs, afin qu’ils fonctionnent au E85, n’ont qu’un faible coût. Certains moteurs déjà produits, permettent de fonctionner avec ce carburant (Renault au Brésil par exemple).

Inconvénients du bioéthanol

Les inconvénients de ce biocarburant sont de deux types :

Economiques :

• La production de l’éthanol engendre des coûts plus importants (15% de plus) que ceux engendrés par le pompage des autres énergies fossiles type gaz ou pétrole.
• Augmentation du cours de certaines matières premières servant à la fabrication du bioéthanol celles-ci étant mieux rémunérées.

Environnemental :

• L’utilisation du E85 réduit considérablement la production de gaz à effet de serre (d’environ 40 %), ainsi que de matières cancérigènes, telles que le benzène et le butadiène. Par contre, il libère deux autres produits tout aussi nocifs et cancérigènes : le formaldéhyde et l’acétaldéhyde.

Les acteurs

Le premier producteur européen est un groupe espagnol Abengoa, avec une production de 610 Ml/an. Il se place au 5ème rang aux États-Unis.
La France compte le 7ème plus gros producteur Européen, l’entreprise Tereos. Elle dispose d’une capacité de production de 50 Ml/an. Le groupe attend l’attribution des futurs agréments du plan biocarburant français pour la construction de deux nouvelles usines.

Dans ces deux pays (Espagne et France), la transformation de l’éthanol est assurée par des groupes pétroliers, comme Total en France.

Type de production par pays

L’éthanol pouvant être obtenu à partir de différents végétaux, les pays ont choisi agriculture en adéquation avec leurs climats.

La France : Blé (71%) betterave (15%) et maïs (14%).
Le Brésil : Cannes à sucre.
Les États-Unis : Maïs.
Le Canada : Maïs et blé.
La Suède : Cannes à sucre (importée du Brésil) et betteraves.
L’Allemagne : Blé, betteraves et maïs.

Utilisation

L’éthanol n’a pas vraiment de capacités énergétiques. Dès 10% d’éthanol, des modifications du moteur sont nécessaires. Le réseau de revente d’E85 étant peu développé actuellement en Europe, les constructeurs ne proposent à l’heure actuelle que des véhicules Flexfuels capables de fonctionner avec du super éthanol ou/et de l’essence. Des kits sont commercialisés.
En 2006, 75% des voitures vendues au Brésil étaient “flex”. Les autres marchés sont en pleine expansion, comme en Italie, en France ou encore en Autriche développant le E5 (5% d’éthanol). La zone Asie-Pacifique, l’Australie, l’Indonésie et le Japon a aussi mis en place des politiques favorables à sa commercialisation.
La composition de l’éthanol varie d’un pays à l’autre ainsi que d’une saison à l’autre. Les raffineries ajustent en permanence la teneur en éthanol en fonction de ces critères. Au Brésil, il atteint 95% contre 65 à 85% en France.

Les algues (laitue de mer essentiellement, et maintenant micro-algues) peuvent s’avérer être source de biocarburant. Les algues ne nécessitent, pour se développer, que de la lumière, du soleil, du CO2 et de l’eau (contenant des oligo-éléments), du phosphate et de l’azote.

L'algue verte servant pour produire du biocarburant

Les variétés d’algues les plus adaptées pour la production d’agroocarburant sont les algues vertes. On peut utiliser 99 % de leur masse pour fabriquer des médicaments, des matières colorantes, des plastiques biologiques ou des biocarburants.

Après raffinage de l’algue verte, composée à près de 80% d’huile, on obtient du biocarburant. 40 000 litres/ hectare de ce biocarburant peuvent être produits chaque année, ce qui représente un rendement important.

1 hectare d’algues pourrait produire de 30 à 120 fois plus d’huile qu’un hectare de colza ou de tournesol.

La laitue de mer se trouve sur les niveaux supérieurs du littoral jusqu’à 10 mètres de profondeur dans l’océan Atlantique, la mer Noire et l’océan Pacifique.

En Bretagne, chaque année, environ 700 000 tonnes d’algues vertes sont ramassées. Des procédés existent permettant de produire du carburant à partir des ces algues vertes.

Alors qu’en France, la recherche commence à s’intéresser à la fabrication d’huile carburant à partir des algues, Israël et les Etats-Unis en sont déjà au stade du développement industriel de ce procédé.

On peut aussi citer le Jatropha, afin de produire du biocarburant, plante aux caractéristiques très intéressantes.

Le Jatropha Curcas est un arbuste de 3 à 4 mètres, très résistant à la sécheresse, pouvant pousser sur des sols pauvres, et produire du biocarburant grâce à l’huile extraite de ses graines non comestibles. Originaire d’Afrique, il fut longtemps délaissé avant de susciter de l’intérêt pour sa capacité à la production de carburant de synthèse. Ce carburant est compatible avec les moteurs diesels, produisant une variété de biodiesel.

Un hectare de Jatropha permet de cultiver jusqu’à 1500 plantes. Chaque plante produit environ 5 kg de graines en deux récoltes annuelles. On peut espérer environ 1500 litres d’huile à l’hectare (5 kilos de fruits produisent 1 litre d’agrocarburant).

De nombreux experts du Times ou du Wall Street Journal s’accordent à dire que cette plante est la source de la prochaine génération de carburant.

Le Jatropha Curcas

Son prix

Le Jatropha serait d’un prix de revient 2 fois inférieur à celui du maïs. De plus, ce carburant serait de meilleure qualité.

Lieu de culture

Le Jatropha pousse en climat tropical à subtropical. On retrouve donc des cultures, récentes, dans des pays africains (Côte d’Ivoire, Sénégal) mais aussi Sud-Asiatiques (Thaïlande, Philippines, Chine) et enfin au Moyen Orient comme l’Arabie Saoudite. L’Inde s’apprêterait à planter 40 millions d’hectares de Jatropha Curcas. Plus étonnant, en Belgique un projet de Jatropha vient d’être lancé.

Contribution à l’inflation des denrées alimentaires

Néanmoins, les biocarburants n’ont pas que des points positifs.

La culture des sols pour ces agrocarburants vient en compétition de la culture vivrière. En 2008, plus de 10% de la production mondiale de maïs est consacrée aux biocarburants. Ceci entraîne une hausse du prix du maïs, la hausse du prix du pétrole ne faisant qu’aggraver cette inflation des denrées alimentaires. Le prix des denrées alimentaires, au niveau mondial, a bondi de 50 % en 2008 sur le riz, le blé et le maïs.

Inflation du prix du riz

Les premiers touchés sont donc les populations qui s’en nourrissent (le Mexique par exemple). C’est encore une fois les pays pauvres qui en pâtissent, avec un budget alimentation de près de 60% de leur revenu global.

Déforestation

La destruction de la forêt tropicale amazonienne s’est fortement accélérée, attisée par une demande soutenue pour le soja ainsi que le maïs (et le bétail). Cette destruction s’effectue essentiellement dans l’Etat du Mato Grosso, plus gros producteur de Soja au Brésil.

La déforestation actuelle progresse de près de 1,3 million d’hectares par an soit 10 % de la déforestation chaque année sur l’ensemble de la planète.

La déforestation au Brésil

Comme le Brésil, l’Indonésie commence à être critiquée pour sa politique de déforestation massive. Celle-ci a pour but de planter des palmiers à huile utilisés pour les biocarburants et la nutrition.
L’Indonésie possédant près de 80% des dernières forêts tropicales primaires d’Asie du Sud-Est, s’est vue perdre 72% de ses forêts anciennes les 50 dernières années.

Heureusement, certaines solutions pourraient venir ralentir cette déforestation, comme le Jatropha. Cette plante pousse dans des lieux arides et secs, ne demande que très peu d’entretien et a un rendement important.

Il apparaît donc urgent de développer de nouvelles formes de biocarburants avant que ceux actuellement utilisés ne déstabilisent encore plus l’économie alimentaire mondiale. Il convient donc de se pencher sur ces agrocarburants de seconde génération, tel que le Jatropha, afin de ne pas rendre encore plus difficile la vie des pays en voie de développement.

Ces pays sont mis en difficulté alors qu’ils pourraient profiter de cet essor pour les carburants de synthèse, à travers les carburants de seconde génération. En effet, le Jatropha poussant dans des climats tropicaux et très secs, pourrait être cultivé en Afrique ou dans d’autres pays en voie de développement. Ils pourraient apporter de la croissance à ces pays qui les exploiteraient à travers la recherche, le développement et les emplois connexes.

Les biocarburants

Et que faire face à ces forêts dévastées, transformées en champs de maïs ou de soja ? Ces destructions réduisent la biodiversité (faune et flore), bouleversent le climat (moins de CO2 absorbé) et chassent les peuples y vivent.

Mais les sociétés productrices se soucient-elles réellement de ces points négatifs ?
Ne voient-elles pas uniquement l’aspect financier qui en découle ?

Pour toutes ces raisons l’Union Européenne a revu à la baisse ses objectifs concernant l’utilisation de ces carburants de synthèse, afin d’assurer une croissance équilibrée et surtout plus durable.