L’utilisation de la biomasse pour produire des molécules chimiques peut-elle être compétitive face à la pétrochimie ?
Les procédés développés actuellement produisent des molécules pétro-identiques à partir de biomasse. Le problème, c’est que les molécules biosourcées contiennent de l’oxygène et sont beaucoup plus complexes que les molécules d’origine fossile. Cela rend très difficile le contrôle des réactions au cours desquelles sont générés beaucoup de coproduits. Pour limiter les réactions parasites, nous utilisons des milieux réactionnels très dilués à des concentrations de l’ordre de 3 % de matières premières biosourcées dans l’eau (contre 20 à 30 % dans les procédés pétrochimiques). Lorsqu’il faut éliminer toute l’eau à la fin, cela coûte très cher. Et la faible productivité finale n’est pas en phase avec les spécifications industrielles. Il faut améliorer la sélectivité, dans des réactions à basse énergie pour limiter les émissions de CO2. Toute la recherche va dans ce sens mais à l’heure actuelle, ces procédés sont loin d’être compétitifs face aux voies pétrochimiques.
D’autres choix sont-ils envisageables ?
Oui. Plutôt que de chercher à produire des molécules pétro-identiques, nous essayons d’obtenir de nouvelles molécules susceptibles d’avoir des fonctionnalités chimiques à haute valeur ajoutée. Avec de nombreux industriels, nous travaillons par exemple au développement d’une nouvelle génération de tensioactifs biosourcés. À partir de cellulose, nous récupérons des polysaccharides (des sucres) sur lesquels nous venons greffer des groupements amines. Les molécules ainsi fonctionnalisées possèdent des propriétés tensioactives supérieures à certains tensioactifs pétrochimiques. Ces performances accrues peuvent justifier un surcoût des solutions biosourcées et les rendre compétitives sur le marché.
Qu’en est-il du bilan carbone des solutions biosourcées ?
Il ne faut pas oublier qu’avant d’être utilisée comme matière première, la biomasse doit être transformée selon des procédés qui peuvent être coûteux en énergie. Au final, le bilan carbone des solutions biosourcées est aujourd’hui parfois tout juste rentable. Et si l’on trouvait demain une importante source d’énergie durable et inépuisable, je pense qu’elle serait d’abord utilisée pour retransformer du fossile plutôt que de la biomasse qui est plus compliquée à traiter. D’ailleurs, aujourd’hui, il y a très peu d’appels à projets sur la chimie du biosourcé : ils portent tous sur l’énergie et l’activation de petites molécules (H2, CO2, N2, NH3...).
Comment la chimie sera-t-elle touchée par ces nouvelles sources d’énergie ?
L’utilisation de nouvelles sources d’énergie va modifier fondamentalement les procédés chimiques. Nous ne pouvons pas savoir à l’avance comment réagit une réaction chauffée électriquement. Cela va donc nous obliger à réétudier les transferts thermiques et énergétiques. Les problèmes surviennent souvent lors de la montée en température des réacteurs. Des produits secondaires peuvent s’y former, d’autres se dégrader. Les avancées actuelles en matière d’électrification ouvrent aussi la voie à de nouveaux champs de recherche exploratoires. Plutôt que d’utiliser l’électricité pour chauffer le milieu réactionnel et activer la réaction, nous pouvons envisager de l’activer en utilisant directement des électrons. Nous étudions d’autres modes d’activation fondés sur des phénomènes physiques tels que la lumière, les champs électriques, les ondes ultrasonores... On se rend compte qu’on arrive à réaliser des réactions inatteignables avec les procédés actuels de la chimie.
