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Ouvrages IFP Energies nouvelles

Les biocarburants - D. Ballerini

Etat des lieux, perspectives et enjeux du développement

Daniel BALLERINI, avec la collaboration de Nathalie ALAZARD-TOUX

Dans un contexte de prix élevé du pétrole, le développement de technologies et de systèmes énergétiques durables pour le secteur des transports devient une priorité. Ceci afin de diminuer la dépendance au pétrole de nos sociétés et de réduire la pollution de notre environnement, en particulier les rejets de gaz à effet de serre. Parmi les solutions économiquement possibles, les biocarburants offrent de solides perspectives d'avenir. Cet ouvrage présente les enjeux du développement des biocarburants et dresse un état exhaustif de leur production et de leur consommation dans le monde, en précisant notamment la disponibilité des ressources végétales utiles à leur fabrication. Il décrit les filières de production et, pour chacune d'elle, détaille les technologies utilisées, les aspects économiques et environnementaux des processus et les caractéristiques des produits élaborés. Tourné vers l'avenir, il s'attache aussi à la présentation des nouvelles filières en développement qui utilisent la biomasse lignocellulosique (résidus agricoles et forestiers, sous-produits de transformation du bois, cultures dédiées) comme matière première. Ce livre intéressera les industriels du transport, les raffineurs, les forestiers, l'univers agricole et l'industrie agro-alimentaire, mais également les pouvoirs publics, les étudiants, professeurs et chercheurs du monde universitaire.


TABLE DES MATIERES
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Préface (PDF - 70 Ko) par Olivier Appert, Président d'IFP Energies nouvelles (extrait)		V
Avant-propos		VII
Remerciements		XIX
Liste des auteurs		XXI
Liste des unités		XXIII
Liste des abréviations		XXV

Chapitre 1

LA PLACE DES BIOCARBURANTS DANS LE CONTEXTE ÉNERGÉTIQUE MONDIAL

1.1	L'historique	1
1.2	2000-2030 : des enjeux stratégiques	5
1.3	Les biocarburants dans le monde	15
1.4	Les premiers acteurs de la filière biocarburants : les producteurs de la ressource agricole	39
1.5	La vision de l'industrie du raffinage	51
1.6	Les préoccupations des constructeurs automobiles	57
1.7	Les nouvelles filières	70
Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		72

Chapitre 2

L'ÉTHANOL ET L'ETBE

2.1	Les matières premières d'origine végétale	79
2.2	Les procédés de production d'éthanol	82
2.3	Les éthers-carburants	96
2.4	Éthanol et ETBE, carburants	112
2.5	Les transformations par voie chimique de l'éthanol	121
Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		131

Chapitre 3

LES ESTERS D'HUILES VÉGÉTALES

3.1	Les matières premières d'origine végétale		136
3.2	Le méthanol		146
3.3		Les procédés de production des EMHV (PDF - 2,3 Mo)	147
	3.3.1	La réaction de transestérification	147
	3.3.2	Les procédés de catalyse homogène	148
		3.3.2.1 Les catalyseurs 3.3.2.2 Les spécifications des matières premières 3.3.2.3 Les procédés fonctionnant en discontinu 3.3.2.4 Les procédés fonctionnant en continu 3.3.2.5 Les consommations énergétiques
	3.3.3	Les procédés de catalyse hétérogène, fonctionnant en continu	153
		3.3.3.1 Le catalyseur 3.3.3.2 La spécification des matières premières 3.3.3.3 Le procédé en continu
3.4	La production d'esters éthyliques d'huiles végétales (EEHV)		156
3.5	Les autres matières premières		156
3.6	Les autres procédés		158
3.7	Les caractéristiques des produits fabriqués		159
3.8	Les principaux acteurs industriels		164
3.9	Le marché de la glycérine		166
3.10	L'utilisation directe des huiles végétales dans les moteurs diesel		168
3.11	L'utilisation des EMHV dans les moteurs diesel		173
Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Chapitre 4

LES RESSOURCES EN BIOMASSE LIGNOCELLULOSIQUE

4.1	Le gisement potentiel	181
4.2	L'adéquation matière première/process de conversion	189
4.3	Les conditions techniques de production et de mobilisation	193
4.4	Le gisement mobilisable et l'insertion des cultures de biomasse lignocellulosique dans l'espace rural	194
4.5	Conclusion	198
Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		198

Chapitre 5

LA TRANSFORMATION DE LA BIOMASSE LIGNOCELLULOSIQUE PAR VOIE THERMOCHIMIQUE

5.1	La pyrolyse	201
5.2	Procédés de gazéification	223
5.3	La liquéfaction directe ou conversion hydrothermale	241
5.4	Les carburants liquides et l'hydrogène produits à partir du gaz de synthèse issu de la biomasse	244
Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		255

Chapitre 6

LA TRANSFORMATION DE LA BIOMASSE LIGNOCELLULOSIQUE PAR VOIE BIOCHIMIQUE

6.1	La production d'éthanol		261
	6.1.1	La composition des substrats	262
	6.1.2	Les procédés (PDF - 480 Ko)	264
		6.1.2.1 Le prétraitement 6.1.2.2 L'hydrolyse 6.1.2.3 La production des enzymes et leur mode d'action 6.1.2.4 La fermentation éthanolique 6.1.2.5 L'utilisation de la lignine 6.1.2.6 Les différents schémas de production
	6.1.3	Conclusion	287
6.2	Les autres voies de valorisation énergétique de la biomasse		287
Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .			306

Chapitre 7

LES BILANS ÉCONOMIQUES ET ENVIRONNEMENTAUXDES FILIÈRES DE PRODUCTION DE BIOCARBURANTS

7.1	Les aspects économiques	311
7.2	Le bilan environnemental des biocarburants	322
Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		330

ANNEXES

Annexe 1 : Le raffinage du pétrole brut . . . . . . . . .	331
Annexe 2 : Courbes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	336
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	343

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