Esitpa - Septembre 2005 (partie 1)

Transcription

FAISABILITE TECHNIQUE
ET INTERETS ECONOMIQUES
DE LA PRODUCTION D’HUILE VEGETALE PURE
POUR DES USAGES
DE BIOCARBURANT AGRICOLE
ET BIOCOMBUSTIBLE
Mémoire de fin d’études présenté par Johann Barthélémi (promotion 2000)
Devant la commission de Jury pr
ésidée par :
M. MERLE François
Responsable du Département
Sciences économiques et sociales
Enseignant enéconomie Rurale
Membres
M. VALTER Francis
Maître de stage
Chef du Service d’utilité agricole de
Transfert de Technologie (SUATT) de la
Chambre régionale d’agriculture du Centre
M. SOURIE Jean-Claude
Professeur de stage
Directeur de recherche INRA Grignon
M.
GATTIN
Mme
GATTINIsabelle
Isabelle
Enseignant en Sciences de’Environnement
l
à l’Esitpa
Septembre 2005
Remerciements
Je remercie Francis Valter, Chef du Service d’Utilité Agricole de Transfert de Technologie de la Chambre
régionale d’agriculture du Centre, de m’avoir encadré durant ces 6 mois de stage. Sa rigueur, ses conseils et
son écoute m'ont été bénéfiques. Je lui suis reconnaissant de la confiance et de l'autonomie qu'il m'a
accordées.
Je remercie François Merle, Tuteur de stage et Responsable du département Économie de l'Esitpa, pour son
écoute, sa disponibilité et son encadrement.
Merci à Jean-Claude Sourie, Professeur de stage et Directeur de Recherches en Économie publique de
l'INRA-INAPG, pour ses propositions d'organisation et de méthodologie.
Je remercie le groupe du PRDA Énergies renouvelables (Sophie Dal, Aurélie Toutain, Jean-Marie Bourreau,
Jean Louis Chopineau, Dominique Descoureaux, Laurent Lejars, François Bouron, Bertrand de Torcy,
Pierre-Louis Cazaux et Francis Valter) pour l'ensemble des échanges, pour leur confiance et pour m'avoir
permis d'intervenir dans les départements de la région Centre.
Je remercie également Laurence Charles, assistante de Francis Valter, pour son aide, sa patience et surtout
son calme face à mes perpétuels "je peux t'embêter deux minutes ?". Laurence mérite bien son surnom de
"Maman des stagiaires".
Un grand merci à la Chambre régionale d'agriculture du Centre pour son accueil et ses conseils.
Merci aux "Bouffeurs d'huile", groupe informel de stagiaires sur l'HVP pour toute cette motivation sur le
sujet.
Enfin, merci à Isabelle sans qui ce travail n'aurait pas pu être aussi complet.
« Il n'y a qu'une chose plus puissante que toutes les armées de la terre,
c'est une idée dont l'heure est venue. »
Victor Hugo
Sommaire
INTRODUCTION..............................................................................................................................6
1.
CONTEXTE ..................................................................................................................7
1. 1.
UNE NOUVELLE THÉMATIQUE POUR LA CHAMBRE RÉGIONALE D’AGRICULTURE DU
CENTRE ............................................................................................................................7
1. 1. 1.
La Chambre régionale d’agriculture du Centre ......................................................7
1. 1. 2.
Le Service d’Utilité Agricole Transfert de Technologie ..........................................8
1. 1. 3.
Des producteurs demandeurs de références sur l’huile végétale pure ....................8
1. 2.
LE DÉVELOPPEMENT DES ÉNERGIES RENOUVELABLES : CONTEXTE GÉOPOLITIQUE ........10
1. 2. 1.
Un prix du baril qui grimpe et une dépendance qui devient pesante.....................10
1. 2. 2.
Les carburants participent au réchauffement climatique ......................................11
1. 2. 3.
Des mesures politiques pour développer les énergies renouvelables ....................12
2.
BASES POUR L’ÉTUDE DE L’HVP EN RÉGION CENTRE..............................13
2. 1.
LA RÉGION CENTRE : TERRITOIRE PROPICE AUX BIOCARBURANTS .................................13
2. 1. 1.
Typologie des exploitations en région Centre........................................................13
2. 1. 2.
Les biocarburants en région Centre.......................................................................13
2. 2.
MOTEURS DIESEL ET QUALITÉ DE CARBURANT ...............................................................14
2. 2. 1.
Les différents moteurs ............................................................................................14
2. 2. 2.
Les caractéristiques du fuel....................................................................................15
2. 3.
ENCADREMENT DES BIOCARBURANTS ............................................................................16
2. 3. 1.
Dispositif européen de promotion des biocarburants ............................................16
2. 3. 2.
En France, une défiscalisation soumise à agréments ............................................17
2. 4.
COÛT DES BIOCARBURANTS ...........................................................................................18
2. 5.
UN BIOCARBURANT INDUSTRIEL : L’EMHV ..................................................................18
2. 5. 1.
Procédé de fabrication de l’EMHV........................................................................18
2. 5. 2.
Caractéristiques des produits de la filières EMHV ...............................................19
2. 5. 3.
Atouts et contraintes de l’EMHV ...........................................................................20
3.
PROBLÉMATIQUES.................................................................................................22
4.
MÉTHODOLOGIE ....................................................................................................23
4. 1.
ACQUISITIONS DES BASES ...............................................................................................23
4. 1. 1.
Recherche de travaux sur le sujet ..........................................................................23
4. 1. 2.
Rencontre avec les différents acteurs.....................................................................24
4. 2.
SITUATION SUR LE TERRAIN ...........................................................................................24
4. 2. 1.
Etat des lieux des projets........................................................................................24
4. 2. 2.
Niveau de connaissance .........................................................................................25
4. 2. 3.
Les besoins des agriculteurs ..................................................................................25
4. 3.
ACTION MISE EN OEUVRE ...............................................................................................25
4. 3. 1.
Démarche de conseil ..............................................................................................25
4. 3. 2.
5.
Outil d’aide à la décision .......................................................................................26
L’HVP, UN BIOCARBURANT ARTISANAL ........................................................28
5. 1.
UNE LÉGISLATION EN PLEINE ÉVOLUTION ......................................................................28
5. 1. 1.
Position actuelle française .....................................................................................28
5. 1. 2.
Perspectives d’évolution ........................................................................................29
5. 2.
TECHNIQUES DE PRODUCTION DE L’HVP .......................................................................30
5. 2. 1.
Pressage / Trituration ............................................................................................30
5. 2. 2.
Décantation ............................................................................................................31
5. 2. 3.
Filtration ................................................................................................................32
5. 2. 4.
Conservation ..........................................................................................................33
5. 3.
CARACTÉRISTIQUES DES PRODUITS : ..............................................................................33
5. 3. 1.
L’Huile Végétale Pure carburant et combustible ..................................................33
5. 3. 2.
Le tourteau .............................................................................................................35
5. 4.
UTILISATION DE L’HVP EN TANT QUE CARBURANT .........................................................38
5. 4. 1.
Historique...............................................................................................................38
5. 4. 2.
Une utilisation limitée ............................................................................................39
5. 5.
UTILISATION EN TANT QUE COMBUSTIBLE ......................................................................42
5. 6.
ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX ......................................................................................43
5. 6. 1.
Bilan énergétique ...................................................................................................43
5. 6. 2.
Bilan gaz à effet de serre........................................................................................43
5. 6. 3.
Mal utilisée l’HVP pollue.......................................................................................43
6.
L’HVP UNE RENTABILITÉ AU CAS PAR CAS ..................................................45
6. 1.
HYPOTHÈSES DE TRAVAIL ..............................................................................................45
6. 2.
DIMENSIONNEMENT ET VALORISATION DU TOURTEAU : 2 FACTEURS CLÉS ....................46
6. 2. 1.
Dimensionnement ...................................................................................................47
6. 2. 2.
6. 3.
6. 4.
6. 5.
Prix du tourteau .....................................................................................................47
CALCUL DU PRIX DE REVIENT DE L’HVP POUR UN PROJET CARBURANT.........................48
CALCUL DU PRIX DE REVIENT DE L’HVP POUR UN PROJET TOURTEAU ............................48
VALORISATION THERMIQUE DES PRODUITS DE PRESSAGE...............................................50
7.
QUELLES EXPLOITATIONS SONT LES MIEUX ADAPTÉES À L’HVP ?....52
8.
RELATIVISATION ET CRITIQUE DE LA MÉTHODE .....................................53
CONCLUSION.................................................................................................................................55
RÉFÉRENCES .................................................................................................................................57
SIGLES .............................................................................................................................................59
ANNEXES.........................................................................................................................................61
Graphique n°1
Graphique n°2
Graphique n°3
Graphique n°4
Graphique n°5
Graphique n°6
Graphique n°7
Graphique n°8
Graphique n°9
Graphique n°10
Graphique n°11
Graphique n°12
Graphique n°13
Tableau n°1
Tableau n°2
Tableau n°3
Tableau n°4
Tableau n°5
Tableau n°6
Tableau n°7
Tableau n°8
Tableau n°9
Tableau n°10
Réserves d’énergie dans le monde en 2003 ........................................................................................9
Évolution du prix du fuel domestique.................................................................................................9
Répartition par secteur des émissions de gaz à effet de serre ...........................................................10
La part des énergies renouvelables dans la consommation totale d’énergie primaire (non corrigé du
climat) en 2003 en métropole (Mtep)................................................................................................11
Prix de Marché des Tourteaux. Campagne 2001/02 à 2004/05 ........................................................19
Évolution de la viscosité en fonction de la température....................................................................34
Évolution du taux d’extraction de l’huile et taux de matière grasse du tourteau ..............................35
Comparaison de Puissance entre tournesol / Diesel dans un tracteur de 150ch ................................41
Indicateur effet de serre pour les filières huile et EMHV .................................................................43
Comparaison d’émission de polluant entre l’huile de colza et le gazole en combustion incomplète 44
Comparaison d’émission de polluant entre l’huile de colza et le gazole en combustion complète...44
Prix des graines françaises campagne 2001-02 à 2004-05 colza ......................................................46
Pourcentage de colza sur les terres arables en région Centre............................................................52
Tableau n°23
Tableau n°24
Tableau n°25
Tableau n°26
Tableau n°27
Tableau n°28
Tableau n°29
Évolution du prix du fuel domestique (2003-2005) ............................................................................9
Émission de CO2 dans le monde dû à l’utilisation de l’énergie (en volume) ....................................10
Répartition de la consommation de l’énergie par secteur en % ........................................................11
Production d’énergie primaire en région Centre ...............................................................................11
Caractéristique du Fuel .....................................................................................................................15
Agréments actuels et évolutions .......................................................................................................17
Taxe Intérieur de Consommation (TIC) sur les carburants...............................................................18
Évolution des dispositifs de défiscalisation de la part des biocarburants incorporés au gazole........18
Comparaison EMHV Gazole ............................................................................................................19
Caractéristiques chimiques et nutritionnelles : comparaison du tourteau de soja 48 et du tourteau de
colza déshuilé....................................................................................................................................19
Bilan énergétique ..............................................................................................................................21
Etat des lieux des projets HVP en région Centre ..............................................................................24
Groupe de travail HVP......................................................................................................................25
Caractéristiques de l’huile végétale pure ..........................................................................................33
Comparaison entre un tourteau industriel de colza (déshuilé) et un tourteau fermier de colza (gras)36
Comparaison de Puissance entre tournesol / Diesel dans un tracteur de 150 ch ...............................41
Pouvoir Calorifique Inférieur............................................................................................................42
Bilan énergétique ..............................................................................................................................43
Bilan gaz à effet de serre...................................................................................................................43
Mesure d’émissions de 3 tracteurs fonctionnant à l’HVP.................................................................44
Prix de revient de l’HVP, hors main d’œuvre, en fonction du prix du tourteau et du taux
d’utilisation (capacité presse 40kg/h) ...............................................................................................47
Capacité de transformation (ha de colza ou litre d’HVP) des presses les plus courantes en fonction
du taux d’utilisation ..........................................................................................................................47
Prix de revient de l’HVP sur un projet carburant de 6 500 L............................................................47
Retour sur investissement en fonction de la valorisation du tourteau ...............................................48
Alimentation des porcs (sources AIRFAF).......................................................................................49
Capacité minimale de presse pour un besoin annuel défini (kg/h)....................................................49
Comparaison de différents Investissements ......................................................................................50
Prix énergétique de différents combustibles .....................................................................................51
surface en colza dans la région Centre..............................................................................................52
Carte n°1
Carte n°2
Principaux bassins agricoles .............................................................................................................13
Répartition des surfaces de colza industriel en 2003 ........................................................................14
Photographie n°1
Atelier de production d'HVP.............................................................................................................30
Schéma n°1
Schéma n°2
Schéma n°3
Schéma n°4
Schéma n°5
Schéma n°6
Schéma n°7
Schéma n°8
Schéma n°9
Schéma n°10
Moteur à injection indirect................................................................................................................14
Moteur à injection directe .................................................................................................................15
Procédé de fabrication du Diester .....................................................................................................18
Schéma de production d’HVP...........................................................................................................30
Flux de matière lors du pressage à froid ...........................................................................................30
Presse à barreaux ..............................................................................................................................30
Presse à vis........................................................................................................................................31
Système de décantation par débordement .........................................................................................31
Principe de filtration tangentiel.........................................................................................................32
Atelier de trituration..........................................................................................................................33
Tableau n°11
Tableau n°12
Tableau n°13
Tableau n°14
Tableau n°15
Tableau n°16
Tableau n°17
Tableau n°18
Tableau n°19
Tableau n°20
Tableau n°21
Tableau n°22
INTRODUCTION
Inscrit dans un contexte mondial de préservation de l’environnement et de multiplication des sources
énergétiques, la production d’énergies renouvelables permet aux agriculteurs de se diversifier.
Le regain d’intérêt des agriculteurs français et de la région Centre, pour les biocarburants agri-industriels en
est un exemple.
La possibilité de produire un biocarburant à l’échelle de l’exploitation, à partir simplement d’huile végétale
pure, permettant de s’affranchir des coûts énergétiques, intéresse de plus en plus les agriculteurs.
Le Service d’Utilité Agricole Transfert de Technologie (SUATT), au sein de la Chambre régionale
d’agriculture du Centre, s’est vu confier la mission d’accompagner les agriculteurs dans cette démarche, en
leur clarifiant les aspects techniques, économiques et législatifs de ce nouvel atelier.
L’étude de la faisabilité technique de production et d’utilisation permet de juger de la possibilité de mettre en
place cet atelier sur l’exploitation. Les caractéristiques physico-chimiques de l’huile étant différentes de
celles du fuel, certaines adaptations sont nécessaires. De plus, les contraintes environnementales d’émission
impliquent des moteurs de plus en plus exigeants sur la qualité du carburant. Il semble nécessaire d’adapter
ce nouveau carburant aux moteurs, les constructeurs ne semblant pas être intéressés pour développer de
nouveaux moteurs pour ce biocarburant.
La mise au point d’outil économique permet de chiffrer ces projets et d’en vérifier l’intérêt face au fuel
agricole détaxé. De plus, il est essentiel que les 2/3 de la matière première, formant du tourteau, ne soient pas
considérés comme un déchet.
Enfin, l’aspect législatif interdisant actuellement certaines utilisations semble être en évolution.
Ce mémoire permet de clarifier la situation autour de l’HVP.
Mémoire de fin d’études Esitpa
Johann Barthélémi
Promotion 2000
6
Contexte
1. CONTEXTE
1. 1. UNE
NOUVELLE
THÉMATIQUE
POUR
LA
CHAMBRE
RÉGIONALE
D’AGRICULTURE DU CENTRE
1. 1. 1.
La Chambre régionale d’agriculture du Centre
Basée à Orléans, la Chambre régionale d’agriculture du Centre est constituée d’une assemblée de
54 membres, élus ou désignés par les membres des six Chambres départementales d’agriculture de la région
(Cher, Eure-et-Loir, Indre, Indre-et-Loire, Loir-et-Cher, Loiret). Elle favorise les échanges d’informations et
la synergie entre ces six Chambres départementale, et d’autres partenaires.
Elle remplit deux missions :
•
Représenter l’agriculture régionale
•
Agir pour le développement de ses productions, de ses entreprises, de ses terroirs et promouvoir la
formation des hommes.
La stratégie de la Chambre régionale d’agriculture s’articule sur celle des Chambres départementales :
•
Développer une compétence reconnue en matière d’économie et de prospective agricole et
agroalimentaire
•
Développer le transfert de technologie et resserrer les liens entre la Recherche, l’Industrie et la
Profession agricole
•
Contribuer à l’expansion du secteur agricole et agroalimentaire en région Centre, en collaboration étroite
avec les entreprises coopératives et privées
•
Étudier les incidences de l’activité économique sur l’environnement des exploitations et évaluer l’impact
des techniques agricoles sur le milieu
•
Contribuer à mobiliser l’esprit d’entreprise des agriculteurs.
Les membres de la Chambre régionale d’agriculture se repartissent dans quatre Commissions permanentes
(Développement économique, Aménagement et Politiques, Environnement, Formation - Installation Emploi) qui ont un rôle d’information, de réflexion et de proposition. Les politiques définies sont appliquées
au travers de l’action de quatre Services d’Utilité Agricole (SUAD Régional, SUA Politiques agricole,
territoriale et européenne, SUA Covalor France, SUA Transfert de Technologie).
Johann Barthélémi
Promotion 2000
7
Contexte
1. 1. 2.
Le Service d’Utilité Agricole Transfert de Technologie
Le Service d’Utilité Agricole Transfert de Technologie a pour objectif de promouvoir l'innovation au sein de
l'entreprise agricole et des entreprises de collecte et première transformation. La structure est un interlocuteur
entre l'agriculture, la recherche, l'industrie et le commerce (partenariat avec les Universités, Centres
techniques, industriels…). Son action entre dans le cadre des politiques définies dans le contrat de plan État Région, des programmes des Ministères de la Recherche, de l'Agriculture et de l'ADEME. Le Comité
Directeur du SUATT, présidé par Jacques SIRET, valide les orientations et appuie les initiatives.
Le Service est dirigé par Francis VALTER, assisté dans son travail par Laurence CHARLES.
L’action du SUATT s’articule autour de quatre missions :
•
Valorisation industrielle des productions agricoles : veille technologique, prospection et promotion de
l’innovation à travers les programmes régionaux, de mise en relation entre partenaires du transfert de
technologie (agriculture, recherche, industrie), d’accompagnement des initiatives de projets
•
Prescripteur d’aides financières à l’innovation
•
Suivi des dossiers biocarburants, biolubrifiants, molécules végétales pour la chimie fine, agro-matériaux,
agro-tensio-actifs
•
Ouverture aux domaines agriculture-recherche sur la sécurité, les capteurs, les systèmes d’information
géographique, la logistique.
Les programmes développés par le SUATT concernent par exemple le développement de cultures à très
hautes teneurs en oléique pour des usages lubrifiants en Champagne Berrichonne (BIOLEA), la mise au
point de BIOLUBRIFIANTS pour des usages hydrauliques et moteurs de tracteurs ou encore la structuration
de filières d’approvisionnement (projet PAILLE-ENERGIE).
Dans le cadre de ces compétences et suite à des demandes de références des conseillers départementaux, le
SUATT a récemment été amené à s’intéresser à l’utilisation d’huile végétale pure en tant que biocarburant
et biocombustible au sein des exploitations du Centre.
1. 1. 3.
Des producteurs demandeurs de références sur l’huile végétale pure
La volonté d’autonomie alimentaire et d’indépendance énergétique a conduit certains « pionniers » à
redécouvrir la possibilité d’utilisation de l’huile végétale pure en remplacement du fuel, tout en produisant
un tourteau fermier. Cette technique, restée « discrète » jusqu'alors a connu un regain d’intérêt récent. Celuici peut être imputé à 3 facteurs :
•
la hausse des prix du pétrole
•
la manifestation Innov’agri de 2004 où les agriculteurs ont pu découvrir le fonctionnement des presses à
colza et l’utilisation de l’huile en carburant dans les tracteurs
•
le fort relais médiatique mettant en avant des expériences et le témoignage des utilisateurs.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
8
Graphique n°1 : Réserves d’énergie dans le monde en 2003 (en milliard de Tep)
Sources : Observatoire de l’Énergie d’après : BP Amoco Rewiew of Word Energy (2004)
Conseil Mondial de l’Énergie
DIREM
Graphique n° 2: Evolution du prix du fuel domestiqu e
€ / hl
55,00
50,00
45,00
40,00
35,00
30,00
janv- févr- ma avr- mai- juin- juil- août- sept- oct04
04 rs-04 04
04
04
04
04
04
04
nov- déc- janv- févr- ma
04
04
05
05 rs-05
prix TTC
Sources : chiffres issus douane.fr
Tableau n°1 : Évolution du prix du fuel domestique (2003-2005)
2003
2004
2005
En euro courant TTC
moyenne annuelle moyenne annuelle 15 janvier
Prix d’un hectolitre
Pour une livraison de 2 000 à 4 999 L
39,20
45,21
47,76
3,93
4,54
4,79
(PCI 11.80 kWh/kg)
Prix pour 100 kWh PCI
Pour une livraison de 2 00 à 4 999 L
Sources : http://www.industrie.gouv.fr/energie/statisti/pdf/dep2000.pdf
Contexte
Ce nouveau débouché est également apparu comme une possibilité de réappropriation de la valeur ajoutée
des productions agricoles sur l’exploitation.
Avec ce regain d’intérêt, les Chambres départementales d’agriculture ont été confrontées à des demandes de
conseils de plus en plus fréquentes. Face à un manque de connaissances claires et actualisées, la Chambre
régionale a proposé d’organiser les références et de construire une démarche de conseil. C’est dans ce cadre
que s’inscrit le présent mémoire.
Cette nouvelle fonction pour l’agriculteur de « producteur d’énergie » s’inscrit dans un cadre géopolitique
et environnemental plus global qu’il convient d’expliciter.
1. 2. LE
DÉVELOPPEMENT
DES
ÉNERGIES
RENOUVELABLES
:
CONTEXTE
GÉOPOLITIQUE
1. 2. 1.
Un prix du baril qui grimpe et une dépendance qui devient pesante
Sur les bases de consommation actuelle, les prévisions font état d’une réserve mondiale de pétrole de 39 ans
(graphique n°1). L’exploitation progressive de nappes moins accessibles, augmentant les coûts d’extraction
et le déséquilibre entre l’offre et la demande devraient se traduire par une hausse croissante des cours du
baril. Les cours du pétrole brut sur les marchés internationaux ont déjà atteint des niveaux record, depuis fin
2004, à plus de 50 $ le baril. Les prévisions à long terme (2010/2011) ne laissent pas présager d’un retour à
des cours plus bas. Le cours à l’horizon 2010, qui avait peu fluctué jusqu'en 2002, entre 18 et 22 $, a donc
plus que doublé sur les deux dernières années1.
La hausse du prix du baril se répercute sur le prix des produits pétroliers, comme en témoigne les chiffres
pour le fuel domestique présenté au graphique n°2 et tableau n°1. Les prix ont fortement augmenté entre
2003 et 2005 et les variations au cours de l’année sont importantes avec des pics à quasiment 55 $ le baril
(octobre novembre 2004 et mars 2005).
Avec une consommation corrigée du climat de 92,8 millions de tonnes équivalent pétrole (Tep) en 2003 dont
plus de la moitié consacrée aux transports, le pétrole représente 33,8 % de l'énergie primaire consommée en
France. La quasi totalité (90,4 %) du pétrole brut consommé en France est importée (principalement de Mer
du Nord (30,6 %), Moyen Orient (24,2 %) et Afrique (21,7 %)).
Fortement dépendante et confrontée à une augmentation des cours qu’elle ne maîtrise pas, la France
s’interroge aujourd’hui sur les alternatives possibles aux produits d’origine pétrolière.
1
Source Institut Français du Pétrole IFP
Johann Barthélémi
Promotion 2000
9
Tableau n° 2: Émission de CO2 dans le monde dû à l’utilisation de l’énergie (en volume)
En million de t de Carbone
1985
1990
1995
1997
1 263,8
1 329,0
1 417,9
1 491,8
UE à 15
858,8
877,1
866,7
875,2
France
105,0
103,1
98,5
99,0
Monde
5 288,7
5 794,4
6 019,9
6 267,0
Etats-Unis
Sources : Ministère de l’économie, des finances et de l’industrie – 2000
Graphique n°3 : Répartition par secteur des émissions de gaz à effet de serre
Sources : E. Poitrat ADEME
Contexte
1. 2. 2.
Les carburants participent au réchauffement climatique
Depuis plus de cent ans, les hommes, par l’industrialisation, rejètent massivement dans l’atmosphère des gaz
à effet de serre (CO2, CH4, NOx…) qui augmentent et « dérèglent » le climat. Les émissions françaises liées
à l’utilisation de l’énergie (bien qu’en baisse) représentaient 99 Mt en 1997, soit 11 % des émissions de
l’Union européenne à 15 (tableau n°2).
Le secteur des transports (graphique n°3), représente à lui seul plus du 1/4 des émissions de gaz à effet de
serre (essentiellement CO2), l’agriculture quant à elle représente 20 % (NOx, CH4…).
Au niveau de la région Centre, l’association de surveillance de la qualité de l’air (LIG’AIR) a relevé pour
2002 des émissions supérieures à 15 Mt de CO2 par an. La région émet 10 % des émissions nationales de
Composés Organiques Volatiles non méthaniques, soit 223 609 t.
Le secteur routier émet à lui seul 85 % des NOx émis en Centre. Les secteurs agricoles et non anthropiques
sont les principaux émetteurs de CH4, N2O et NH3 avec plus de 94 %.
1. 2. 3.
Des mesures politiques pour développer les énergies renouvelables
1. 2. 3. 1.
Une volonté européenne
La prise en compte au niveau mondial de l’importance de notre environnement, s’est traduite par
l’organisation de grandes conférences depuis une dizaine d’années (Rio 1992, Kyoto 1997, la Hayes 2000,
Marrakech 2001). Elles ont fixé les objectifs de réduction et les moyens de développement des alternatives
aux produits fossiles, pour parvenir à une diminution des émissions des gaz à effet de serre (réduction
moyenne de 5,2 % sur la période 2008-2012 par rapport à 1990, permis d’émission de gaz à effet de serre).
Les engagements pris lors de ces conférences orientent la politique de maîtrise de la demande et le choix des
filières énergétiques.
Dans son Livre Blanc, présenté en 1997, et intitulé « Sources d’énergies renouvelables et efficacité
énergétique : stratégie et plan d’action », la Commission européenne fixe globalement aux États membres
l’objectif de doubler la part des énergies renouvelables (l’éolien, le solaire thermique ou photovoltaïque,
l’hydraulique, la biomasse et la géothermie) dans la consommation totale d’énergie en la faisant passer de
5,3 %, en 1995, à 12 % en 2010.
Pour atteindre cet objectif et accroître l’efficacité énergétique, la Commission a adopté de nombreux
instruments législatifs depuis 2000 (liste en annexe 1)2.
2
Communication de la commission au conseil et au parlement européen. La part des sources d’énergie renouvelables dans l’UE Rapport de la
Commission conformément à l’article 3 de la directive 2001/77/CE – évaluation des incidences des instruments législatifs et des autres politiques
communautaires visant à augmenter la part des sources d’énergie renouvelables dans l’UE et propositions d’actions concrètes ; Bruxelles,.2004
Johann Barthélémi
Promotion 2000
10
Graphique n°4 :
La part des énergies renouvelables dans la consommation totale d’énergie primaire
(non-corrigé du climat) en 2003 en métropole (Mtep)
Sources : ADEME Bioénergies, Biomasse et Filières Organiques
Tableau n° 3 : Répartition de la consommation de l’énergie par secteur en %
Centre
France
Industrie Résidentiel et tertiaire Transport agriculture
19,5
50,0
26,8
3,6
30,0
44,3
23,9
1,6
Sources : DRIRE 1997 dans CES Centre 2005
Tableau n°4 : Production d’énergie primaire en région Centre
1995 1996 1997 1998 1999
Pétrole brut en millier de T
55
51
48
42
44
Electricité thermique en Gwh 76 606 79 441 80 188 74 307 73 878
Hydraulique Gwh
194
161
104
161
167
Biomasse (déchets urbains) ktep
17
17
16
16
NR
Bois ktep
546
587
524
537
505
Total ktep
17 650 18 302 18 361 17 072 16 888
Sources DGEMP
Contexte
La définition d'objectifs d’expansion des sources d'énergies renouvelables dans chaque État en fonction de
leur propre potentiel vise à stimuler les efforts en vue :
•
d'une plus grande exploitation du potentiel disponible
•
d'une meilleure contribution à la réduction de CO2
•
d'une réduction de la dépendance énergétique
•
du développement de l'industrie nationale
•
de la création d'emplois.
Pour nombre de pays, l’un des secteurs les plus affectés sera celui de l’électricité. La France qui produit
90 % de son électricité à partir d’hydraulique et de nucléaire, doit porter ses efforts sur d’autres filières pour
atteindre l’objectif de stabilisation des émissions.
1. 2. 3. 2.
Des orientations adaptées au niveau national et régional
En France
La part des énergies renouvelables dans la consommation totale d’énergie primaire en 2003 représentait
6,68 % (graphique n°4) et doit atteindre 12 % en 2010.
Les énergies renouvelables font partie des axes majeurs de la politique énergétique française redéfinie
récemment. Pour répondre à l’objectif quantitatif national, des moyens incitatifs importants sont mis en
œuvre pour l’ensemble des filières.
Le titre II de la Loi d’Orientation sur l’Énergie de 2005 modifie ainsi l’action des collectivités territoriales et
le code de l’urbanisme. Elle permet, par exemple, aux communes qui élaborent un Plan Local d'Urbanisation
(PLU) d’exiger le recours aux énergies renouvelables dans les constructions neuves.
En région Centre
En région Centre, 40,3 % de la consommation d’énergie se fait sous forme pétrolière, et 39,9 % sous forme
électricité, selon la répartition dans le tableau n°3.
On note dans ce tableau les caractéristiques économiques de la région Centre, avec une sous représentation
des industries et un fort secteur agricole.
En région Centre, 2ème région française en matière de production d’électricité d’origine nucléaire, les
énergies renouvelables ne constituent que 3 % des ces capacités de production qui s’élèvent à 17 000 kTep3
(tableau n°4).
Au niveau régional, des initiatives sont prises pour favoriser le développement des énergies renouvelables.
On note déjà la présence de sucreries (Artenay, Toury) permettant la production d’éthanol, mais aussi la mise
3
M. Lallier; L’énergie. CES régional centre. 2005
Johann Barthélémi
Promotion 2000
11
Contexte
en place de collecte de paille pour fournir de l’énergie (Berry-Paille-Appro). Ce mémoire s'intéresse à des
projets de dimension plus petite, à savoir la substitution de fuel agricole par l’Huile Végétale Pure (HVP).
Parmi les filières industrielles de production d’énergies renouvelables, deux interviennent en complément ou
en remplacement du carburant d’origine fossile (bioéthanol/ETBE pour la filière essence, et l’Ester
Méthylique d’Huile Végétale (EMHV) pour la filière diesel/fuel).
Les agriculteurs peuvent participer à la production de ces deux biocarburants au sein d’une filière
structurée. En parallèle et à l’échelle de l’exploitation, naissent des tentatives de promotions de l’Huile
Végétale Pure (HVP) à des fins de carburant en remplacement du fuel.
Ces deux voies d’orientation ont des dimensions et des ambitions différentes, mais complémentaires.
La partie bioéthanol/ETBE ne sera pas abordée dans ce mémoire.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
12
Carte n° 1 : Principaux bassins agricoles
www.centre.chambagri.fr
Sources : Mémento chiffres clé Rosace 2004
Bases pour l’étude de l’HVP en région Centre
2. BASES POUR L’ÉTUDE DE L’HVP EN RÉGION CENTRE
Afin de comprendre la possibilité de substitution du fuel par l’HVP et d’en voir les intérêts et les limites, il
est nécessaire de présenter la région d’étude, de définir ce qu’est un carburant et le fonctionnement d’un
moteur diesel.
Pour que l’HVP et l’EMHV ne soient pas confondus, nous préciserons le contexte dans lequel l’EMHV se
développe ainsi que ses spécificités.
2. 1. LA RÉGION CENTRE : TERRITOIRE PROPICE AUX BIOCARBURANTS
La région Centre présente une diversité dans son système agricole. En effet, composée de six départements,
la région comprend de nombreux bassins de production, allant de la culture pure (SCOP) à l’élevage en
passant par tous les intermédiaires de polyculture élevage, et une diversité des productions animales.
2. 1. 1.
Typologie des exploitations en région Centre
Comme le montre la carte n°1, le Nord de la région (Beauce) et une partie du sud de la région sont
principalement en système culture pure, le sud est caractérisé par un système d’élevage à forte densité
(Brenne, Boischaud, Vallée de Germigny). Des systèmes intermédiaires (Champeigne, Val de Loire,
Boischaut Nord) présentant une diversité de productions animales (bovins viande, porcins, ovins caprins…)
sont entre les deux, avec une zone fortement boisée (Sologne).
Le schéma ci-dessous présente la répartition des différents types d’exploitations:
33 050 exploitations en région Centre
24 350 « professionnelles »
4 350 exploitations
spécialisées
(viticulture,
arboriculture…)
12 100 exploitations
« grandes cultures »
7 900 exploitations
« élevage ou mixtes
cultures-élevages »
Source : Cra Centre, typologie ROSACE
Johann Barthélémi
Promotion 2000
13
Carte n°2 : répartition des surfaces de colza industriel en 2003
Sources : ONIOL
Schéma n°1 : Moteur à injection indirect
Injecteur
Préchambre de
combustion
Piston
Sources : CIRAD
2. 1. 2.
Les biocarburants en région Centre
La région Centre dispose de nombreux atouts par rapport aux perspectives de développement des
biocarburants. En effet, la production agricole y est performante, la région est à proximité des marchés (Ile
de France) et dispose d’atouts logistiques, de centres industriels ou universitaires de recherche dans le
domaine des biocarburants et de la motorisation.
Des travaux y sont menés sur la filière des carburants de synthèse et de deuxième génération (Pôle de
Formation et de Développement de Véhicule Terrestre d’Orléans), ou encore la filière hydrogène (spécificité
du Centre d’Étude Atomique de Tours).
Bien que privée de structure de transformation d’EMHV, le Centre est la première région productrice de
colza industriel (carte n°2). Les principaux bassins de production (Nord-Est de la France) sont situés à
proximité des lieux de transformation en biocarburant : DICO/SAIPOL à Grand-Couronne, ROBBE à
Compiègne et NOVOAL à Verdun.
en 2002 50 474 ha et en 2003 52 447 ha de colza sur jachère ont été cultivés à des fins de biodiesel (soit
18 % de la surface de production française).
Les perspectives pour 2010 des surfaces de colza cultivées à des fins énergétiques (avec l'hypothèse 5,75 %
de biodiesel et d'éthanol dans les carburants) sont estimées à 1 575 000 ha de colza biodiesel en France soit
283 000 ha pour la région Centre, ce qui représente pour le seul biodiesel l'équivalent de la surface régionale
totale actuelle de colza.4.
2. 2. MOTEURS DIESEL ET QUALITÉ DE CARBURANT
2. 2. 1.
Les différents moteurs
Il existe deux grands types de moteur diesel : le moteur à injection indirecte, le plus ancien, et le moteur à
injection directe, ancienne et nouvelle génération.
2. 2. 1. 1.
Le moteur à injection indirecte
Ce type de moteur se trouve sur quasiment tous les anciens tracteurs diesel et se fait de plus en plus rare. Il
est caractérisé par un système de préchauffage avec une chambre de précombustion interne au moteur
(schéma n°1), équipée de bougies de préchauffage (qui réchauffent l’atmosphère dans le moteur froid avant
l’arrivée du carburant par les injecteurs). La pression nécessaire pour une bonne explosion est « faible »
(entre 120 et 130 bars).
4
Estimation Benoit Tassin, Chambre régionale d’agriculture du Centre
Johann Barthélémi
Promotion 2000
14
Schéma n°2 : Moteur à injection directe
Injecteur
Zone de combustion
Piston
Sources : CIRAD
Tableau n°5 : Caractéristiques du Fuel
Caractéristiques
Gazole
Masse volumique (kg/m3, à 15°c)
820-845
Viscosité à 40°C (mm2/s)
2-4,5
Point éclair (°C)
>55
Point de trouble (°C)
<-5
CFPP (°C)
<-15
PCI (kJ/kg)
42 300
Indice de cétane
51
Teneur en soufre (mg/kg)
350
Sources :Proléa dossier DIESTER
2. 2. 1. 2.
Le moteur à injection directe
Ancienne génération
On trouve généralement les moteurs à injection directe d’ancienne génération sur les camions, les tracteurs,
les groupes électrogènes, les machines agricoles et les bateaux. Il n’y a pas de système de préchauffage, le
carburant est directement injecté dans la chambre de combustion (schéma n°2) et la pression aux injecteurs
est plus forte (environ 200 bars), pour faciliter la combustion.
Nouvelle génération
L’injection du carburant, contrôlée électroniquement, varie entre 1 000 et 2 500 bars de pression selon les
modèles. La pulvérisation du carburant est beaucoup plus fine et mieux répartie dans la zone de combustion,
ce qui nécessite un carburant très propre. Ces moteurs polluent et consomment beaucoup moins.
2. 2. 2.
Les caractéristiques du fuel
Les moteurs ont été conçus pour fonctionner avec un type de carburant précis. Le tableau n°5 présente les
principales caractéristiques du fuel, l’ensemble des caractéristiques et des normes sont en annexe n°2.
L’agent traceur est le colorant rouge qui permet de faire la distinction « fiscale » gazole/fuel agricole.
La viscosité est une propriété importante du carburant. Elle influe sur le fonctionnement du système
d’injection, particulièrement à basse température. En effet, une augmentation de la viscosité affecte la
fluidité du carburant. Une viscosité plus élevée rend plus difficile l’atomisation du carburant et diminue ainsi
l’efficacité des injecteurs. La viscosité du fuel est de 9,5 mm²/s à 20°.
Le point éclair est la température à laquelle le carburant commence à émettre des vapeurs susceptibles de
former avec l'air un mélange dont l'inflammation se produit au contact d'une petite flamme utilisée comme
amorce.
Le point de trouble est la température à laquelle la paraffine ou la cire commence à se solidifier lorsque le
carburant est refroidi.
Le PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) est la quantité de chaleur produite par la combustion. Le PCI est de
42 300 kJ/kg.
L’indice de cétane est l’un des principaux critères d’appréciation du carburant diesel. Il caractérise le délai
d’allumage du carburant au moment de son injection dans la chambre de combustion. Un indice de cétane
élevé traduit un délai d’allumage court, cela facilite le démarrage à froid et réduit le bruit.
Le fuel contient du soufre qui a un rôle de lubrifiant pour les moteurs. Les évolutions législatives imposent
une réduction de 50 ppm en 2005 à 10 ppm d’ici 2009.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
15
La température limite de filtrabilité permet de prévoir l’efficacité des carburants par basses températures.
Le point d’écoulement est la température à laquelle la quantité de paraffine (ou de cire) d’une solution est
suffisante pour faire figer le carburant ; il s’agit donc de la température la plus basse à laquelle le carburant
peut s’écouler.
La teneur en sédiment correspond aux impuretés présentes dans le carburant.
L’indice d’iode permet de mesurer le degré d’insaturation d’un carburant.
2. 3. ENCADREMENT DES BIOCARBURANTS
2. 3. 1.
Dispositif européen de promotion des biocarburants
2. 3. 1. 1.
Les directives
En 1999, une « campagne de décollage » est lancée par la Commission avec un objectif de 5 Mt de
biocarburants en 2003. Pour atteindre ces objectifs, deux directives ont été émises par la Commission
européenne, les directives 2003/30/CE et 2003/96/CE.
La première directive (2003/30/CE) contraint les États membres à incorporer une part minimale de
biocarburants dans les carburants fossiles. De 2 % en 2005, cette part doit augmenter de 0,75 % par an pour
atteindre en 2010 5,75 % de l’ensemble de l’essence et du gazole vendus pour le transport (calcul sur la base
énergétique). Cette directive est appelée la directive promotion.
La directive promotion des biocarburants précise également que, lorsque la teneur en biocarburant dépasse
5 % des mélanges, un étiquetage spécifique est imposé aux points de vente. La possibilité d’utilisation
d’HVP est explicitement citée dans cette directive5. « "huile végétale pure" : huile produite à partir de
plantes oléagineuses par pression, extraction ou procédés comparables, brute ou raffinée, mais sans
modification chimique, dans les cas où son utilisation est compatible avec le type de moteur concerné et les
exigences correspondantes en matière d'émissions ».
La deuxième directive (2003/96/CE) permet aux États membres de baisser le niveau de taxation sur les
carburants qui contiennent du biocarburant, à concurrence du montant de l’accise qui serait due sur le
volume de biocarburant mais avec un maximum de 50 % du montant de l’accise normale du carburant
correspondant (gazole dans le cas de l’EMHV).
Chaque pays membre a la possibilité d’adapter sa fiscalité en fonction des orientations choisies.
5
Directive 2003/30/CE article 2, paragraphe j
Johann Barthélémi
Promotion 2000
16
Tableau n°6 : agréments actuels et évolutions
Projection en 2010
(Estimation à partir des rapports de production actuels)
Production en 2003
Ester
d’huile
produit
%
d’incorporation
dans le gazole en
énergie
310 000 T
0,95 %
(322 605 T
incorporées)
Surface
consacrée
co-produits
220 000 ha
Glycérine
31 000 T
Tourteaux 4
77 000 T
Ester
d’huile
à produire
1,950 MT
Sources : I Ghestem CA 27
%
d’incorporation
dans le gazole
(Directive
promotion)
5,75 %
surface à
consacrer
co-produits
1,385 Mha
Glycérine 1
95 000 T
Tourteaux
3 MT
2. 3. 1. 2.
Aide aux cultures énergétiques
Au-delà des mesures fiscales, il existe un Crédit Carbone qui est une importante incitation financière (Aide
aux Cultures Energétiques - ACE) favorisant la production de carburants verts. L’ACE instaurée dès la
récolte 2004 s’élève à 45 €/ha6. Elle concerne plus particulièrement les producteurs qui consacrent une partie
de leurs surfaces hors jachère à des cultures destinées à la production de produits énergétiques (chaleur,
électricité ou carburant).
2. 3. 2.
En France, une défiscalisation soumise à agréments
La France est à l’origine du développement des biocarburants sur les terres mises en jachère. Elle est la
première à mettre en place les filières industrielles correspondantes grâce à une forte mobilisation des
organisations professionnelles agricoles des secteurs céréale, betterave et oléagineux. Elle reste le seul pays à
avoir créé simultanément deux filières, l’une pour l’éthanol incorporé à l’essence, l’autre pour l’EMHV
incorporé au diesel.
2. 3. 2. 1.
Agréments
En France, la production d’EMHV fait l’objet d’agréments de production permettant une défiscalisation sur
la vente de biocarburant (387 500 tonnes défiscalisées en 2004). Cette aide est répartie entre différents
opérateurs :
•
DIESTER INDUSTRIE, 3 usines d’estérification
-
Venette (60) - Société ROBBE : 83 500 t
-
Grand-Couronne (76) - Société DICO/SAIPOL : 260 000 t
-
Boussens (31) - Société COGNIS : 33 000 t
•
NOVAOL à Verdun (55) : 1 000 t
•
ADM
-
Leer (Allemagne) : 5 000 t
-
Hambourg (Allemagne) : 5 000 t
La France a incorporé 322 605 t d’ester d’huile en 2003 soit 0,95 % du gazole consommé (en énergie)7. Pour
respecter la directive promotion, les capacités de production devraient être multipliées par 6 d’ici 2010 (pour
un total de 1,95 Mt d’ester d’huile (tableau n°6).
Le gouvernement a prévu un agrément de 480 000 t supplémentaires de biodiesel d’ici 2007.
De nouvelles usines entreront en service d’ici 2007, les usines de Sète (160 000 t), Mériot (130 000 t),
Compiègne (90 000 t) et Saint-Nazaire (120 000 t)8.
6
Politique Agricole Commune (PAC) 2003 : Le crédit Carbone : l’aide aux cultures énergétique (ACE)
7 Vincent M-H. Dossier biocarburants, Réussir Céréales grandes cultures, déc 2004.
8 Agrafil 7 juin 2005
Johann Barthélémi
Promotion 2000
17
Tableau n°7 : Taxe Intérieur de Consommation (TIC) sur les carburants
Pour 2004
Unité
Taxe intérieure €
Supercarburant
hl
63,96
Supercarburant sans plomb
hl
58,92
Gazole
hl
41,69
Émulsion d'eau dans le gazole (EEG)
hl
24,54
Fioul domestique
hl
5,66
Essences aviation
hl
32,36
GPL carburant
hl
5,99
Fiouls lourds
t
18,50
Sources : d’après le ministère de l'économie, des finances et de l'industrie, les lois de finances successives et l'évaluation des voies et moyens annexée
au projet de loi de finances pour 2004.
Tableau n°8 : Évolution des dispositifs de défiscalisation de la part des biocarburants
incorporés au gazole
2002
2003
2004
35
33
4,19
8,69
EMHV
Montant de la réduction
35,06
(en euros/hectolitre)
Taux de TIPP applicable 2,29 puis
(en euros/hectolitre)
3,84
Sources : d'après le Ministère de l'économie, des finances et de l'industrie, les lois de finances successives et l'évaluation des voies et moyens annexée
au projet de loi de finances pour 2004
Schéma n°3 : Procédé de fabrication du Diester
Sources : Proléa
Le gouvernement a annoncé le 18 mai 2005, le lancement d’un nouvel appel à projets concernant 700 000 t
d’agréments supplémentaires d’EMHV pour 2008-2010.
2. 3. 2. 2.
Éléments de fiscalité
Le tableau n°7 présente la Taxe Intérieure de Consommation (TIC), anciennement Taxe Intérieure sur les
Produits Pétroliers (TIPP). En France, le gazole est taxé à hauteur de 41,69 €/hl. La défiscalisation accordée
par le gouvernement sur les EMHV de 33 €/hl pour 2004 (tableau n°8), ce qui porte la TIC à 8,69 €/hl.
2. 4. COÛT DES BIOCARBURANTS
Les biocarburants restent, malgré tout, handicapés par leur prix par rapport aux carburants fossiles. Le coût
de production des biocarburants avant défiscalisation se situe autour de 0,45 €/L quand le prix de vente hors
taxe des carburants en France oscillait en 2003 entre 0,24 et 0,36 €/L. Avec de plus grandes capacités, de
meilleurs rendements et la baisse des frais d'amortissements, les coûts de production seront moins élevés.
Pour pouvoir se développer et présenter un avantage certain par rapport aux carburants classiques, il est vital
que les filières concernées bénéficient d'un avantage fiscal. Sans aide, les biocarburants deviennent
compétitifs quand le prix du baril de pétrole dépasse les 45 à 50 $ (si 1,0 € = 1,3 $)9.
2. 5. UN BIOCARBURANT INDUSTRIEL : L’EMHV
2. 5. 1.
Procédé de fabrication de l’EMHV
La fabrication d’EMHV comprend deux phases (extraction et estérification), qui conduisent à la production
d’huile estérifiée, de tourteaux (2 % de matière grasse) et de glycérine (utilisée en cosmétique).
Le colza est une plante oléagineuse qui peut contenir jusqu’à 44 % d’huile. L’huile est extraite de la graine
par un procédé industriel, dit « extraction à chaud ». Ce type de procédé permet d’extraire la quasi-totalité de
l’huile par solubilisation dans des solvants organiques (hexane). L'extraction se fait par lavage par
percolation à contre-courant du solvant chauffé à 50-60°C pendant 4 à 5 heures.
Le miscella (mélange d'huile et de solvant) est ensuite distillé pour séparer l'huile et l'hexane. Les tourteaux
sont désolvantisés par chauffage à 115 - 120°C sous aspiration puis par injection de vapeur dans un toaster.
Les vapeurs du toaster sont condensées pour récupérer l'hexane entraîné.
L’huile végétale subit une trans-estérification pour être substituée aux produits pétroliers. La réaction
chimique (schéma n°3) entre l’huile et un alcool (méthanol) permet d’obtenir de l’ester méthylique d’huile
végétale, communément appelé DIESTER® (contraction de DIesel et ESTER, marque déposée par
SOFIPROTEOL). 1 tonne d’huile donne 1 tonne d’EMHV.
9
J MASSE. La montée en puissance d’une filière. ARVALIS - Institut du végétal. Conférence de presse BIOETHANOL du 01.03.05 au SIMA
Johann Barthélémi
Promotion 2000
18
Tableau n°9 : Comparaison EMHV Gazole
Caractéristiques
Gazole
Ester de colza
Masse volumique (kg/m3, à 15°c)
820-845
880-885
Viscosité à 40°C (mm2/s)
2-4,5
4,5
Point éclair (°C)
>55
188
Point de trouble (°C)
<-5
-3
CFPP (°C)
<-15
-12
PCI (kJ/kg)
42 300
37 040
Indice de cétane
51
49-51
Teneur en soufre (mg/kg)
350
10-2
Sources : www.prolea.com
Graphique n°5 : Prix de Marché des Tourteaux. Campagne 2001/02 à 2004/05
Tableau n° 10 : Caractéristiques chimiques et nutritionnelles :
comparaison du tourteau de soja 48 et du tourteau de colza déshuilé
2. 5. 2.
Caractéristiques des produits de la filières EMHV
2. 5. 2. 1.
L’huile estérifiée
Les industriels de la lipochimie sont à la recherche d’acides gras à chaîne longue qui présentent des
caractéristiques assez proches des molécules issues de l’industrie pétrolière. L’estérification permet de
s’affranchir des caractéristiques physico-chimiques de l’huile pure pour s’approcher de celles du gazole
(tableau n°9) auquel elle peut alors être mélangée à hauteur de 30 % sans qu’il y ait de modification à
apporter aux moteurs des véhicules.
L’EMHV se différencie toutefois du gazole par sa masse volumique plus importante, son point éclair plus
élevé, son PCI plus faible et sa teneur en soufre bien moins importante. Ces différences permettent
d’améliorer la qualité du gazole grâce au mélange.
L’EMHV contient 11 % d’oxygène ce qui favorise la combustion du carburant dans les moteurs (avec un
indice de cétane identique).
Des expérimentations menées par l’Institut Français du Pétrole (IFP) ont montré que l’incorporation d’ester
d’huile de colza à hauteur de 2 % améliore significativement le pourvoir lubrifiant des gazoles. L’EMHV
permet ainsi de réduire la teneur en soufre des gazoles. L’absence de soufre dans le DIESTER® améliore le
fonctionnement des pots catalytiques10.
2. 5. 2. 2.
Caractéristique du tourteau industriel
Contrairement aux tourteaux issus de pressage à la ferme, les tourteaux produits lors de la fabrication
d’EMHV ont une teneur faible en huile (2 à 3 %). Le prix du tourteau de colza a fortement chuté depuis
2001 (graphique n°5), passant de 180 à 110 €/t en juin 2005. Depuis 1 an, les cours fluctuent aux alentours
de 110 à 120 €/t.
Le tourteau de colza peut se substituer au tourteau de soja avec lequel il est en concurrence (tableau n°10).
Obtenu à partir de variétés double zéro, il est dépourvu d’effets anti-nutritionnels préjudiciables à certains
animaux (porcs, volailles).
Moins concentré en protéines et moins énergétique que celui de soja, le tourteau de colza demeure, pour cette
raison, moins bien adapté à l’alimentation des volailles (croissance rapide réclamant une alimentation
concentrée en protéines), l’incorporation peut se faire jusqu’à 15 % en volaille de chair.
En alimentation porcine (porc en croissance), le tourteau de colza industriel procure un avantage économique
significatif, car il peut partiellement être substitué au tourteau de soja (15 %).
10
Béatrice MAURER, Bruno COSTES « BIOCARBURANTS PSA Peugeot Citroën et les biocarburants ». Oléagineux, Corps Gras, Lipides. Volume
9, Numéro 5, 304-7, Septembre - Octobre 2002, La filière
Johann Barthélémi
Promotion 2000
19
Pour l’alimentation des bovins à viande, une substitution totale par du tourteau de colza est, elle aussi,
économiquement compétitive11.
En ce qui concerne l’alimentation des vaches laitières12, le tourteau de colza présente en plus des avantages
qualitatifs, en abaissant le taux butyreux (TB) du lait sans changer le taux protéique (TP). L’incorporation de
colza aurait également un effet positif sur la quantité de lait produite.
En plus de la production de tourteau dont la France est déficitaire (production de 1,9 Mt en 2002 dont 40 %
de colza et importation de 5,4 Mt en 2002 dont 83 % de soja)13, la production d’EMHV présente de
nombreux autres atouts (environnementaux, sociaux) mais aussi des contraintes en matière d’utilisation.
2. 5. 3.
Atouts et contraintes de l’EMHV
2. 5. 3. 1.
Emplois créés ou maintenus par la filière colza biodiesel14
La marge brute supplémentaire de cette filière pour les agriculteurs de la région Centre est évaluée à
13 millions d’euros pour 50 000 ha.
En effet, les paiements PAC sont inchangés, qu’il y ait culture énergétique ou non sur la jachère. Le
supplément de marge brute de la jachère est donc constitué par la vente de colza.
€/ha
Supplément de Marge brute colza
+ 210
Marge négative intrant sur jachère
- 50
Ha de colza biodiesel Supplément
50 000
13 millions
Ces 13 millions d’euros représentent 297 emplois (marge brute d’1 UTA grande culture : 43 767 € hors
subventions).
En ce qui concerne les organismes stockeurs, l’activité économique supplémentaire est équivalente à
100 emplois créés ou maintenus (suppléments marges brutes collectes et suppléments marges brutes ventes
intrants).
11
Le tourteau de colza une source de protéines équilibrée en alimentation animale. Fiche technique. PROLEA CETIOM. Janvier 2001
12
ENFA Toulouse – Auzeville avec la participation de l’ITEB, de l’ONIDOL et du CETIOM. Tourteau de colza 00 testé sur sept troupeaux laitiers de
lycées agricoles.
13 www.prolea.com.
14 Estimation Benoît Tassin Chambre régionale d’agriculture du Centre
Johann Barthélémi
Promotion 2000
20
Tableau n°11 : bilan énergétique
Sources : ECOBILAN ADEME
2. 5. 3. 2.
Des bénéfices pour l’environnement
Le Diester est inodore et biodégradable à plus de 98 % en 21 jours.
Dans une étude menée par le cabinet PricewaterhouseCoopers15 , deux indicateurs permettent de qualifier les
effets sur l’environnement des différents carburants :
•
indicateurs gaz à effet de serre (impact des émissions de CO2, CH4, et N2O)
L’impact sur l'effet de serre de la filière fossile est 3,5 fois supérieur à celui des filières EMHC (ester
méthylique d’huile de colza), ce qui signifie qu’une tonne d’EMHC permet d’économiser 3,5 t de CO2.
Si l’on compare les émissions d’un mélange contenant 30 % de Diester (autorisé dans les flottes
captives) à celles du diesel, on constate16 :
•
-
une réduction des hydrocarbures imbrûlés de près de 15 %
-
une réduction du monoxyde carbone d’environ 13 %
-
pas d’augmentation des oxydes d’azote
-
une réduction de près de 20 % des particules.
Bilan énergétique
En terme énergétique (tableau n°11), le rapport énergie restituée/énergie non renouvelable mobilisée
est, là aussi, bien meilleur pour les filières biocarburants avec un rapport de 2,99 pour l’EMHC contre
0,917 pour le gazole.
L’étape de culture contribue pour 40 % au bilan de EMHC, la première transformation industrielle
(transformation des graines en huile) contribue pour 20 % et la seconde (estérification) pour 20 %.
2. 5. 3. 3.
Limitation d’utilisation
L’EMHV ne peut pas être utilisé à 100 % en substitution du gazole. La France autorise l’adjonction de 5 %
de biodiesel dans le gazole (ce taux bénéficiant de la garantie des motoristes) pour une distribution banalisée,
ce seuil pouvant être relevé à 30 %, avec des dérogations possibles jusqu’à 50 % (mais sans la garantie de
tous les motoristes) pour les véhicules appartenant à des flottes captives directement approvisionnées par des
distributeurs de carburant.
Les procédés industriels permettent d’augmenter les rendements d’extraction, et l’estérification de l’huile
permet d’avoir un carburant stable, répondant ainsi aux exigences des moteurs. C’est la voie choisie par la
profession qui s’est structurée et organisée autour de ce procédé. L’EMHV est utilisé pour le carburant,
l’utilisation de combustible reste à base de produits pétroliers.
Il est techniquement possible d’extraire de l’huile de façon artisanale et de l’utiliser en carburant et
combustible, sans passer par l’estérification. Cette possibilité se fait tout de même sous des conditions bien
précises. C’est ce que nous allons voir dans la suite de ce mémoire.
15 ADEME, ECOBILAN, DIREM. Bilans énergétiques et gaz à effet de serre des filières de production de biocarburants en France. Note de synthèse.
Décembre 2002.
16 IFP. Octobre 2000
Johann Barthélémi
Promotion 2000
21
Problématiques
3. PROBLÉMATIQUES
Le potentiel de développement des énergies renouvelables dans les exploitations agricoles est une voie de
diversification des agro-ressources. 4 % de l’énergie produite en France est issue de la biomasse.
De plus en plus d’agriculteurs s’intéressent au solaire, à l’éolien, à la méthanisation et à la valorisation
énergétique des différentes ressources végétales.
L’intérêt renforcé des agriculteurs depuis quelques temps pour les filières « courtes » d’utilisation d’huiles
végétales non estérifiées comme carburant et combustible, crée un nouveau champ de compétence pour les
conseillers qui doivent répondre à ces nouvelles demandes en conseils et références.
Les Chambres départementales d’agriculture et la Chambre régionale d’agriculture du Centre souhaitent se
donner les moyens d’accompagner les agriculteurs dans leurs démarches en fournissant les informations
nécessaires (techniques, économiques et législatives) à la prise de décision.
La filière courte HVP prend de plus en plus d’ampleur. Les projets se lancent et se concrétisent, notamment
en région Centre. Les aspects techniques concernant le procédé de transformation de l'huile sont de plus en
plus étudiés par les agriculteurs eux-mêmes, et de nombreux revendeurs de matériel sont présents sur le
marché français.
Les aspects économiques sont en revanche moins pris en compte par les agriculteurs qui mettent en avant
l’indépendance énergétique et l’autonomie alimentaire de leurs exploitations.
Il devient donc nécessaire de faire un état des lieux de cette micro filière, en région Centre, en étudiant la
faisabilité technique (synthétiser et formaliser les données actuelles) et les intérêts économiques de la
production d’Huile Végétale Pure en circuit court pour des usages de biocarburant et biocombustible.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
22
Méthodologie
4. MÉTHODOLOGIE
Le travail qui m’a été confié par la Chambre régionale d’agriculture du Centre est d’éclaircir la situation
technique, économique et législative autour de l’utilisation d’HVP en tant que biocarburant et
biocombustible, afin de pouvoir répondre clairement et objectivement aux demandes des conseillers et des
agriculteurs de la région.
Menés en parallèle, un travail bibliographique de relevé et recoupement de travaux et d’expériences, ainsi
qu’un recensement des projets dans la région ont permis d’une part de faire le point sur l’existant (technique
et législatif) et d’autre part de cibler les besoins des différents groupes (conseillers, agriculteurs, autres
partenaires tels que l’ADEME). Suite à la définition de ces besoins, des outils ont été établis pour pouvoir y
répondre.
4. 1. ACQUISITIONS DES BASES
4. 1. 1.
Recherche de travaux sur le sujet
Bien que depuis les années 80, le sujet de l’HVP soit connu, les références et les écrits dans le domaine sont
peu nombreux. Les travaux de Scheidecker (1997), de Ferchau du Folkcenter (2000) et le projet TRICOF de
Valbiom (2004) sont les plus récents et ceux qui touchent le sujet dans son ensemble.
Plus récemment, de nombreuses Chambres d’agriculture, ainsi que différentes OPA et associations se sont
penchées sur certains points précis de la production et l’utilisation d’HVP, en France.
En effet, on peut citer les expériences sur le tourteau de colza à la ferme des Trinnotières par la Chambre
d’agriculture de Maine-et-Loire, le travail de la FDCUMA Mayenne et du CIVAM Loire-Atlantique sur les
petits ateliers de pressage, les essais moteurs (mesure d’émissions de polluant) par l’ADEME, la FNCUMA
et l’ESA d’Angers, les essais de puissance et d’adaptation moteur par le CIRAD, les essais de combustible
par IRIBIOM, le CIRAD et Cuéno...
La presse agricole, locale et nationale, relate de plus en plus de lancements de projets, et réalise quelques fois
des petits dossiers sur ces nouveaux sujets. Une revue de presse est disponible en annexe n°3.
De nombreux sites Internet traitent du sujet des HVP, avec plus ou moins de sérieux et de rigueur. On trouve
également les sites Internet des constructeurs et revendeurs de matériels de production et d’utilisation
d’HVP, ainsi que de nombreuses explications et schémas pour modifier les moteurs.
Ces sites peuvent être triés en différentes classes :
•
Les sites personnels : certains utilisateurs expliquent comment ils ont modifié leurs moteurs, comment ils
fabriquent ou se fournissent de l’HVP. Ce sont souvent des sites à forte tendance écologique, où est mis
en avant le caractère renouvelable, non polluant et naturel de ce type de carburant.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
23
Tableau n°12 : Etat des lieux des projets HVB en région Centre
Cher Eure-et-Loir Indre Indre-et-Loire Loir-et-Cher Loiret
HVP
1
10
26
2
3
9
dont réalisé
0
1
3
1
0
0
en réflexion
0
8
15
1
1
7
Chaudière polycombustibles
2
1
23
3
0
2
Autres
0
3
3
0
0
2
Méthodologie
•
Les sites d’association : on peut citer l’association « roule ma fleur », l’IFHVP (Institut Français des
Huiles Végétales Pures) comité de soutien à Alain Juste, gérant de la Société Valénergol.
•
Les forums de discussion : Très nombreux, ces forums fournissent un grand nombre d’informations, de
contacts et d’échange de techniques. Les thématiques générales de ces forums concernent les énergies
renouvelables mais avec un poids très important donné à l’HVP.
•
Les sites de professionnels : constructeurs et revendeurs de matériel, et OPA qui suivent le mouvement
impulsé par les agriculteurs.
Les données présentées dans ce mémoire sont en partie issues du recoupement et de la synthèse des
informations fournies par ces sources.
4. 1. 2.
Rencontre avec les différents acteurs
De nombreux contacts téléphoniques avec les constructeurs, revendeurs et utilisateurs ainsi que des
rencontres avec les professionnels lors de différents salons (SIA, SIMA, Salon des énergies renouvelables de
Lyon) ont permis de collecter des informations et de les rediffuser.
La prise de contact avec différents conseillers et animateurs m’a permis de voir que l’ensemble des
compétences agricoles était mobilisé sur le sujet (conseillers diversification, machinisme, élevage…).
Enfin, de nombreux stagiaires de formations et structures d’accueil diverses, travaillent sur ce sujet
(Chambres d’agriculture, CUMA, Syndicats, Associations). Nous avons échangé des informations. Un forum
de discussion par l’intermédiaire de listes de diffusion mail nous a permis d’avancer dans nos recherches et
nos méthodologies. Une réunion a été organisée entre ces stagiaires afin de présenter nos travaux respectifs
et de prendre connaissance des travaux en cours en France.
4. 2. SITUATION SUR LE TERRAIN
4. 2. 1.
Etat des lieux des projets
Afin visualiser la situation des projets HVP en région Centre et de juger du dynamisme de la région sur les
énergies renouvelables, un état des lieux a été réalisé par le biais des GDA (320 envois). Une prospection a
été menée en parallèle auprès des Chambres d’agriculture et des CUMA.
Des contacts téléphoniques et rencontres avec les porteurs de projets les plus avancés ont permis d’affiner les
données.
Le tableau n°12 fournit les résultats de ces retours. Une part important des projets à l’état de réflexion montre
bien la dynamique et l’intérêt que porten les agriculteurs de la région à l’HVP.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
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Tableau n°13 : Groupe de travail HVP
STRUCTURE
NOM
Chambre régionale d’agriculture du Centre
VALTER Francis
Chambre départementale du Cher
DAL Sophie
Chambre départementale d’Eure-et-Loir
TOUTAIN Aurélie
Chambre départementale d’Indre
BOURREAU Jean Marie
Chambre départementale d’Indre-et-Loire
CHOPINEAU Jean Louis
Chambre départementale du Loir-et-Cher
DESCOUREAUX Dominique
Chambre départementale du Loiret
LEJARS Laurent
ADEME
CAZAUX Pierre Louis
FRCUMA
BOURON François
FRGEDA
DE TORCY Bertrand
Méthodologie
Selon les retours, on dénombre 5 presses en fonctionnement en région Centre. Néanmoins, il est
vraisemblable que des investissements aient été réalisés par des agriculteurs hors des circuits consultés par
l’enquête (GDA, CUMA) ou ne souhaitant pas faire connaître leur activité.
4. 2. 2.
Niveau de connaissance
Lors de discussions ou d’interventions, il m’a été permis de constater que les connaissances étaient confuses,
voir inexistantes sur certains points. En effet, des confusions avec l’EMHV étaient très souvent présentes et
de fausses certitudes sur la législation étaient bien ancrées à cause d’informations erronées. Enfin, certains
groupes ne se rendaient pas compte de la charge de travail que pouvait demander ce nouvel atelier.
Il existe, sur ce type de projet, deux catégories d’agriculteurs dans la région, mais aussi en France :
•
Les « convaincus » : ces agriculteurs ou groupes d’agriculteurs se sont déjà lancés dans cet atelier, bien
souvent par conviction, et se font leur propre expérience. L’aspect économique de l’atelier n’est pas pris
en compte ou vient au second plan.
•
Les « prudents » : ces agriculteurs intéressés par l’atelier veulent des garanties avant de se lancer. Pour
ce groupe, l’aspect économique à un poids important, mais non essentiel. La situation législative freine
une partie d’entre eux.
4. 2. 3.
Les besoins des agriculteurs
Ce recensement a également permis de mettre en évidence les besoins des groupes.
Ces besoins étaient d’ordre :
•
Techniques : Quels matériels sont disponibles ? Comment produire et utiliser de l’HVP ?
•
Économiques : Quel est le prix de revient de l’HVP ? Est ce réellement intéressant ?
•
Législatifs : Quelle est la situation législative française sur les différentes utilisations ?
La définition de ces besoins a permis d’établir un plan d’action complémentaire à la collecte d’information, à
savoir la création d’outils méthodologiques d’aide à la décision et à la communication.
4. 3. ACTION MISE EN OEUVRE
4. 3. 1.
Démarche de conseil
4. 3. 1. 1.
Création d’un réseau d’échange d’information, d’un groupe de travail
Un groupe travail, composé de différents organismes et structures, a été créé autour du sujet des HVP en
région Centre (tableau n°13).
Sa création a facilité la centralisation et la diffusion d’informations sur l’HVP. Les questions sur la
production, l’utilisation, la législation et les intérêts économiques de l’atelier reviennent dans chaque
département. Ce groupe a, par ailleurs, échangé expériences, contacts et conseils.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
25
Méthodologie
Il a également permis de mettre en contact un interlocuteur privilégié par département avec les structures
régionales (Chambre régionale, ADEME, FRCUMA et FRGEDA).
4. 3. 1. 2.
Communication et aide à la structuration des projets
La diffusion d’informations s’est faite par différents moyens :
•
Envois de synthèses à l’ensemble du groupe de travail
•
Réunions d’information et bilan de stage en Chambre régionale avec ce même groupe
•
Interventions en Chambres départementales auprès de conseillers (Indre, Eure-et-Loir)
•
Réunions d’informations auprès des agriculteurs en partenariat avec les conseillers (Eure-et-Loir et
Loiret)
•
Intervention auprès de groupes d’agriculteurs (Loir-et-Cher)
•
Participation à un salon régional de la FRCUMA (Méca-Céréales, dans le Loiret)
•
Réponses téléphoniques apportées aux agriculteurs
•
Création de poster grand public, affiches et PowerPoint pour fêtes agricoles…
•
Publication dans "Les nouvelles brèves de la Chambre régionale" (annexe n°4), rédaction d'un encart
(A4 recto-verso) diffusé à environ 600 interlocuteurs (membres de Chambres, Chambres régionales de
France, OPA, partenaires…)
4. 3. 2.
Outil d’aide à la décision
Pour investir dans l’atelier HVP, il est nécessaire d’être en possession de l’ensemble des paramètres. Il est
donc important de connaître le matériel disponible pour optimiser son projet et ne pas calquer son projet sur
ce que l’on peut voir.
4. 3. 2. 1.
Liste de matériel
Deux types d’équipement sont nécessaires : les équipements de production et les équipements de
consommation. La centralisation des références de ce matériel permet de fournir aux conseillers et
agriculteurs une liste, non exhaustive, de matériel utilisable. Cela permet de voir qu’il en existe plus que ce
que l’on peut voir dans la presse.
Les équipements de production
Il existe de nombreuses presses à froid de différentes capacités. Le recensement effectué est présenté en
annexe n°5. Les expériences en France tournent autour de quelques modèles (TÄBY 55, Oléane, Oekoteck et
Reinartz AP08). Hormis quelques retours d’expériences, il n’existe aucune étude comparant les
performances des différents matériels disponibles.
Il en va de même pour la partie filtration. Il existe de nombreux filtres disponibles sur le marché (annexe
n°6), seul quelques-uns sont utilisés, bien souvent pour des raisons de disponibilité. Généralement les
revendeurs de presses fournissent le filtre. L’agriculteur peut donc acheter directement son « pack HVP »,
Johann Barthélémi
Promotion 2000
26
Méthodologie
composé d’une presse et d’un filtre, au lieu de le composer lui-même en fonction des différents produits
existants.
On peut également adapter des outils d’autres filières comme les filtres utilisés en agroalimentaire.
Équipement de consommation
L’utilisation d’HVP en tant que biocarburant nécessite souvent d’équiper son tracteur d’un kit de
bicarburation. Les prix varient de 500 € à plus de 1 000 € en fonction du degré d’automatisme. Ces kits sont
disponibles chez les revendeurs français de matériel de pressage (EURL Laplace, Barrault…) mais aussi
disponibles en commande sur Internet (ATG, Elsbett…).
Pour utiliser l’HVP en tant que biocombustible, il est nécessaire d’avoir un brûleur adapté à l’huile. Bien que
l’IFHVP17 fournisse une liste de brûleurs à huile, seul trois marques paraissent disposer réellement d’une
offre adaptée. Il s’agit des marques allemandes Guierch et Kroll et de la marque italienne AR-CO. Celles-ci
proposent des brûleurs de petites et moyennes capacités pour le chauffage individuel ou de capacités
supérieures pour le séchage de fourrage ou céréales.
4. 3. 2. 2.
Feuille de calcul.
Afin de répondre aux attentes économiques des agriculteurs et des conseillers, une feuille automatisée de
calcul de prix de revient de la production d’HVP a été conçue (annexe n°7). Elle permet de pointer les
facteurs induisant les variations économiques, de proposer une liste (non exhaustive) de matériels pouvant
répondre aux projets et de faire correspondre la simulation à l’exploitation (en rentrant ses propres
références).
Cette feuille a été testée et utilisée avec des agriculteurs afin de la valider. Elle a permis d’établir des
simulations chiffrées de projets concrets.
La feuille de calcul a également été mise à la disposition de tout utilisateur du site Internet de la Chambre
régionale d’agriculture du Centre où elle est téléchargeable18.
17
IFHVP Comité de soutien Valénergol. Fabricants européens de brûleurs pour chaudière fioul compatibles avec l’ Huile Végétale Pure.2004
18
www.centre.chambagri.fr -dossier économie- calcul du prix de revient de l’HVP
Johann Barthélémi
Promotion 2000
27
L’HVP, un biocarburant artisanal
5. L’HVP, UN BIOCARBURANT ARTISANAL
5. 1. UNE LÉGISLATION EN PLEINE ÉVOLUTION
Comme indiqué au chapitre « encadrement des biocarburants », l’utilisation en biocarburant d’huile végétale
pure est autorisée par la Directive européenne 2003/30/CE. La France doit retranscrire cette directive depuis
le 1er janvier 2005.
5. 1. 1.
Position actuelle française
5. 1. 1. 1.
L'utilisation de l’HVP à la carburation est interdite
La composition des carburants est fixée par arrêtés ministériels. Les huiles végétales pures ne sont pas
reprises par l'arrêté du 22/12/78 modifié qui fixe la liste des carburants autorisés au regard des dispositions
de l'article 265 ter du code des douanes. L'usage de l’HVP à la carburation, même dans des engins agricoles
et sur le site de l'exploitation agricole, est donc interdit.
Cette interdiction est valable sur les moteurs roulants (tracteurs, moissonneuses-batteuses…) et sur les
moteurs fixes (pompe d’irrigation, groupe électrogène…).
5. 1. 1. 2.
L'utilisation de l’HVP comme carburant rend la TIC exigible
L'article 265-3 du code des douanes qui reprend le principe communautaire d'équivalence prévoit que « Tout
produit destiné à être utilisé, mis en vente ou utilisé comme carburant pour moteur ou comme additif ou en
vue d'accroître le volume final des carburants pour moteur est assujetti à la taxe intérieure de consommation
au taux applicable au carburant dans lequel il est incorporé ou auquel il se substitue ».
Dès lors, l’utilisation d’huile végétale pure en tant que carburant peut faire l’objet d’une taxe de 5,66 €/hl,
équivalent à celle appliquée au fuel
5. 1. 1. 3.
L’utilisation de l’HVP comme combustible
A ce jour, il n’existe aucune taxe frappant l’HVP utilisée en tant que combustible. Cependant, la situation
actuelle ne présage pas de l’évolution future de la réglementation fiscale. Celle-ci intégrera, dans le droit
national français, la directive européenne 2003/96/CE, instituant la taxation de toutes les matières
énergétiques.
L’utilisation et la vente de l’HVP en substitution du fuel de chauffage (FOD) sont autorisées. Un taux de
TVA de 19,6 % est appliqué lors de la vente.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
28
Le crédit d’impôt de 40 %
Depuis le 1er janvier 2005, le crédit d'impôt pour les dépenses d’équipement de l’habitation principale est
désormais ciblé sur les équipements les plus performants en matière d’économie d’énergie (15 % à 25 % de
crédit d’impôt) et soutient fortement (40 %) les équipements utilisant les énergies renouvelables.
L’arrêté du 9 février 2005 de la Loi de finance 2005 précise la liste des équipements, matériaux et appareils
concernés ainsi que les caractéristiques techniques et les critères de performance minimale requis pour
l’application du crédit d’impôt.
Les chaudières polycombustibles et à l’huile peuvent bénéficier théoriquement de ce crédit d’impôt.
« Equipements de chauffage ou de production d’eau chaude fonctionnant au bois ou autres biomasses dont
le rendement énergétique doit être supérieur ou égal à 65 % ».
5. 1. 2.
Perspectives d’évolution
Le projet de loi d’orientation agricole prévoit l’autorisation de l’utilisation d’HVP en tant que carburant
agricole ainsi que son exonération totale de TIC, sous certaines conditions.
L’article 12 du projet de loi modifie l’article 265 bis A du code des douanes en ajoutant l’article suivant : « 1
bis. - Les huiles végétales pures, utilisées dans les conditions prévues à l’article 265 ter comme carburant
agricole dans les exploitations agricoles sur lesquelles elles auront été produites bénéficient d’une
exonération de la taxe intérieure de consommation. »
Il modifie également l’article 265 ter par « (…) 2. Dans les cas où elle est compatible avec le type de moteur
utilisé et les exigences correspondantes en matière d’émissions, l’utilisation en autoconsommation comme
carburant agricole d’huile végétale pure dans les exploitations agricoles sur lesquelles elle aura été
produite peut être autorisée à titre expérimental jusqu’au 31 décembre 2007 dans les conditions prévues par
décret. (…) »
Il est prévu que la loi soit discutée à l’automne au parlement. Sauf amendement modifiant ces dispositions,
l’autorisation d’utilisation pourrait être effective courant 2006, après la parution d’un décret d’application.
La loi semblant évoluer dans un sens d’ouverture, il est important de montrer qu’il est techniquement
possible de produire et d’utiliser, sur l’exploitation, un carburant composé entièrement d’huile, en
substitution au fuel. La conformité aux exigences environnementales doit également être démontrée.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
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Schéma n°4 : Schéma de production d’huile
Photographie n°1 : Atelier de production d'HVP
Sources : Chambre départementale d'agriculture de l'Eure
Schéma n°5 : Flux de matière lors du pressage à froid
Sources : Ferchau, Folkcenter
Schéma n°6 : presse à barreaux
Sources : Folkcenter for renewable energy, 2000
5. 2. TECHNIQUES DE PRODUCTION DE L’HVP
A la différence des procédés industriels qui requiert de nombreux traitements, seules trois étapes sont
nécessaires à la production d’Huile Végétale Pure:
•
la trituration qui est la phase d’extraction de l’huile
•
la décantation qui permet de supprimer les grosses impuretés
•
la filtration qui permet de purifier l’huile.
Le schéma n°4 et la photographie n°1 permettent de visualiser le procédé artisanal de la production d’huile.
Le flux de matière durant ce procédé est représenté dans le schéma n°5. La trituration du colza produit 1/3
d’huile et 2/3 de tourteau.
5. 2. 1.
Pressage / Trituration
Un taux d’humidité compris entre 5 et 8 % et un taux d’impureté inférieur à 2 % permettent d’optimiser la
trituration. Il n’est pas nécessaire d’installer un trieur, un réglage correct de la moissonneuse batteuse suffit19.
Une presse permet, au moyen d’une vis sans fin, de produire de l’huile de première pression à froid et du
tourteau. Les débits varient de 4 à 1 800 kg de graines pressées par heure selon la dimension de l’installation.
Les prix des presses s’échelonnent de 1 500 € à plus de 150 000 € (annexe n°5). Il est possible de presser
différentes espèces de graines oléagineuses. Si le prix de la presse est un élément important, la définition des
besoins est primordiale pour dimensionner son investissement.
La presse est approvisionnée en graines par différents systèmes (silo, vis…). Deux types de presses sont
proposées : les presses à vis et les presses à barreaux20.
Toutes les presses sont équipées d’une vis, c’est la cage de presse et la forme de la vis qui permettent la
distinction.
Presse à barreaux (schéma n°6)
L’embout de sortie de l’huile se présente comme un tamis, des structures métalliques étant disposées les unes
à coté des autres. La dimension du jour entre chaque structure est réglable en fonction du type de graines à
presser. Le diamètre de la vis sans fin est croissant, augmentant la pression sur la graine. Les tourteaux
sortent généralement sous forme de « chips ».
Ces presses ont des capacités de 15 kg/h à plus de 2 000 kg/h.
Presse à vis (schéma n°7)
19
C. Lachaise, JP. Couvreur, CIVAM DEFIS, FDCUMA Mayenne. Compte rendu d’étude : Faisabilité sur l’utilisation d’huile végétale pure pour la
production d’énergie en agriculture. Mars 2004.
20
FERCHAU Erik, Equipment for decentralised cold pressing of oil seeds, Folkecenter for Renewable Energy. 2000
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Promotion 2000
30
Schéma n°7 : presse à vis
Schéma n°8 : système de décantation par débordement
La sortie de l’huile s’effectue au travers de perforations dans le corps de presse. La pression croît lorsque les
graines avancent vers la fin de la vis. Les tourteaux sont formés par des buses interchangeables. Une bague
de réchauffement autour de la buse (nozzle) évite les blocages dans les buses au démarrage. Ce système se
limite généralement aux petites capacités de pressage (< 100 kg /h).
Une qualité propre à chaque réglage
Les différents types de presses (vis ou barreaux) semblent, selon les retours d’expériences, fournir des
tourteaux à teneur en matières grasses différentes.
L’influence de la vitesse de rotation de la vis va avoir des conséquences sur le produit final. En effet, selon
les tests réalisés par Valbiom21, plus la vitesse de rotation est faible, plus le rendement d’extraction est élevé ;
plus le diamètre de la buse de sortie est faible, plus le rendement d’extraction est élevé mais plus le
rendement horaire décroît.
Les avis concernant les différences d’élévation de températures de l’huile selon les deux systèmes sont
contradictoires. En général, une élévation de température traduit un échauffement lié à un cisaillement trop
important de la graine. Celui-ci favorise la libération dans l’huile des phospholipides contenus dans les
parois cellulaires des graines. Les phospholipides sont des facteurs d’encrassent de la culasse et des têtes
d’injecteurs. Quel que soit le matériel, une pression à basse température est à privilégier.
Après cette première phase de pressage, l’huile peut être stockée pour la phase de décantation.
5. 2. 2.
Décantation
La sédimentation est la manière la plus simple et la plus économique pour nettoyer l’huile. La différence de
densité entre l'huile et les particules est employée pour séparer le mélange solide-liquide. L'inconvénient de
la sédimentation est une perte d'huile dans le sédiment (fond de cuve).
Les durées de sédimentation varient en fonction de chaque utilisateur, de moins de 72 heures, jusqu’à plus
d’une semaine22.
Ferchau (2000) et Jossart et Novak (2004) préconisent une durée de 3 semaines de décantation. L’huile reste
de 2 à 4 jours par cuve avant de passer dans la suivante par le moyen d’un système de débordement (schéma
n°8).
21 MH. NOVAK, JM. JOSSART. Diversification agricole: guide pour la production et les débouchés d’huile et de tourteau de colza à la ferme. Juin
2004
22
EURL Laplace, brochure Presse TÄBY, préparation des huiles carburant
Johann Barthélémi
Promotion 2000
31
Schéma n°9 : Principe de filtration tangentiel
Huile brute
Cadre filtrant
Sources: Ferchau, 2000
Huile pure
Les durées de décantation peuvent être allongées si l’air ambiant est plus froid car la viscosité augmente.
Enfin, il ne faut pas dépasser 3 mois de délai entre le pressage et la filtration de l’huile, afin de limiter
l’oxydation.
Dans des conditions optimales, la sédimentation enlève toutes les particules > 8 µ de l'huile. Une décantation
bien faite permet d’améliorer les rendements de filtration.
Pour un emploi comme carburant dans un moteur ou comme combustible en chaudière, il est nécessaire de
nettoyer l’huile par filtration.
5. 2. 3.
Filtration
La filtration de l’huile peut s’effectuer soit directement en sortie de presse soit après des phases de
décantation. Dans ce dernier cas, on pourra filtrer tout de suite finement car la décantation aura déjà éliminé
une partie de particules.
La valeur de filtration minimum de 5 µ correspond au diamètre de filtration des filtres à gazole de tracteurs.
Une filtration plus grossière entraînera rapidement des encrassements de filtres à gazole. La filtration peut
encore être affinée jusqu’à un diamètre de 1 µ.
La filtration de l’HVP de colza s’effectue à température ambiante, en revanche, pour le tournesol, il est
impératif de filtrer à moins de 15° afin que les cirres, solidifiées à cette température, soient retenues par le
filtre.
Il existe deux types de filtre : les filtres à cartouche et les filtres à plaques.
Pour les filtres à cartouche, la filtration se fait à l’aide d’une cartouche filtrante. Le filtre se colmatant, un
changement régulier est à prévoir. Valbiom montre que sur une installation à Köln, un filtre à cartouches
élimine les particules > à 1 µ. Les 6 éléments du filtre sont changés tous les 6 000 à 8 000 L. Ces filtres sont
à priori interdits pour les usages alimentaires en raison des composés utilisés pour leur fonctionnement.
Pour les filtres à plaques, on trouve des filtrations par « accumulation » et des filtrations tangentielles. Lors
de la filtration par « accumulation », l’huile recircule à l’intérieur du filtre, à travers des cadres de filtration
en coton ou en polypropylène. Le gâteau formé par les impuretés aide à la filtration. Au bout d’un temps
défini, l’huile est évacuée.
Pour la filtration tangentielle (schéma n°9), l’huile sous pression passe entre les cadres et, est séparée de ses
impuretés. L’huile ne fait qu’un seul passage dans le filtre.
Une fois décantée et filtrée, l’huile est directement utilisable comme carburant ou combustible (avec le
matériel et dans les conditions appropriées).
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Promotion 2000
32
Schéma n°10 : atelier de trituration
Sources : NOVAK et JOSSART, Valbiom
Tableau n°14 : Caractéristiques de l’huile végétale pure
RESULTATS RESULTATS
PARAMETRES
UNITE
VALBIOM
VALBIOM
HVP 2002
HVP 2003
Densité
Kg/m3
920
915
Point éclair
°c
312
316
Pouvoir calorifique inférieur
KJ/Kg
38911
39197
Viscosité cinématique (40°c)
mm²/s
33
35
Résidus Carbone
% (MM)
0,43
0,31
Indice d'Iode
g/100g
112
100
Teneur en Soufre
mg/Kg
16
<10
Contamination
mg/Kg
Indice d'acidité
mg KOH/g
0,9
1,93
Stabilité à l'oxydation
h
5,6
8,1
Teneur en Phosphore
mg/Kg
17
4
Teneur en cendre
% (MM)
0,008
<0,01
Teneur en eau
% (MM)
0,0744
0,064
479
Sources NOVAK et JOSSART ; Valbiom
Une telle huilerie est réalisable dans un hangar ou garage, comportant au minimum un silo de stockage des
graines, la presse, les cuves de décantation et le filtre, comme le montre le schéma n°10.
5. 2. 4.
Conservation
La conservation des tourteaux est un point sensible. Conditionnés en sacs durant moins de 3 mois et sans
choc thermique, la légère oxydation superficielle n'entraînerait pas de dégradation de la valeur nutritive ni de
l'appétence du tourteau23. Dans tous les cas, il est conseillé d'avoir une durée de rotation rapide du tourteau
c’est à dire un délai court entre sa production et son utilisation en alimentation animale.
Lorsque ce tourteau doit être stocké en grandes quantités, l'utilisation d'anti-oxydants s'avère nécessaire24.
Outre le rancissement et la perte de qualités nutritives, l'oxydation des lipides (réaction exothermique) peut
entraîner un risque de combustion du stock.
Selon AEV25, les tourteaux de tournesol non décortiqués sont, de par la nature des graines, plus compacts
que les tourteaux de colza : cela rend leur conservation et leur stockage plus faciles. En outre, le tourteau de
tournesol aurait une teneur en huile résiduelle inférieure au tourteau de colza.
Il est préférable de conserver l’huile à l’abri de la lumière et de la consommer dans l’année pour éviter
l’oxydation.
5. 3. CARACTÉRISTIQUES DES PRODUITS :
5. 3. 1.
L’Huile Végétale Pure carburant et combustible
Après ces étapes de préparation, l’huile est purifiée et utilisable comme carburant ou combustible.
Néanmoins, les caractéristiques (tableau n°14) carburant et combustible des HVP (ici de l’huile pure de
colza) diffèrent de celles du fuel (cf. chapitre « les caractéristiques du fuel »).
La densité de l’huile de colza est plus importante que celle du fuel (0,915 contre 0,840). Cette différence
peut entraîner en cas d’arrêt prolongé, une séparation des deux produits.
Le point éclair du colza est très supérieur à celui du fuel, ce qui entraînera un délai d’inflammation des
vapeurs plus long.
Le PCI de l’huile est de 39 MJ/kg contre 42 MJ/kg pour le fuel. Cela signifie qu’il faut 1,1 kg d’HVP pour
avoir l’équivalence d’1 kg de fuel.
23
SCHEIDECKER Vincent 1997 - CRITT IRIBIOM, Analyse technique et micro-économique de la production d'huile de tournesol non-alimentaire
(biocarburant, biocombustible et biolubrifiant) en Languedoc-Roussillon
24
BOUSSEL C., 1994. Le tourteau de colza issu du pressage à froid Approche technico-économique, Association Energie Paysanne Chambre
d'Agriculture de Haute-Marne. 49 p.
25
AEV, 1995. Les tourteaux d'oléagineux. Tourteaux d'industrie et tourteaux gras d'huileries de pression à froid ,AEV Montbrun-Bocage F. 31310, 13
p + annexes
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33
Graphique n°6 : Evolution de la viscosité en fonction de la température
Sources : http://www.fen-net.de/reinhold.graf/au-pf.html
La viscosité de l’huile est importante (33 cSt contre moins de 5 cSt pour le gazole à 40°). Néanmoins, elle
diminue fortement avec la chaleur (graphique n°6), ce qui améliore sa circulation dans les systèmes
d’alimentation.
L'indice d'iode s'échelonne de 10 (huile de Coprah) à plus de 180 (huile de poisson) avec une valeur
moyenne de 80 à 130 pour les huiles produites sous nos climats (colza, maïs, tournesol, soja)26. L’huile de
colza sera plus difficile à enflammer que le fuel.
L'oxydation des huiles ou rancissement est catalysée par la lumière, la chaleur et certains métaux (cuivre,
fer,...). Ce phénomène naturel commence à la récolte (battage avec casse d'akènes ou de grains), se poursuit
au stockage des grains puis, après pressage de l'huile. L’oxydation augmente légèrement l’indice de cétane
de l’huile (capacité d’auto inflammation), mais produit en parallèle une acidification de l’huile, lui conférant
un pouvoir corrosif, préjudiciable aux organes moteur (injection). Les huiles végétales présentent un
caractère d'acidité variable selon leurs origines.
La teneur en phosphore des huiles traduit leur contenu en phospholipides (teneur en phosphore multiplié par
25). Les phospholipides, composés polaires des membranes cellulaires, sont présent dans le cas d’extraction
trop chaude (traduisant une forte contrainte de cisaillement). Un préchauffage des graines (procédé
industriel) entraîne un fort taux de phospholipides. Les presses à froid utilisées à la ferme conviennent bien
pour l'obtention d'huiles pauvres en phospholipide.
Lors d’une mauvaise combustion, ces phospholipides vont faire des dépôts dans le moteur.
En terme de sensibilité au froid, le tournesol fige à - 0°, le colza à - 11° et le fuel à - 35°27. L’utilisation
d’HVP en hiver risque de poser des problèmes de solidification des huiles dans le réservoir.
Il existe en Allemagne une pré-norme de qualité (RK-Qualitätsstandard) que l’HVP doit respecter (annexe
n°8) pour un usage carburant et combustible. De nombreux utilisateurs dans différents pays utilisent aussi
cette pré-norme comme référence. Il en existe également une en Autriche, (annexe n°9) qui diffère seulement
par la teneur en soufre.
Le respect de cette norme ne semble pas constituer de problème pour l’HVP produit par pression à froid. Les
valeurs mesurées par Novak et Jossart28 en témoignent.
Les valeurs de contamination élevées (fort taux d’impureté) ne remettent pas en cause l’utilisation de
l’huile produite à la ferme en tant que carburant mais appelle à une vigilance accrue dans la surveillance du
processus de filtration.
26 Vaitilingom G. Huiles végétales – biocombustible diesel. Influence de la nature des huiles et en particulier de leur composition en acides gras sur
la qualité-carburant. Thèse. 1992
27
G. Vaitilingom Salon des énergies renouvelables-colloque biocarburant. Lyon avril 2005
28
projet TRICOF
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34
Graphique n°7 : Evolution du taux d’extraction de l’huile et taux de matière grasse du tourteau
Evolution du tx d'extraction d'huile et Tx de MG du tourteau
35.0%
30.0%
%
25.0%
20.0%
15.0%
Huile extraite par kg de graine
estimation mg/kg brut
estimation mg/kg MS
10.0%
9G
8p
8G
7P
7G
Buse
Sources : Lamy, CHambre d'agriculture du Maine-et-Loire
6P
6G
5. 3. 2.
Le tourteau
Suite à l’embargo sur le soja, des études menées depuis 1973 ont permis de démontrer l’intérêt du colza
comme aliment chez les différentes espèces animales (graines et tourteau industriel). Mais, peu d'études
scientifiques ont été réalisées en France sur l'utilisation de tourteau gras de colza en alimentation animale.
Les variations importantes de la teneur en lipides de ces tourteaux (10 à 25 % de MG) rendent les
expérimentations difficilement généralisables. Au plan international, les recherches concernent l'Allemagne29
et les pays en voie de développement30.
Une expérimentation sur les rations en bovin lait est actuellement en cours à la ferme des Trinnotières,
menée par la Chambre d’agriculture du Maine-et-Loire et l’Institut de l’Elevage, les résultats seront publiés
fin automne 2005.
5. 3. 2. 1.
Caractéristiques
Les critères techniques et économiques à prendre en compte pour l’utilisation des tourteaux gras sont :
•
la qualité nutritionnelle (taux de cellulose, teneur en MG, azote) et le seuil d’incorporation pour les
différents types d’élevage
•
le prix d’opportunité calculé en fonction de la valeur énergétique et des taux de protéines et de lipides
assimilables.
Les tourteaux industriels contiennent général 2 % de matières grasses résiduelles alors que la teneur en
matières grasse du tourteau de colza issu de pressage à la ferme varie de 12 à 25 %, en fonction du type de
presse, des réglages effectués, et des caractéristiques des graines31.
Bien qu’aucune expérimentation n’ait eu lieu sur la comparaison entre les presses, la Chambre d’agriculture
de Maine-et-Loire a réalisé une enquête sur une trentaine d’élevages laitiers, pressant du colza et du
tournesol.
Il a été mis en avant qu’après le pressage, le taux de MG moyen des tourteaux était de 20,2 % soit 22,4 % de
la matière sèche. La variabilité y est importante (17 à 24 % du produit brut) alors que la variabilité du taux de
MG des graines était faible (46,5 à 49,6 % du produit brut).
La quasi-totalité des élevages utilise une presse TÄBY. Le débit des presses, influencé par le diamètre des
buses de sortie de tourteaux, semble avoir un léger impact sur le taux de matière grasse (graphique n°7).
29
JAHREIS G., SCHÖNE F., KIRCHHEIM U., RICHTER U., LÖHNERT H.-J., FLACHOWSKY G., 1996. Use of ground rapeseed and rapeseed
cake in ruminant nutrition and influence on milk and meat quality. Agricultural Institution of Thuringia, Germany, 5 p.
30
OSUJÏ P.O., SIBANDA S., NSAHLIA I.V., 1993. Supplementation of maize stover for Ethiopian Menz sheep: effects of cottonseed, noug or
sunflower cake with or without maize on the intake, growth, apparent digestibility, nitrogen balance and execution of purine derivative. Anim prod
1993, pp 429-436
31
JM LAMY Chambre d’Agriculture Maine et Loire- Tourteaux fermier enquête en élevage et valorisation par les vaches laitières
Johann Barthélémi
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Tableau n°15 : Comparaison entre un tourteau industriel de colza (déshuilé) et un tourteau fermier de colza (gras)
SOURCES
COMPOSITION
UNITES
MS
%
INRA 2002 EURL Laplace FDCUMA 53
déshuilé
(gras)
(gras)
89,30
UFL
0,85
1,40
UFV
0,80
1,38
0,9 à 1,2
PDIN
g/kgMS
219,00
201,00
170 à 200
PDIE
g/kgMS
138,00
116,00
93 à 125
PDIA
g/kgMS
80,00
PDIN/PDIE
%
173,00
CELLULOSE
%
12,00
12,50
10,70
MAT
%
35,00
27,80
28,10
MG
%
3,00
22,90
12 à 20
M organique
%
84,70
M min
%
4,60
Pour le groupe débit faible (14 kg/h), le taux moyen de MG est inférieur de 3 % à celui observé dans le
groupe débit élevé (37 kg/h).
Pour les autres variables (chauffage, diamètre de la buse…), aucun écart n’a pu être mis en évidence.
D’autres presses ont été testées mais avec un nombre d’échantillons limités. La presse Reinartz semble se
distinguer en produisant un tourteau de tournesol à 12,2 % de MG. Pour les autres presses, le nombre
d’échantillons ne permet pas de conclure, mais les taux de MG obtenus semblent un peu plus faibles qu’avec
la presse TÄBY.
Les tourteaux issus de pressage à froid sont plus riches en unité fourragère (UF) et en matières grasses, mais
moins riches en PDI (tableau n°15). Le tourteau de colza, issu de graines entières, renferme environ 42 % de
protéines brutes (par rapport à la matière sèche). Les protéines sont moins digestibles que celles du soja mais
en revanche, elles sont très équilibrées puisque les acides aminés limitants, comme la méthionine et la
cystéine, sont présents en quantité suffisante.
Le tourteau de colza est utilisé en alimentation animale pour sa valeur en protéine et en énergie digestive. La
valeur énergétique d’un tourteau est fonction de sa teneur en énergie brute, de la digestibilité de l’énergie
(Ed) et de l’énergie métabolisable (Em).
Celle-ci augmente lorsque le taux de lipides augmente et diminue lorsque le taux de Cellulose Brute
augmente.
D'une manière générale, ces tourteaux gras peuvent être utilisés chez toutes les espèces animales avec une
restriction chez les animaux valorisant mal le gras. Pour chaque type d’élevage (ruminant, monogastrique et
avicole), une utilisation précise de ce tourteau gras de colza est à définir et des analyses de valeurs
alimentaires sont indispensables pour l’ajustement des rations.
5. 3. 2. 2.
Incorporation dans les rations animales
Les monogastriques
Selon différents nutritionnistes en alimentation porcine, la consommation de tourteau de colza gras ne pose
aucun problème du point de vue quantitatif, quelle que soit la richesse. En revanche, du point de vue de la
digestibilité, un tourteau gras n’est pas totalement valorisé, on retrouve des matières grasses dans les
déjections. Pour résoudre ce problème de digestibilité, on peut préconiser soit un broyage très fin du
tourteau, soit un traitement thermique.
De nombreux éleveurs de porcs incorporent la graine de colza dans les aliments porcins, en substitution de
l'huile pour "l'effet anti-poussière". Le problème de l’utilisation de graines en direct est d’ordre matériel
(limiter le taux de graines non broyées et non assimilables par les porcs) et économique (L'aplatissage pose
des problèmes de colmatage du matériel et d’investissements supplémentaires pour l’atelier de fabrication).
Johann Barthélémi
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36
La presse a le mérite de pallier à bon nombre de ces difficultés, la totalité des graines est déstructurée et l'on
retire de l'huile qui est le premier facteur limitant dans l’utilisation des oléagineux en alimentation porcine.
L'huile contenue dans le tourteau produit va amalgamer les fines particules de la ration et limiter les
poussières32.
L’incorporation maximale de tourteaux gras dans l’alimentation porcine (formule à base de blé sous
hypothèse d’un tourteau gras à 18 % de MG33.) peut se faire à un taux de :
•
10 % pour les porcelets 2ème âge
•
10 % pour les truies
•
15 à 17 % pour les porcs charcutiers.
Ces proportions sont équivalentes à l’utilisation de 8 % de tourteaux de colza classique pour les truies et les
porcelets et 12 % pour les porcs charcutiers.
Les ruminants
Brunschwig et al. en 199534, dans leur étude sur les effets d’un concentré enrichi en matières grasses sur les
performances des laitières, montrent qu’un tourteau trop gras diminue la quantité ingérée, le TB (3 à
5 points), la production laitière et entraîne une perte de poids des animaux.
Les matières grasses libres dérèglent la flore ruminale des bovins. Elles enrobent les fibres (sources d’AGV)
et limitent leur digestion. Cela diminue aussi le nombre de bactéries dans le rumen (rôle asphyxiant).
L’incorporation d’un tourteau ayant jusqu'à 10 % de MG ne pose pas de problèmes.
De nombreux professionnels de l’alimentation des ruminants préconisent une limitation de 5 % de MG dans
la ration des laitières, la quantité de tourteaux sera définie en fonction de son taux en matière grasse
(généralement 1,5 à 2 kg de tourteau gras/vache/jour).
Les observations réalisées en élevage laitier sont également valables pour les bovins viandes, les matières
grasses jouant sur le rumen, il y a des risques de problèmes de GMQ.
En volaille
Deux distinctions sont à faire :
•
Pour les poules pondeuses, le colza est exclu car il contient de la sipanine (dérive de choline) molécule
interdite qui est responsable du goût de poisson dans les œufs.
•
Pour les poulets de chair, à trois semaines, on ne note pas de différence de croissance, comparativement
à un tourteau de soja. Puis au-delà de 6 semaines, les tourteaux trop gras diminuent les performances.
Les variations qualitatives vont concentrer ou diluer les nutriments présents dans le tourteau.
32
Mézière G,. CA27 AIRFAF de Haute Normandie. Valorisation de la graine de colza par pressage. bulletin n°10. 5p
33
Rochais P, CA36. « les porcs aiment le tourteau de colza », l’aurore paysanne mars 2005
34
Brunschwig PH., Augeard PH., Weill P., Chilliard Y. 1995. « Effet de l’apport d’un concentré enrichi en matières grasses sur les performances de
vaches laitières à l’ensilage de maïs » in Renc. Rech. Ruminants 1995, 2, 215-218
Johann Barthélémi
Promotion 2000
37
L’utilisation de tourteau fermier est possible si l’on dispose d’analyses complètes et régulières de la valeur
des tourteaux. Celles-ci permettent d’ajuster au mieux la formulation de l’aliment35 et d’éviter les risques
d’excès ou de carences d’un nutriment.
5. 3. 2. 3.
Analyse de tourteaux
Des laboratoires (LASA à Champdeniers (79), LABGRISOL à Gavrus (14) AGEN à Viennecy (45))
réalisant ces analyses proposent des prix variant en fonction des options choisies. Pour une analyse simple de
valeur alimentaire (MS, UF, PDI, azote, cellulose, Calcium, Phosphore), il faut compter 65 €, si l’on ajoute
les éléments minéraux il faut compter 115 €.
5. 4. UTILISATION DE L’HVP EN TANT QUE CARBURANT
5. 4. 1.
Historique36
C’est en 1891 que Rudolph Diesel procéda à des essais HVP sur les moteurs Diesel dont il était l'inventeur.
A l'exposition Universelle de 1900 à Paris, la société OTTO avait présenté un moteur qui fonctionnait à
l'huile d'arachide pour répondre au souhait du gouvernement français.
Les expériences se sont multipliées ensuite, et dès 1925, la Marine Nationale chargea l'ingénieur en chef du
Génie Maritime d'étudier la possibilité de faire appel aux huiles d'arachide, de ricin, de palme et de karité
pour les moteurs lents de la Marine Nationale.
La deuxième Guerre Mondiale amena un développement de cette utilisation dans les colonies françaises très
difficilement approvisionnées en hydrocarbures.
Le port d'Abidjan utilisait alors l'huile de palme pour ses moteurs, et l'armée française pour relier Alger à
Dakar faisait appel à l'huile d'arachide ainsi que pour tous les autobus de Dakar.
Des recherches se sont poursuivies jusqu'en 1952 dans les laboratoires spécialisés français (en particulier
l'UTAC), mais le développement de l'extraction pétrolière, le coût très bas du pétrole et les décisions
politiques arrêtèrent temporairement l’exploitation de cette filière d'énergie renouvelable.
Les travaux s’orientent alors pour adapter les moteurs aux hydrocarbures.
Durant tout le 20ème siècle, la place des hydrocarbures n'a cessé de croître pour des raisons d'efficacité et de
coût. Jusqu'au premier choc pétrolier de 1973, le prix du baril de pétrole payé aux pays producteurs était
resté stable et dérisoire : 3 dollars le baril (159 L).
Ainsi, les expériences d'utilisation d'HVP sont restées longtemps limitées et marginales, mais dans le dernier
quart du 20ème siècle, elles se sont multipliées en Europe, surtout en Allemagne et en France.
35
PROLEA CETIOM, 2001, Fiche technique. Le tourteau de colza. Edition CETIOM
36
Sources diverses : gnis-pedagogie.org, oliomobile.org, roulemefleur.free.fr…
Johann Barthélémi
Promotion 2000
38
Dans les années 80, le CIRAD commence ses recherches sur l’HVP afin de permettre aux PVD d’accéder à
l’énergie sans avoir recours au pétrole. Testant de nombreuses huiles produites localement (palme, coprah,
arachide, coton…), le CIRAD a réalisé des travaux sur des groupes électrogènes, des moteurs ou bien encore
des chaudières fonctionnant à l’huile.
Dans les années 90, IRIBIOM, le CIRAD et l’ESEM d’Orléans s’associent avec des constructeurs pour
travailler sur ces problématiques (John Deere pour les moteurs de tracteurs et Cueno pour les brûleurs à
chaudière).
5. 4. 2.
Une utilisation limitée
5. 4. 2. 1.
Adaptation du moteur
L’utilisation de l’HVP en carburant ne demande pas de transformation majeure des moteurs. Selon le moteur
et le type de fonctionnement choisi (fonctionnement en mélange ou à 100 %), des réglages sont toutefois
nécessaires :
•
pour optimiser la combustion de l’huile (retarage des injecteurs, modification électronique de l’injection,
modification de la chambre de combustion…)
•
pour palier au manque de fluidité de l’huile (pompe de prégavage, retarage des injecteurs).
Dans tous les cas, pour obtenir une bonne combustion et éviter les imbrûlés encrassant les moteurs (facteurs
de casse), il est nécessaire que le moteur ait une température moyenne de cycle suffisante, c’est à dire
> 500°.
La température moyenne de cycle est la température en chambre de combustion, qui définira la température
en sortie d’échappement.
Les moteurs sont réglés pour avoir une température suffisante, au moment de l’injection du fuel, pour
permettre son inflammation (pour un indice de cétane de 52). Cette température n’est pas suffisante pour que
l’huile puisse s’enflammer. En effet, nous avons pu voir précédemment que l’indice de cétane de l’huile était
plus faible que celui du gazole. Si l’huile arrive trop tôt ou à une température non suffisante, elle ne sera pas
bien consumée, et encrassera le moteur. Il existe deux zones principales d’encrassement. La première se situe
sur les parois de la chambre de combustion. La seconde se trouve sur les injecteurs, car c’est une zone froide
du moteur par apport permanent de carburant froid.
Pour les moteurs à injection indirecte, l’HVP est utilisable jusqu’à 50 %, au-delà, quelques modification du
moteur sont à réaliser (retarage des injecteurs de 120 à 185 bars, pompe de prégavage, filtre
complémentaire). Il est nécessaire d’avoir un modèle de pompe à injection supportant ce fort pourcentage
d’huile, les pompes à injection rotatives semblent moins bien adaptées à ce type de carburant contrairement
Johann Barthélémi
Promotion 2000
39
aux pompes à injection en ligne. Une température moyenne de cycle suffisante peut être obtenue dès le
ralenti sur les moteurs à injection indirecte37.
Pour les moteurs à injection directe (première génération) l’utilisation en mélange jusqu’à 30 % ne
nécessite pas de changement (toujours en fonction du type de la pompe à injection). L'utilisation en mélange
avec le fuel permet jusqu'à une certaine limite de s'affranchir des problèmes de viscosité de l'huile. Il faut
néanmoins ne pas laisser le moteur sans fonctionner trop longtemps pour éviter les séparations huile/fuel.
Des précautions sont à prendre en hiver car l’huile fige. Il est préférable de diminuer les pourcentages
utilisés.
Pour les moteurs à injection directe de deuxième génération (common rail), la pression d’injection est
beaucoup plus forte (1 200 bars) et beaucoup plus fine. Ce type d’injection permet de mieux répartir les
gouttelettes de carburant.
Dans les moteurs à injection directe 1ère ou 2ème génération, l’utilisation à 100 % est possible. Des solutions
existent :
•
Modification de la chambre de combustion : ajout de matériaux réfractaires sur la tête de piston ou
traitement par un alliage isolant38
•
Modification électronique de l’injection39
•
Installation de Kit de bicarburation et réservoir supplémentaire.
Les deux premières solutions modifient quelques caractéristiques du moteur et sont assez difficiles à mettre
en place. Elles permettent d’abaisser la puissance d’utilisation du tracteur à 25 % du maximum, ce qui
permettrait de rouler totalement à l’HVP.
La solution bicarburation semble être la plus aisée et la moins coûteuse mais limite l’utilisation à plus de
75 % de la puissance maximum (labour, déchaumage…), de façon à avoir une température moyenne de cycle
suffisante (> 500) pour brûler toute l’huile.
Le kit de bicarburation permet ici de basculer du fuel à l’huile lorsque la température est suffisante
(manuellement ou avec une sonde en sortie d’échappement).
Les kits comportent un réchauffeur (pour diminuer la viscosité de l’huile), un second réservoir pour le fuel
(le réservoir principal étant à l’HVP), une vanne de commande sur le circuit d’alimentation (démarrage au
fuel et permutation ensuite sur le réservoir principal contenant l’huile) un kit de filtration à fuel.
Les prix de ces kits varient entre 800 et 1 000 € en fonction du degré d’automatisme de basculement du
carburant.
37
G. Vaitilingom Salon des énergies renouvelables-colloque biocarburant. Lyon avril 2005
38
G. Vaitilingom, A Liennard-CIRAD
39
Société VWP “Vereinigte Werkstätten für Pflanzenöltechnologie“ en Allemagne
Johann Barthélémi
Promotion 2000
40
Graphique n°8 : Comparaison de Puissance entre tournesol / Diesel dans un tracteur de 150 ch
Puissance TM150 BIO
kW
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
1000
tournesol EPC
tournesol 14nov
fioul 14nov
tr/mn
1300
1600
1900
2200
2500
Sources : CIRAD
Tableau n°16 : Comparaison de Puissance entre tournesol / Diesel dans un tracteur de 150 ch
Sources : CIRAD
Avant d’éteindre le moteur, il est nécessaire de repasser au fuel pour pouvoir rincer tout le système
d’alimentation, afin de faciliter le démarrage le lendemain.
Des précautions sont à prendre en hiver car le colza et le tournesol figent. Il est préférable de diminuer les
pourcentages utilisés.
5. 4. 2. 2.
Point de vue des motoristes
Les motoristes engagés dans des programmes ambitieux de réduction de la consommation et de réduction des
émissions polluantes des moteurs ne souhaitent pas de changements radicaux des carburants, et préfèrent les
biocarburants les plus élaborés.
L'ester est préféré à l'huile de colza, car le mélange à 5 % d'ester n'entraîne pas de modifications des moteurs,
alors que l'usage d'huile de colza à 100 % imposerait la mise au point de moteurs spécifiques. Ainsi, les
motoristes se placent dans une logique industrielle où le développement d'un nouveau type de moteur
demande cinq ans, et sa commercialisation à grande échelle cinq autres années. Ils ne souhaitent pas
s'engager dans de lourds investissements pour un résultat aléatoire, la stabilité de la filière biocarburant en
circuit court n'étant pas garantie, les qualités d’huile variant d’une exploitation à l’autre.
Les motoristes, contraints à des normes de pollution de plus en plus draconiennes, construisent des moteurs
de plus en plus performants mais exigeant une qualité de carburant bien précise. La variabilité de la qualité
de l’HVP ne permettrait pas, selon eux, de répondre à ces normes.
5. 4. 2. 3.
Avantages et inconvénients de l’HVP carburant
L’utilisation d’HVP en tant que carburant semble maintenir des performances identiques à celles du fuel. Le
passage au banc d’essai des tracteurs fonctionnant à l’HVP de tournesol montrent légère perte de puissance
(moins de 10 %) et une diminution de la consommation (graphique n°8 et tableau n°16).
Bien que le fonctionnement des moteurs à l’HVP ne soit plus à démontrer, le principal inconvénient de
l’HVP reste son manque de flexibilité dans son utilisation. Les contraintes de température de combustion
font que l’HVP ne remplacera pas, dans l’état actuel des connaissances, le fuel à 100%.
La viscosité peut entraîner des problèmes sur les organes moteurs qui sont davantage sollicités (pompe à
injection…). Sur le plan stockage, trop d'acidité pourrait nuire aux cuves et aux pompes, par une accélération
du processus de corrosion.
Une expérimentation sur les moteurs de 111 tracteurs fonctionnant à l’HVP de colza a été réalisée, depuis
2001/2002, en Allemagne par l’université de Rostok (durée moyenne de 1 300 h de fonctionnement). Celleci s’est effectuée sur des tracteurs non modifiés et des tracteurs adaptés à l’utilisation d’HVP (pas sur les
nouvelles générations d’injection).
Johann Barthélémi
Promotion 2000
41
Tableau n°17 : Pouvoir Calorifique Inférieur
PCI kj/kg
Densité kg/l
Équivalence
(litre/litre de fuel)
Huile de colza
37 400 / 38 911
0,914
1,02
EMHV
37 040
0,880
1,08
Gazole
42 083
0,840
1,00
Sources : G. Vaitilingom thèse 1990, Valbiom, Proléa, A liennard CIRAD
Sur les 111 tracteurs testés, 31 tracteurs n’ont pas eu de panne, 35 ont eu des pannes minimes (< 1 000 €),
36 ont eu des pannes plus importantes (> 2 000 €) et 8 ont eu des pannes sévères (> 15 000 €). Cette étude a
permis de montrer l’importance de la qualité de l’huile utilisée comme carburant, mais n’a pas pu faire de
prévision de longévité des moteurs.
Les aspects environnementaux qui concernent également l’huile combustible seront vus dans la partie
« 5.6 Aspects environnementaux ».
5. 5. UTILISATION EN TANT QUE COMBUSTIBLE
L’HVP peut également être utilisée comme combustible en replacement du fuel domestique. Son pouvoir
calorifique est légèrement inférieur à celui du fuel (tableau n°17).
Tenant compte des données de PCI et de densité, il faut 1,02 L d’HVP pour obtenir l’équivalence
énergétique d’1 litre de fuel.
Les caractéristiques de l’huile (viscosité, cétane…) entraînent les mêmes problèmes que nous avons pu voir
précédemment car elle vient, dans ce type d’utilisation, en remplacement du fuel domestique, qui est le
même que le fuel agricole.
Dans les années 90, un programme soutenu par l’Agrice (IRIBIOM, ESEM, CIRAD, Cueno) a permis de
mettre au point un brûleur adapté à ce type de combustible. L’ensemble des coûts supplémentaires pour
obtenir un brûleur fonctionnant à l’huile, entraînait le doublement du prix initial.
Ce prix élevé, le contexte pétrolier et le manque de demande à l’époque n’ont pas permis la production
industrielle de ce brûleur.
Des essais ont récemment été conduits par Novak et Jossart sur l’utilisation de l’HVP en combustible. Il est
montré qu’il est nécessaire, outre l’emploi d’un gicleur adapté, de monter une pompe spéciale et de
préchauffer l’huile. Les pompes et électrovannes produites en grandes séries sont prévues pour une viscosité
comprise entre 3 et 6 mm²/sec (77 mm²/s pour l’huile de colza à 25°). Lors de tous les essais réalisés, les
pompes standard n’arrivent pas à aspirer l’huile de colza trop visqueuse. La solution consiste donc, comme
pour les fuels extra-lourds, à chauffer à une température suffisante l’huile en amont du brûleur de classe
« domestique ». Le diamètre des injecteurs est plus important dans un brûleur que dans un moteur. Les
problèmes d’encrassement sont donc moins gênants d’après les essais menés dans le cadre du programme
Agrice. Il existe un système de brûleur à coupelles rotatives pour le fuel lourd mais la viscosité de l’huile
doit encore être diminuée (dans des proportions moindres que pour le système par injection).
Aujourd’hui, sur le marché français, trois constructeurs proposent des brûleurs de petites et moyennes
capacités pouvant fonctionner à l’huile, les sociétés allemandes Guierch et Kroll et la société italienne ARCO. Les prix correspondent encore à plus du double d’un brûleur à fuel (2 300 € HT pour un Kroll contre
600 à 1 000 € pour un brûleur fuel d’une gamme de 25 à 35 kW).
Johann Barthélémi
Promotion 2000
42
Tableau n°18 : Bilan énergétique
Energie restituée / Energie non renouvelable mobilisée
Gazole
Huile de Colza
Huile de tournesol
0,917
4,68
5,48
Tableau n°19 : Bilan gaz à effet de serre
Avec hypothèse de combustion totale des produits
effectué sur la base de la teneur en Carbone
gazole
Huile de colza
Huile de tournesol
Indicateur effet de serre par MJ
g eq. CO2/MJ
79,3
17,8
13,2
Indicateur effet de serre par kg
g eq. CO2/kg
3390
660
498
Graphique n°9 : Indicateur effet de serre pour les filières huile et EMHV
Sources : Pricewaterhousecoopers / IFP, pour le compte de l’ADEME et du Ministère de l’économie,
Bilan énergétique et gaz à effet de serre des filières de production de biocarburants en France, septembre 2002
La forte demande et la hausse du prix du fuel ainsi que certains avantages fiscaux (crédit d’impôt de 40 %
sur chaudière polycombustibles) permettent de produire à grande échelle et de rendre le prix plus abordable.
La société allemande Kroll utilise ce brûleur depuis plusieurs années en Allemagne, mais le produit n’est
arrivé en France que récemment. Il est donc difficile d’avoir des retours d’expériences et du recul sur ce
fonctionnement.
La société allemande Ruhr Brenner proposait aussi une gamme de produit fonctionnant à l’huile, mais
l’importateur français a décidé de se retirer momentanément du marché.
5. 6.
ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX
Selon la réglementation allemande sur l’évaluation des risques pour l’eau, l’HVP n’est pas nocive pour la
nappe phréatique et appartient à la classe NWG, ce qui signifie que les rejets d’huile ne provoquent pas de
dommages significatifs pour l’environnement.
Si les bilans énergétiques et effet de serre qui ont été obtenus avec l’étude ECOBILAN ont montré un réel
avantage de l’huile végétale, la conformité des émissions de combustion aux normes européennes
s’appliquant aux engins de chantier doit être vérifiée.
5. 6. 1.
Bilan énergétique
Les filières huiles végétales présentent un fort rendement énergétique (tableau n°18) de 4,7 pour l’huile de
colza et 5,5 pour l’huile de tournesol, à comparer avec le rendement du gazole de 0,9. Cela signifie que pour
une unité d’énergie non renouvelable mobilisée, l’HVP de colza en fournit 4,68. En revanche, la filière
gazole a un rendement négatif, la production de gazole consomme plus d’énergie (1 unité) qu’elle n’en
fournit (0,917).
5. 6. 2.
Bilan gaz à effet de serre
Le bilan gaz à effet de serre de la filière gazole est environ 5 fois supérieur à celui des filières huiles, soit un
gain d’environ 2,8 teq CO2/t (tableau n°19). Le CO2 rejeté par la combustion de l’HVP correspond au CO2
capté dans l’atmosphère par le colza alors que le diesel libère du CO2 fossile (stocké dans les sols).
Le graphique n°9 permet de comparer les biocarburants industriels, l’HVP et le gazole en terme d’indicateur
à effet de serre. On remarque que l’EMHV produit un peu plus de CO2 que l’HVP. Ceci est dû au procédé
industriel.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
43
Tableau n°20 : Mesure d’émissions de 3 tracteurs fonctionnant à l’HVP
ppm
CO
HC
NOx
New Holland1
fioul
huile
224
144
41
63
1566
1146
New Holland 2
fioul
huile
220
160
95
44
1130
765
John Deere
fioul
120
42
762
huile
172
82
684
Sources : ADEME
Graphique n°10 : Comparaison d’émission de polluant entre l’huile de colza et le gazole en combustion incomplète
14
12
gazole
colza
g/kWh
10
8
6
4
2
0
CO
HC
NOx
Sources : Vaitilingom, CIRAD salon des EnR Lyon 2005
Graphique n°11 : Comparaison d’émission de polluant entre l’huile de colza et le gazole en combustion complète
g/kWh
14
12
gazole
10
colza
8
6
4
2
0
CO
HC
NOx
Sources : Vaitilingom, CIRAD salon des EnR Lyon 2005
5. 6. 3.
Mal utilisée l’HVP pollue
Les travaux portant sur les émissions de combustion de l’huile sont peu nombreux et souvent contradictoires.
Les émissions mesurées par l’ADEME sur deux tracteurs (Renault et Deutz Fahr de 1994 à 1997) n’avaient
pas montré de différences entre les trois carburants testés (fioul, ester de colza et huile) pour les émissions de
CO, HC et NOx. Les particules n’avaient cependant pas pu être mesurées.
En Midi-Pyrénées, 3 tracteurs en CUMA (deux New Holland et un John Deere) fonctionnant à l’huile de
tournesol ont totalisé plus de 2 500 heures de travail de 1999 à 2002 dans le cadre d’un programme
expérimental mené par la FRCUMA de Midi-Pyrénées et soutenu financièrement par le Conseil régional
Midi-Pyrénées et la Communauté européenne. Les résultats présentés dans le tableau n°20 montrent les
émissions mesurées (en ppm), sans résultats sur les émissions de particules. Les émissions de CO sont
inférieures à celles du fuel pour les New Holland mais supérieures pour le John Deere, pour les
Hydrocarbures (HC) 2 tracteurs sur 3 à l’huile dépassent les valeurs du fuel, en revanche, les émissions de
NOx sont inférieures avec utilisation d’huile.
Les travaux de G. Vaitilingom et A. Liennard du CIRAD on permis de mettre en évidence l’importance de
condition d’utilisation de l’HVP40 et l’impact sur les émissions. Si la combustion est incomplète (Graphique
n°10), l’utilisation de l’HVP est plus polluante que le gazole en terme de rejets d’hydrocarbure, de NOx ainsi
que de CO.
Mais, réalisée dans des conditions de combustion optimale (puissance > 75 % du maximum, température de
cycle adéquate…), l’HVP est moins polluante que le gazole (graphique n°11).
Les rejets de CO, NOx sont inférieurs. On note une diminution des émissions de HC, mais celles-ci restent
supérieures aux émissions du fuel.
L’utilisation d’HVP en tant que biocarburant est techniquement possible. Les avantages écologiques,
l’autonomie alimentaire dans certains cas, et la moindre dépendance face aux variations du prix du fuel ne
doivent pas faire abstraction de l’aspect économique. La partie suivante s’attachera à démontrer si elle
présente ou non un intérêt économique pour l’agriculteur.
40
G. Vaitilingom Salon des énergies renouvelables - colloque biocarburant. Lyon avril 2005
Johann Barthélémi
Promotion 2000
44
L’HVP une rentabilité au cas par cas
6. L’HVP UNE RENTABILITÉ AU CAS PAR CAS
L’utilisation de carburant sur les exploitations agricoles rend les agriculteurs dépendants des fluctuations
pétrolières. Chaque hausse a des répercussions importantes sur les charges des exploitations car les quantités
consommées sont élevées.
L’utilisation d’HVP en tant que biocarburant, en remplacement d’une partie du fuel, permettrait d’atténuer
l’impact des hausses, de réduire partiellement la dépendance énergétique et alimentaire.
Nous montrerons dans un premier temps que le dimensionnement de l’atelier et le prix du tourteau sont des
facteurs clés dans la constitution du prix de revient de l’huile. Nous étudierons ensuite deux cas types, un
projet carburant et un projet tourteau.
Ce travail a permis la réalisation d’outils pédagogiques pour les agriculteurs et les conseillers (feuille de
calcul, aide au dimensionnement).
6. 1. HYPOTHÈSES DE TRAVAIL
La mise ne place de cet atelier n’a pas d’impact sur la culture en elle-même (pas de charges en moins ou
supplémentaires liées au mode de culture). Elle en change simplement l’orientation finale.
La culture énergétique sur jachère ou la prime de 45 €/ha pour culture énergétique (ACE) ne sont pas prises
en compte dans les calculs qui suivent. Elles nécessitent la constitution d’un dossier ONIOL et la
dénaturation de l’huile sous contrôle d’un agent (1 % de fuel dans le stock d’HVP en une seule fois). Les
complications administratives et techniques limitent leur intérêt. L’ensemble du colza utilisé ici sera prélevé
sur l’alimentaire.
Dans l’ensemble des calculs, on considère un rendement moyen de 30 q/ha (rendement moyen en région
Centre).
Les capacités des presses sont définies en kilogramme de graines à triturer, celles ci fournissant 2/3 de
tourteau et 1/3 d’huile de densité de 0,915 kg/L.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
45
Graphique n°12
Dans la suite des calculs, on utilise les notions de :
•
Prix de revient : l’utilisation du terme « prix de revient » n’est pas économiquement exact ici. En effet,
les calculs réalisés se basent sur un prix de marché du colza (200 €/t comme le montre le graphique
n°12) et non sur le prix réel de revient de cette culture. L’intérêt ici est de comparer les deux possibilités
qui s’offrent à l’agriculteur, à savoir le choix de vendre son colza sur le marché alimentaire (ou
DIESTER®) ou alors de le garder pour produire son biocarburant.
Le calcul du prix de revient est défini par :
(Qté graine x prix colza + Charges liées à l’atelier – Qté de tourteau x prix tourteau) / litrage produit
Le prix de revient est influencé par :
-
le niveau d’utilisation de la presse, c'est-à-dire de l’adéquation entre la quantité de colza pressée et la
capacité de la presse.
-
le coût total de l’investissement
-
le cours du colza : une variation de 10 €/t du prix du colza fait varier dans le même sens le prix de
revient de l’huile de 3,28 cts d’euros
-
la valorisation du tourteau : une variation de 10 €/t du tourteau fait varier, en sens opposé, le prix de
revient de l’huile de 2,19 cts d’euros.
Explications :
Prix de revient = (Q x P1 – 2/3Q x P2 + Charges) / 1/3 x 0,915Q
Avec Q = quantité de colza
P1 : prix du colza
P2 : prix du tourteau
Soit
Prix de revient = Q [ (P1 - 2/3 P2) / (1/3 x 0,915) + (charges / 1/3 x 0,915) ]
Donc
Prix de revient = Q [ 3,28 P1 - 2,19 P2 + (charges / 1/3 x 0,915) ]
•
Taux d’utilisation : quantité de graines pressées / capacité théorique de pressage du matériel par an
•
Électricité : consommation de la presse et du filtre durant le temps nécessaire au pressage et à la
filtration (0,02737 €/kWh).
•
Entretien : amortissement de la vis (délai de renouvellement de la vis /prix de la vis)
•
Prix de substitution : prix d’une matière première (tourteau de colza) basé sur sa valeur alimentaire.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
46
Tableau n°21 : Prix de revient de l’HVP, hors main d’œuvre, en fonction du prix du tourteau et du taux d’utilisation
(capacité presse 40kg/h)
Valorisation du tourteau (€/T)
Taux d'utilisation
Qté pressée (T)
surface nécessaire
Qté huile L
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
250
300
10%
35,04
11,68
12 765
0,61 €
0,60 €
0,58 €
0,56 €
0,54 €
0,52 €
0,50 €
0,49 €
0,47 €
0,45 €
0,43 €
0,41 €
0,39 €
0,38 €
0,36 €
0,34 €
0,32 €
0,25 €
0,16 €
20%
70,08
23,36
25 530
0,54 €
0,52 €
0,50 €
0,48 €
0,46 €
0,44 €
0,43 €
0,41 €
0,39 €
0,37 €
0,35 €
0,33 €
0,32 €
0,30 €
0,28 €
0,26 €
0,24 €
0,17 €
0,08 €
30%
105,12
35,04
38 295
0,51 €
0,49 €
0,47 €
0,45 €
0,44 €
0,42 €
0,40 €
0,38 €
0,36 €
0,35 €
0,33 €
0,31 €
0,29 €
0,27 €
0,25 €
0,24 €
0,22 €
0,14 €
0,05 €
40%
140,16
46,72
51 060
0,50 €
0,48 €
0,46 €
0,44 €
0,42 €
0,41 €
0,39 €
0,37 €
0,35 €
0,33 €
0,31 €
0,30 €
0,28 €
0,26 €
0,24 €
0,22 €
0,20 €
0,13 €
0,04 €
50%
175,2
58,4
63 825
0,49 €
0,47 €
0,45 €
0,43 €
0,42 €
0,40 €
0,38 €
0,36 €
0,34 €
0,32 €
0,31 €
0,29 €
0,27 €
0,25 €
0,23 €
0,21 €
0,20 €
0,12 €
0,03 €
60%
210,24
70,08
76 590
0,48 €
0,47 €
0,45 €
0,43 €
0,41 €
0,39 €
0,37 €
0,36 €
0,34 €
0,32 €
0,30 €
0,28 €
0,26 €
0,25 €
0,23 €
0,21 €
0,19 €
0,12 €
0,03 €
70%
245,28
81,76
89 355
0,48 €
0,46 €
0,44 €
0,42 €
0,41 €
0,39 €
0,37 €
0,35 €
0,33 €
0,32 €
0,30 €
0,28 €
0,26 €
0,24 €
0,22 €
0,21 €
0,19 €
0,11 €
0,02 €
80%
280,32
93,44
102 120
0,48 €
0,46 €
0,44 €
0,42 €
0,40 €
0,39 €
0,37 €
0,35 €
0,33 €
0,31 €
0,29 €
0,28 €
0,26 €
0,24 €
0,22 €
0,20 €
0,18 €
0,11 €
0,02 €
90%
315,36
105,12
114 885
0,47 €
0,46 €
0,44 €
0,42 €
0,40 €
0,38 €
0,37 €
0,35 €
0,33 €
0,31 €
0,29 €
0,27 €
0,26 €
0,24 €
0,22 €
0,20 €
0,18 €
0,11 €
0,02 €
Hypothèses : investissement 8 000 € (presses, filtre et cuves) amortissement 7 ans, capacité 40 kg/h
Tableau n°22 : capacité de transformation (ha de colza ou litre d’HVP) des presses
les plus courantes en fonction du taux d’utilisation
capacité de pressage (kg/h)
8
8h/j pdt 110j
ou 36j 24h/24
110j 24h/24
6mois 24h/24
24h/24
328j/an
18
40
100
Taux d’utilisation
ha
litres
ha
litres
ha
litres
ha
litres
10%
20%
30%
70%
80%
90%
2
5
7
9
12
14
16
19
21
2 539
5 078
7 617
10 157
12 696
15 235
17 774
20 313
22 852
5
11
16
21
26
32
37
42
47
5 713
11 426
17 139
22 852
28 565
34 278
39 991
45 704
51 417
12
23
35
47
58
70
82
93
105
12 696
25 391
38 087
50 783
63 478
76 174
88 870
101 565
114 261
29
58
88
117
146
175
204
234
263
31 739
63 478
95 217
126 957
158 696
190 435
222 174
253 913
285 652
100%
23
25 391
53
57 130
117
126 957
292
317 391
40%
50%
60%
Tableau n°23 : prix de revient de l’HVP sur un projet de 6 500L
Investissement (taby 40a) + filtre grifo + cuves (€)
4200
Prix colza (€/t)
Prix du tourteau (€/t)
200
120
Projet HVP 6 500 L
Amortissement 7 ans linéaire (€/t)
Par ha
600
100
Quantité de graine (t)
18
3
Litrage produit (L)
6500
1087
Coût de trituration (€/t de graine)
55,2
9,2
Dont Electricité
31,2
5,2
Entretien divers
Prix de revient (€/L HT et H MO)
24
4
Prix du fuel (€/L HT)
0,5
Variation financière annuelle du projet (€)
Nombre d’heures rémunérées permises (20 €/h)
0,43
0,5
423,5
70,6
21,15
6. 2. DIMENSIONNEMENT ET VALORISATION DU TOURTEAU : 2 FACTEURS CLÉS
6. 2. 1.
Dimensionnement
Les presses disponibles pour la production d’HVP permettent, selon les constructeurs, un fonctionnement
24 h / 24. En fonction de la capacité de la presse, il est possible de déterminer un prix de revient selon un
taux d’utilisation (tableau n°21). Ce taux permet de voir qu’un investissement individuel (35 t de graines
produisant 12 765 L) utiliserait moins de 10 % de la capacité théorique d’une presse de 40 kg/h (soit 36 jours
de fonctionnement dans l’année).
Il est possible d’étaler le travail (par exemple, 9 jours de fonctionnement/trimestre), afin d’ajuster la
production en fonction de la consommation du tourteau, sa conservation étant limitée à trois mois.
L’augmentation des quantités triturées (achat à plusieurs), permet d’accroître le taux d’utilisation du matériel
et ainsi d’améliorer la rentabilité. Pour un prix de tourteau à 110 €/t, entre les taux d’utilisation de 10 % et de
30 %, le prix de revient varie, dans cet exemple, de 0,10 €/t.
Le tableau n°22 généralise ces informations pour les capacités de presse les plus courantes. Il est nécessaire
de réfléchir au dimensionnement de l’atelier en fonction des surfaces disponibles, du besoin en huile, et du
temps à y consacrer.
6. 2. 2.
Prix du tourteau
Dans le cas d’un projet d’investissement pour la fabrication d’HVP sans disposer de débouchés pour le
tourteau (élevage), on peut se baser sur une vente à un prix de marché. Dans ce cas de figure, il n’est
nullement tenu compte de l’aspect qualitatif du tourteau dans son prix.
En revanche, dans le cas d’une exploitation valorisant en direct le tourteau (dans son élevage), le prix du
tourteau est un prix de substitution, celui-ci peut être plus important et peut ainsi améliorer la rentabilité.
La matrice de prix de revient (tableau n°21) permet également d’observer l’influence de la valorisation du
tourteau sur la rentabilité du projet. On rappelle qu’une variation de 10 €/t de tourteau fait varier le prix de
revient de 2,19 cts d’euros/L. L’équilibre financier (prix HVP égal à celui du fuel) s’obtient, sans prendre en
compte la main d’œuvre, pour un taux d’utilisation de 10 %, avec un prix du tourteau de 110 €/t. Au-dessus
de ce prix le projet hors main d’œuvre semble rentable.
Ces résultats sont à relativiser car le temps de travail n’est pas pris en compte dans le calcul du prix de
revient. Chaque utilisateur essaie d’adapter l’atelier au mieux sur son exploitation, et l’estimation du temps
passé pour l’atelier est difficile.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
47
Tableau n°24 : retour sur investissement en fonction de la valorisation du tourteau
Prix du tourteau Retour sur investissement
€/t
années
110
13,8
120
9,9
130
7,7
140
6,3
150
5,4
160
4,7
170
4,1
Le prix de la graine influence la rentabilité du projet (une variation de 10 €/t du prix du colza fait varier
dans le même sens le prix de revient de l’huile de 3,28 cts d’euros). Il est impossible de jouer sur le prix de
la graine de colza. En revanche, il est envisageable de jouer sur celui du tourteau. La recherche de marchés
locaux (voisins éleveurs…), plus sensible à l’aspect qualitatif, permettrait de dégager une plus-value sur le
tourteau. Les deux cas de figure développés ci-après illustrent ces propos.
6. 3. CALCUL DU PRIX DE REVIENT DE L’HVP POUR UN PROJET CARBURANT
Projet
Cas d’une exploitation voulant produire son carburant, sans valorisation directe du tourteau
Hypothèses
•
besoin de 6 500 L d’huile en substitution d’1/3 du fuel
•
surface nécessaire 6 ha
•
production de 12 t de tourteau
•
Capacité de presse de 18 kg/h
•
Investissement total 4 200 €
•
Prix du fuel 0,5 €/l HT
Le choix d’une production de 6 500 L est un projet assez courant des agriculteurs. Cela permet de
commencer avec une petite quantité et d’utiliser 30 % d’HVP dans les moteurs pour éviter toute
modification. Le tableau n°23 présente le prix de revient de ce projet.
Le prix de revient de l’HVP dans ce cas précis est de 0,43 €/L HT et hors main d’œuvre. Si la main d’œuvre
n’est pas comptabilisée le gain est de 423,5 €/an. Ce gain de 0,07 €/L par rapport au prix du fuel permet un
retour sur investissement de 9,9 ans :
Investissement / gain par an = délai de retour sur investissement
Celui-ci sera fortement réduit avec une valorisation plus importante du tourteau (tableau n°24).
En investissant dans une presse de plus grosse capacité, la rentabilité diminue, pour une presse 40 kg/h à
6 100 € le prix de revient serait de 0,50 €/L HT et hors main d'oeuvre (HMO). Il n’y a donc pas
suffisamment de gain pour rémunérer le travail. En revanche, l’investissement à plusieurs permet des
économies d’échelle.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
48
Tableau 25 : Alimentation des porcs
Matières Sèches
Energie Nette c
Energie Digestible
Cellulose
Matières Grasses
Acides
Linoléique C18:2
Gras
Linolénique C18:3
Matières Azotés
M.A.T
Lysine
Méthionine
Meth. + Cyst.
Thréonine
Tryptophane
Prix d'intérêt
%
Mj
Kcal
g
g
g
Total Digestible
Total Digestible
Total Digestible
Total Digestible
Total Digestible
Porc charcutier
remplace huile
Porc Charcutier
hors huile
Tourteau de Colza pression
91 %
11,1
3 802
98
218
38
18
270
14,4
10,8
5,5
4,8
12,1
10,1
11,6
8,7
3,3
2,6
209
154
Porcelet 2ème âge
Porc charcutier
Truies
10 %
17 %
10 %
Sources : AIRFAF
Tableau n°26 : Capacité minimale de presse pour un besoin annuel défini (kg/h)
MODULE : Fréquence d'utilisation de la presse
1cycle / 1cycle / 1 cycle 1 cycle 1cycle / 1 cycle 1 cycle
sem 2 sem /mois / 2 mois 3 mois / 6 mois par an
Nombre annuel de cycles 52,00
Quantité à traiter par cycle 1 050
MODULE : Durée du cycle
1 jour 8 h
8
131
1 jour 24h
24
44
1jour 1/2
36
29
2 jours
48
22
2,5 jours
60
18
1 semaine
168
6
2 semaines
336
1 mois
732
2 mois
1 464
3 mois
2 196
5 mois
3 660
6 mois
4 380
11 mois
8 028
12 mois
8 760
26,00
2 100
12,00
4 550
263
88
58
44
35
13
6
569
190
126
95
76
27
14
6
6,00
4,00
2,00
1,00
9 100 13 650 27 300 54 600
1 138
379
253
190
152
54
27
12
6
1 706
569
379
284
228
81
41
19
9
6
3 413
1 138
758
569
455
163
81
37
19
12
7
6
6 825
2 275
1 517
1 138
910
325
163
75
37
25
15
12
7
6
6. 4.
CALCUL DU PRIX DE REVIENT DE L’HVP POUR UN PROJET TOURTEAU
Projet
Cas d’un éleveur de porcs souhaitant fabriquer son tourteau et utiliser l’huile en carburant et combustible
agricole.
Hypothèses
Le choix est porté sur un élevage de porcs naisseur-engraisseur de 100 truies, avec 2,3 bandes/an. Le
choix de 100 s’est fait pour des simplifications de calculs. Il est à noter qu’en région centre, 69 % des
élevages ont moins de 100 truies41.
Le niveau d’incorporation du tourteau de colza fermier dans la ration a été défini par l’AIRFAF (tableau
n°25). Le rôle anti-poussière joué par l’huile dans ce tourteau permet d’éviter l’ajout d’huile dans la ration.
Le prix de substitution de ce tourteau (18 % de MG) est calculé à 209 €/t42.
Les besoins annuels en tourteaux seront de 36,4 t, la surface nécessaire de 18,2 ha et la quantité d’HVP
produite sera de 19 783 L.
La surface nécessaire laisse présager une exploitation avec une SAU minimum de 91 ha (la surface de colza
ne pouvant dépasser 20 ).
Nombre
par bande
Stade
Consommation Tourteau Quantité
d'aliment
colza de tourteau
fermier
colza
(kg/j/animal)
(%)
(kg/stade)
Truie Gestante
2,90
3,5
Truie Allaitante
6,00
7,0
1 080
2ème âge
0,67
4,5
1 143
1 026
Porc Engraissement
2,15
5,0
12 340
100
2 343
Les besoins en tourteaux sur une semaine seront de 700 kg. Le choix du matériel portera sur la capacité de
pressage (au moins 1 050 kg de graines/semaines) et le rythme de production souhaité (pour bénéficier d’un
tourteau non ranci) et correspondre aux plages de disponibilité en temps de l’éleveur.
Le tableau n°26 permet d’approcher la capacité horaire minimale de la presse en fonction de ces critères.
La zone violette est une zone non exploitable du fait du délai de conservation du tourteau (< 3 mois).
La zone grise est une zone correspondant à un investissement inadapté pour ce projet (> 100 kg/h).
41
Chambre d’Agriculture. Résultats technico-économiques des élevages en Région Centre. Porc. 2005
42
MEZIERE G. 2004, Valorisation de la graine de colza par pressage. AIRFAF de Haute Normandie bulletin n°10.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
49
Tableau n°27 : Comparaison de différents Investissements
Besoin en tourteaux (kg)
Surface nécessaire (ha)
Quantité de graine de colza (kg)
Quantité d’HVP produite (L)
36 400
18,20
54 600
19 783
Matériel utilisé
Taux d’utilisation
Investissement presse (€)
Filtre Grifo (€)
Cuves (€) 5x110 €
TOTAL des investissements (€)
Amortissement linéaire sur 7 ans (€/an)
Total charges de l’atelier (€/an hors MO)
Total charges de l’atelier (€/q de graine)
Dont Electricité (€/q de graine)
Entretien (€/q de graine)
2 TÄBY 40a 1 TÄBY 55 1 Oléane 1 Reinartz AP08
2x2 742
900
550
6 934
991
1 326
2,43
0,121
0,266
6 100
900
550
7 550
1 079
1 207
2,21
0,103
0,133
5 335
900
550
6 735
962
1 327
2,43
0,120
0,533
13 100
900
550
14 550
2 078
1 747
4,08
0,275
ND
Prix de revient de l’HVP (209 €/t tourteau)
Prix de revient de l’HVP (120 €/t tourteau)
Prix du fuel
Gain (€/L) huile/fuel
0,23
0,40
0,5
0,27
0,23
0,40
0,5
0,27
0,23
0,39
0,5
0,27
0,28
0,44
0,5
0,06
Gain annuel total €
Retour sur investissement
Nb d’heures de travail rémunérées (20 €/h)
5 341
1,28 ans
267
5 341
1,41 ans
267
5 341
1,26 ans
267
1 187
12,26 ans
59
Le choix d’un cycle de 2,5 jours de fonctionnement toutes les 2 semaines peut être judicieux. On préfèrera
un cycle par quinzaine à un cycle par semaine de manière à réduire le nombre de nettoyages requis à la fin de
chaque cycle.
Pour un besoin de capacité de 35 kg/h, on peut s’interroger sur l’opportunité d’acquérir 2 petites presses
plutôt qu’une presse de 40 kg/h. Un montage en ligne de l’approvisionnement en graine est tout à fait
réalisable, ainsi que la collecte d’huile par une gouttière, sans investissement supplémentaire.
Le tableau n°27 permet de comparer les deux projets avec des modèles de presses différents.
En terme d’investissement, le prix de la presse Reinartz est plus élevé (plus du double des autres). Son prix
limite son utilisation.
En ce qui concerne les autres presses, les prix sont sensiblement identiques, la presse Oléane est moins chère
à l’investissement, mais les frais d’entretien sont plus élevés (coût de remplacement de la vis et de la cage).
Dans l’exemple pris, les presses ne fonctionnent qu’à 17 % de leur capacité théorique.
Le prix de revient de l’HVP est donc identique quel que soit l’investissement (2 presses de petites capacité
ou une plus grosse). Le choix se portera donc sur l'aspect pratique des systèmes. L’investissement dans une
seule presse diminue les coûts et le temps d’entretien, mais la présence de 2 presses permet d’avoir une
sécurité d’approvisionnement minimum d’aliment en cas de panne et une plus grande flexibilité dans
l’utilisation.
Les volumes nécessaires en tourteaux pour un élevage en porcs rendent le projet économiquement
intéressant. La substitution d’aliment et l’effet anti-poussière permettent de bien valoriser le coproduit et de
diminuer le prix de revient du produit principal (l’HVP).
Chaque exploitation est un cas particulier auquel il est nécessaire d’adapter les calculs. Ce qui est rentable
sur une exploitation ne l’est pas forcément sur une autre. Pour aider Conseillers et Agriculteurs à mieux
appréhender la dimension et l’intérêt économique des projets, des outils informatisés, adaptables à chaque
cas de figure, ont été conçus parallèlement à ce mémoire : feuille de calcul du prix de revient,
dimensionnement et choix de matériel.
6. 5. VALORISATION THERMIQUE DES PRODUITS DE PRESSAGE
L’HVP peut également être utilisée comme combustible. Dans ce cas, on compare son prix de revient au prix
du FOD (fuel-oil domestique), soit le prix du fuel agricole TTC (environ 0,60 €/L). Le prix de l’HVP est plus
facilement compétitif mais l’investissement nécessaire pour convertir une chaudière fuel à l’HVP limite son
intérêt. Un brûleur spécial HVP coûte deux fois plus cher (2 000 €) qu’un brûleur à fuel.
Aussi, est-il intéressant de comparer cette possibilité de valorisation thermique de l’HVP à d’autres types de
combustibles, y compris le tourteau.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
50
Tableau n°28 : Prix énergétique de différents combustibles
kcal/kg
Valorisation
de l’énergie
du
kW/kg combustible
au prix du
fuel
€/kg
Fuel Domestique
10 200
11,80
Bûche Hêtre
20% humidité
3 510
Blé (grain)
kg de
produit /
L de fuel
kg / kW
0,595
0,85
0,085
0,50
4,07
0,205
2,44
0,246
3 590
4,16
0,209
2,38
Paille (blé)
3 440
3,99
0,201
colza (grain)
5 870
6,81
Tourteau de colza
5 313
huile de colza
9 200
prix indicatif
€ / unité
kg/unité
prix du kW
L
1,19
0,042
40,00
m3
450
0,022
0,240
9,50
q
100
0,023
2,48
0,251
30,00
t
1 000
0,008
0,343
1,46
0,147
21,00
q
100
0,031
6,16
0,310
1,61
0,162
110,00
t
100
0,018
10,70
0,537
0,93
0,093
0,50
L
1,09
0,043
Le tourteau gras de colza contient de l’huile dont le pouvoir calorifique peut être valorisé. Les agriculteurs
souhaitant utiliser l’HVP sur leur exploitation mais ne disposant pas de débouché pour le tourteau peuvent le
valoriser sous forme de combustible, certaines chaudières polycombustibles le permettant (source
constructeur). Le tableau 28 permet une comparaison de différents combustibles.
On voit ici que son intérêt énergétique de l’huile est limité face à d’autres combustibles tels que les céréales,
le bois, ou bien le tourteau de colza.
Il existe des chaudières polycombustibles, pouvant, selon les constructeurs utiliser le tourteau en tant que
combustible de chauffage. Si l’on valorise l’énergie contenue dans le tourteau au prix de l’énergie valorisée
par le fuel (0,042 €/kW), le prix d’intérêt du tourteau est de 310 €/t. Cette hypothèse ne tient pas compte de
la manutention, de l’investissement et de l’impact que peut avoir la combustion de tourteau sur la chaudière,
ni des éventuels rejets de polluants dans les fumées.
De plus, on peut supposer certains inconvénients liés à la forte teneur en matière grasse du tourteau, comme
des problèmes de durée de conservation (moisissures ?) ou de tenue du produit (prise en masse).
L’alimentation de ce type de chaudière se faisant principalement par vis dessileuse, on peut aussi envisager
des problèmes d’ordre mécanique (bourrage…).
L’Europe étant déficitaire en protéines, la valorisation des tourteaux en combustible peut paraître totalement
aberrante aux yeux de la filière. Néanmoins à l’échelle microéconomique la question semble pertinente.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
51
Graphique n°13
Pourcentage de colza sur les terres arables en région Centre
12
17
7
14
12
9
Cher
Eure et Loir
Indre
Indre et Loire
Loire et cher
Loiret
Centre
16
Tableau n°29 : surface en colza dans la région Centre
colza
dont non alimentaire
tournesol
terres arables
% colza
% tournesol
Cher
55 700
10 500
22 800
330 776
17
7
Eure-et-Loir
60 000
17 500
600
438 120
14
0
Indre
50 100
8 900
20 600
321 255
16
6
Indre-et-Loire Loir-et-cher
29 100
32 350
3 000
6 900
27 500
9 500
309 928
271 522
9
12
9
3
Sources : Agri’repères, Agreste Centre édition 2004
Loiret
26 500
6 000
11 500
355 752
7
3
Centre
253 750
52 800
92 500
2 077 353
12
4
Quelles exploitations sont le mieux adaptées à l’HVP ?
7. QUELLES EXPLOITATIONS SONT LES MIEUX ADAPTÉES À
L’HVP ?
L’utilisation de l’HVP en tant que biocarburant et/ou biocombustible, nécessite des conditions techniques et
économiques particulières. De nombreuses variables jouent sur l’intérêt économique de cet atelier.
La rentabilité du système implique la valorisation du tourteau, soit par autoconsommation (alimentation
animale ou combustible) soit par vente entre agriculteurs (moyennant un prix de vente satisfaisant acheteur et
vendeur).
Schématiquement, en région Centre, deux cas s’opposent :
•
Le cultivateur qui valorise techniquement l’huile carburant (forte consommation, pleine puissance
moteur…) et pour qui le tourteau risque de réduire l’intérêt économique, à moins de trouver une
valorisation intéressante.
•
L’éleveur pour qui le tourteau est bien valorisé mais dont les quantités et les plages d’utilisation de
l’HVP sont limitées (moindre consommation, tracteur de cours de ferme…).
Les multiples possibilités d’utilisation de l’HVP (pure ou en mélange et sur tout ou partie du parc moteur) en
tant que carburant rendent difficile la sectorisation des exploitations. En effet, cet usage étant à définir au cas
par cas, il serait réducteur de faire une typologie classant les exploitations pouvant utiliser l’HVP et celles ne
le pouvant pas.
Ces deux grands cas type correspondent généralement à des zones géographiques distinctes (carte n°1).
Il serait intéressant de mettre en relation les éleveurs demandeurs de tourteau fermier et les cultivateurs
utilisant de l’huile. Quelques cultivateurs des zones de grandes cultures souhaitent mettre en place ce
système et sont donc à la recherche d’éleveurs. Des impératifs de délai de livraison (contraint par les délais
de stockage du tourteau) sont à prévoir, ainsi que des quantités minimales livrées (pour rentabiliser les
livraisons).
Les contraintes agronomiques de la culture de colza limitent le retour dans la rotation à 5 ans. La surface
maximale de colza sur l’exploitation ne doit pas excéder 20 % de la SAU. Le graphique n°13 et le tableau
n°29 nous montrent la marge de manœuvre dont chaque département dispose, il est encore possible de
doubler les surfaces en colza (excepté pour le Cher qui est à 17 % de colza). Là encore, la situation est à
regarder au cas par cas. Par ailleurs, le colza pressé sur l’exploitation peut venir en substitution du colza
industriel ou alimentaire.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
52
Relativisation et critique de la méthode
8. RELATIVISATION ET CRITIQUE DE LA MÉTHODE
Une part importante du travail mené dans le cadre de ce mémoire a consisté à collecter, recouper et
synthétiser les informations issues d’expériences éparses (ressentis des agriculteurs utilisant des presses,
essais menés par divers organismes, informations des constructeurs…). L’engouement pour le sujet étant
récent, on peut déplorer le manque de données fiables, non basées sur des retours d’expériences particulières
mais résultats d’expérimentations aux protocoles rigoureux.
Ainsi, en l’absence de résultats techniques fiables et de recul par rapport à l’utilisation de ces outils, il a été
choisi d’utiliser les données techniques indiquées par les constructeurs et revendeurs de matériel (capacité de
presse, usure du matériel). Il est néanmoins vraisemblable que pour optimiser la qualité de l’huile, il faille
utiliser la presse légèrement en deçà de sa capacité maximale (à 80 %, c’est à dire ne presser que 16 kg/h si
la capacité maximale est de 20 kg/h). Ce faisant, le prix de revient serait supérieur (augmentation de la
consommation d’électricité et de l’amortissement du matériel par unité pressée).
De même, la non prise en compte de la main d’œuvre fausse partiellement les résultats. En l’absence
d’évaluation rigoureuse, il a été choisi de proposer un prix de revient hors main d’œuvre et d’en déduire le
temps pouvant être rémunéré par les gains.
Aussi, dans la continuité de ce mémoire et pour affiner la connaissance des matériels, il pourrait être proposé
de mettre en place un protocole rigoureux de mesures sur différentes presses et pour divers réglages. Le
protocole devrait comprendre :
•
une évaluation de la qualité des graines à presser
•
un relevé précis des réglages des presses
•
une mesure de débit
•
une évaluation de la qualité des huiles et des tourteaux sortis de presse et de leur évolution dans le temps.
De qualités distinctes, les huiles finement caractérisées pourraient être utilisées à la comparaison des
performances des filtres, une part de chaque type d’huile étant filtrée par des techniques distinctes et
caractérisée en sortie.
L’évaluation des temps de travaux pourrait être réalisée au moyen de relevés systématiques chez divers
utilisateurs, après caractérisation du système.
Les changements réglementaires attendus pour 2006 (la loi d’orientation agricole prévoit l’autorisation de
production et d’autoconsommation de l’HVP sur les exploitations agricoles) devraient permettre une
mobilisation plus concertée (y compris avec les pouvoirs publics) autour de la thématique.
De nombreux organismes para-agricoles souhaitent participer à l’acquisition ou à la diffusion de
l’information sur l’HVP. La difficulté d’échange d’informations entre les structures n’aide pas à
Johann Barthélémi
Promotion 2000
53
Relativisation et critique de la méthode
l’avancement du sujet. Parallèlement à la réalisation de ce mémoire, la mise en place d’un groupe de travail
régional sur les énergies renouvelables a permis un meilleur partage des informations au sein des structures
participantes.
Les valeurs de prix du colza utilisé dans les simulations sont basées sur les prix de marché actuels (soit
200 €/t). Toutefois, en enlevant la part des intermédiaires, il est possible que l’agriculteur ne soit payé que
170 €/t, ce qui rend d’autant plus attractive la transformation du colza à la ferme. Le mémoire présente des
études de cas figées et théoriques. Des tableaux ou données plus générales permettent de mesurer les grandes
lignes de la rentabilité des projets (influence du prix du tourteau et de la graine, taux d’utilisation). La
réalisation d’une feuille de calcul permet l’adaptation des calculs aux paramètres propres à chaque
exploitation et matériel, y compris les prix de vente des produits.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
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CONCLUSION
Alors que les consciences s’éveillent au risque de réchauffement climatique et à la nécessité de trouver des
alternatives à l’exploitation des produits fossiles, l’intérêt et le dynamisme que manifestent les agriculteurs
pour la production d’huile végétale pure pour des usages de biocarburant et biocombustible s’amplifient. La
flambée récente des coûts des carburants les conforte dans cette voie.
Les efforts des agriculteurs pour prouver et justifier l’intérêt de cette utilisation des oléagineux (alors même
que la pratique est actuellement interdite en France) et la politique de promotion des biocarburants menée par
Bruxelles se traduisent aujourd’hui par la prise en compte de l’HVP dans le projet de loi d’orientation
agricole. La production et l’autoconsommation d’HVP par les agriculteurs pourraient être autorisées dès
2006, d’autres marchés pourtant convoités (engins de travaux publics ou de transports, véhicules particuliers)
en restent écartés. L’un des freins au développement de l’HVP en région Centre pourrait être la dissociation
entre les zones de consommation des tourteaux et les zones de grandes cultures où le potentiel d’utilisation
de l’huile est le plus grand.
De plus en plus sollicitée, la Chambre régionale d’agriculture du Centre a souhaité se doter de moyens pour
accompagner les porteurs de projet dans leur démarche. Les données synthétisées dans ce mémoire et les
outils développés l’y aideront. Moins raffinée, plus visqueuse et moins inflammable que l’Ester Méthylique
d’Huile Végétale et que le fuel, l’Huile Végétale Pure doit en effet faire l’objet d’attention particulière lors
de sa production et de son utilisation. La rentabilité de l’HVP semble acquise actuellement (montée du cours
du pétrole, cours du colza relativement bas) pour des unités dont le dimensionnement a été bien réfléchi et
pour lesquelles la valorisation du tourteau est assurée. Toutefois, l’attrait du gain ne doit pas faire s’effacer
les limites d’utilisation de ce carburant.
La faisabilité technique de la carburation à l’HVP n’est plus à démontrer. Pour être acceptée, notamment
auprès des concessionnaires ou assureurs, l’HVP doit néanmoins encore pouvoir répondre à un standard de
qualité.
La pérennité du système face à l’évolution technologique des moteurs peut quant à elle poser question,
d’autant que les constructeurs automobiles orientent leurs travaux sur les biocarburants de deuxième
génération et non sur l’HVP.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
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Nous avons montré que la valorisation de l’huile en tant que biocombustible ne semble pas être la solution la
plus pertinente comparativement à d’autres ressources disponibles pour l’agriculteur tel que le bois, la paille,
les issus de triages ou encore les tourteaux.
Confrontées à une demande sortant de l’ordinaire et à la multiplicité des domaines touchés par ce nouvel
atelier, il apparaît que les Chambres d’agriculture ont peiné à désigner les interlocuteurs des porteurs de
projets. Ceux-ci sont conseillers élevage, diversification, machinisme ou encore énergies renouvelables. Face
à cette nouvelle fonction de producteur d’énergie (énergiculteur), se créent un nouveau métier et un nouveau
champ d’acquisition de références pour les organismes agricoles.
Johann Barthélémi
Promotion 2000
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Esitpa - Septembre 2005 (partie 1)

Transcription

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