Fiche thématique n°13 : Les biocarburants
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Les biocarburants sont des carburants de substitution obtenus à partir de la biomasse (matière première d’origine végétale, animale ou issue de déchets). Ils sont généralement incorporés dans les carburants d’origine fossile.
En France, les biocarburants les plus utilisés sont issus de ressources agricoles et s’inscrivent généralement dans un système de double valorisation entre une production alimentaire d’une part et une production énergétique d’autre part. Par exemple, les graines de colza sont utilisées en huile utilisée pour le biodiesel alors que le reste du colza est valorisé en tourteaux à destination de l’alimentation animale. Depuis quelques années, ce sont les filières de valorisation de déchets qui prennent leur essor, notamment à travers l’usage d’huiles usagées de cuisson. On distingue ainsi les biocarburants « conventionnels » en concurrence alimentaire des biocarburants « avancés » ne présentant pas de concurrence alimentaire et permettant une valorisation de déchets tel que le marc de raisin, les déchets industriels ou les résidus sylvicoles.
L’usage des biocarburants contribue largement à l’objectif européen de 14% d’utilisation d’énergie renouvelable dans les transports d’ici 2030. En France, les biocarburants représentent environ 12% de la consommation finale d’énergies renouvelables (10% en 2020 qui est une année atypique en termes de consommation de carburants), et 6% de la consommation énergétique finale des transports (pour un objectif national de 15% en 2030). La consommation de biocarburants a été multiplié par 5 depuis 2005.
Les différentes filières de biocarburant
La filière biocarburant « essence », pour les véhicules essence, comprend l’éthanol et son dérivé l’ETBE (éthyl-tertio-butyl-éther). En France en 2021, 8,6% de l’énergie contenue dans les essences était d’origine renouvelable, majoritairement composé de bioéthanol produit à partir de betterave à sucre et de céréales (blé, maïs), mais également de certains résidus vinicoles (marcs de raisin et lies de vin).
Le blé, le maïs, la pomme de terre sont transformés en amidon et comme la betterave, la canne à sucre est ensuite transformée en sucre, ensuite il y a fermentation pour produire de l’éthanol qui mélangé avec de l’essence constitue du bioéthanol.
Les sucres contenus dans les plantes sont transformés en alcool par un procédé de fermentation, puis distillé et déshydraté pour obtenir du bioéthanol.
La filière des biocarburants de type EMAG, comprend différents produits, fabriqués à partir d’huiles issues de plantes oléagineuses, de graisses animales ou d’huiles usagées. En 2021, 7,3% de l’énergie contenue dans le gazole provenait de biocarburants de type EMAG.
Les EMAG sont obtenus par une réaction consistant à faire réagir un corps gras (contenus dans les huiles ou les graisses) avec un alcool (méthanol ou éthanol) pour obtenir un ester d’acide gras.
En France, les EMAG sont essentiellement produits à partir d’huile de Colza.
L'huile de colza, et de tournesol suivent un procédé de transestérification pour être transformés en esters d’huiles végétales ou biodiesel et sont ensuite mélangés au gazole.
L’hydrotraitement consiste à traiter à l’hydrogène des corps gras contenus dans les huiles végétales ou les graisses animales. Il existe deux procédés pour le réaliser :
- dans une unité dédiée de type « bioraffinerie »,
- en co-traitement dans une raffinerie (l’huile est mélangée en amont de l’unité de désulfuration à un flux pétrolier de gazole) : ce procédé est appelé « co-processing ».
Plusieurs filières se développent avec de nouveaux procédés industriels utilisant des sources de biomasse non destinées à l’alimentation humaine ou animale, ou valorisant des déchets industriels. Elles permettent par exemple de produire des biocarburants via la transformation de la lignocellulose contenue dans les résidus agricoles (paille) et forestiers (bois), dans des plantes provenant de cultures dédiées (taillis à croissance rapide). Deux voies sont développées pour transformer la lignocellulose des plantes :
- La voie thermochimique pour obtenir du biogazole de synthèse ;
- La voie biochimique pour obtenir de l’éthanol.
Les résidus agricoles (pailles) et forestiers peuvent suivre un procédé de gazéification par voie thermochimique et être transformés en gaz de synthèse, puis un hydrocarbure et ensuite être mélangés avec au gazole. 
Les cultures dédiées comme les taillis à croissance rapide peuvent suivre un procédé par voie biochimique (hydrolyse enzymatique) et être transformé en sucres, puis suivre le procédé de fermentation, pour être transformé en éthanol et être mélangé à de l’essence.
Ces nouvelles filières présentent des bilans énergétiques plus favorables et permettent en outre de limiter les problématiques d’usage des sols et de concurrence avec les débouchés alimentaires, tout en produisant par exemple du biokérosène.
Les critères de durabilité des biocarburants
Les biocarburants doivent respecter des critères de durabilité stricts permettant de s’assurer qu’ils constituent une solution durable au remplacement du pétrole.
- Les critères liés aux émissions de gaz à effet de serre (GES) : selon l’usine de production de biocarburant, le produit fini doit permettre une réduction allant de 50 à 65% de réduction de gaz à effet de serre par unité d’énergie comparé à l’équivalent fossile. Le calcul des émissions de GES des biocarburants prend en compte l’ensemble du cycle de vie, incluant notamment les émissions liées à la culture des matières premières, les émissions du transport et celles dues à la transformation.
- Les critères liés aux terres : les biocarburants ne doivent pas être produits à partir de terres riches en biodiversité, de terres présentant un important stock de carbone ou de tourbières ou de terres déforestées.
L’ensemble de ces critères s’applique à toute la chaîne de production et de distribution des biocarburants, dont les étapes vont du champ jusqu’à la mise à la consommation. Depuis 2015, les biocarburants issus de ressources alimentaires tel que le colza ou le blé sont ainsi limités à 7% de la consommation d’énergie des transports au niveau de l’Union européenne. En France, certaines ressources ont également été exclues (huile de palme, soja) des dispositifs d’incorporation. En France, les biocarburants utilisés émettent en moyenne 65% de GES que leur équivalent fossile.
Le soutien et les besoins à court, moyen et long terme
Le soutien à la consommation de biocarburants est porté par la taxe incitative relative à l’utilisation d’énergie renouvelable dans les transports. Cette taxe encourage l’incorporation et la distribution de biocarburants en pénalisant les opérateurs qui mettent à consommation une proportion de biocarburants inférieure à un objectif d'incorporation défini annuellement.
Le parc roulant des véhicules thermiques roulant à l’essence et au diesel est amené à décroître d’ici 2035, dans le même temps que l’électrification du parc sera mené. A court terme, la décarbonation des véhicules thermiques encore en circulation peut donc passer par l’usage de carburants durables permettant une réduction conséquente des émissions de gaz à effet de serre. A plus long terme, les besoins en carburants durables pour les véhicules particuliers se maintiendront après 2035 tant que l’électrification n’est pas complète, mais auront vocation à diminuer progressivement.
Ils seront principalement portés par les filières non électrifiables et difficiles à décarboner sans vecteur liquide, comme l’aviation ou le maritime. La décarbonation de ces secteurs passera par l’usage de carburants durables aujourd’hui peu ou pas développés, tel que les carburants issus de déchets dits « biocarburants avancés », issus de ressources recyclées.
Des besoins complémentaires en biocarburants peuvent également émerger pour la production d’électricité dans des zones non interconnectées.
Les biocarburants auront donc un rôle important à jouer pour atteindre la neutralité carbone d’ici 2050, notamment pour les secteurs de transport les plus difficiles à électrifier. Le développement futur des biocarburants se fera sur une logique d’économie circulaire en allant capter les déchets plutôt qu’en prélevant plus de ressources pouvant être utilisées en alimentation humaine ou animale.