En 2003 la directive européenne RED (Renewable Energy Directive) a demandé aux pays européens des réductions d’émission de gaz à effet de serre (GES), notamment pour le transport, en faisant appel aux biocarburants capables de diminuer de 35% en 2017 puis de 50% en 2018 les émissions. Les pétroliers ont alors ajouté de l’alcool dans l’essence et des esters d’huiles végétales dans le gasoil, d’origine biosourcée.
Comment fabrique-t-on le bioéthanol (selon les procédés dits de 1re génération) ?
L’éthanol ou alcool éthylique, de formule chimique C2H5OH, est principalement synthétisé lors de la fermentation du sucre, soit de canne à sucre, soit de betterave suivant la réaction :
ou à partir d’amidon de blé ou de maïs, préalablement hydrolysé en sucre, selon :
(C6H10O5)n + n H2O = n C6H12O6 suivi de la fermentation (1).
Lors de ces réactions, l’alcool obtenu est mélangé à de l’eau que l’on doit absolument éliminer.
Pour cela l’opération industrielle se poursuit par une distillation pour obtenir un mélange eau-alcool à 90% (2) en éthanol. Puis les 10% d’eau restants sont éliminés sur tamis moléculaires pour que l’alcool purifié à 99,8% puisse être mélangé à l’essence. Les pétroliers en transforment une partie en ETBE (éthyl ter-butyl éther) (3) par réaction avec l’isobutène (4) afin d’avoir un carburant moins volatil.
Le rendement énergétique de l’éthanol est inférieur à celui de l’essence. En effet le rendement avec un litre et demi d’éthanol équivaut environ à celui d’un litre d’essence. Il faut donc s’attendre pour une automobile à une consommation supérieure au 100 km.
Les différents carburants à la « pompe à essence » : pour quels moteurs ?
En France les différents carburants à essence contiennent des quantités variables d’alcool.
Nom du carburant | SP 95 | SP 98 | SP95 E10 | super éthanol E 85 |
| Logo à la pompe depuis octobre 2018 | E5 | E5 | E10 | E85 |
Pourcentage maximum d’éthanol pur | 5 % | 5% | 10 % | 65 à 85 % selon la saison |
Tous les moteurs modernes sont conçus pour fonctionner avec les 3 premiers carburants.
Par contre pour le E85 il faut une automobile dite « flexfuel » équipée d’un système d’injection et de réglages du moteur lui permettant d’utiliser tous les carburants modulables. Seuls quelques constructeurs commercialisent ces véhicules qui ne représentent à l’achat que 0,3% du neuf. Heureusement depuis 2018 des boitiers électroniques agréés s’adaptent sur les autres automobiles leur permettant de rouler à l’E85 et environ 6000 automobilistes par an y recourent. C’est qu’ils recherchent des économies et une rentabilité car l’E85 est bien moins taxé que l’essence normale (0,12 € au lieu de 0,68 €) ce qui donne un prix moyen de 0,70€/L à la pompe pour l’E85.
Pour une voiture consommant 6 L/100 km de SP 95 à 1,50€/L et équipée pour rouler avec 7L/100 km d’E85 à 0,70 €/L, l’économie est de l’ordre de 4 €. Il faut alors de 20 000 à 25 000 km pour rentabiliser la pose du boitier FlexFuel d’environ 1000€.
[Ajout octobre 2020 : Les données actualisées mensuellement sont disponibles sur le site du Syndicat National des Producteurs d'Alcool Agricole, notamment sur la répartition de l’utilisation des carburants et les coûts et gains d’utilisations du SP95-E10 et du Superéthnol-E85. En 2020, l’estimation d’installations de boitiers est de 3000 par mois.]
Concurrence entre cultures à des fins énergétiques et cultures alimentaires
Alors « sauverons-nous la planète » (5) en roulant au bioéthanol ? La polémique a grossi dès 2010 après des rapports américains qui dénonçaient l’utilisation de cultures vivrières à des fins énergétiques et s’est enflée en 2016 après une étude très documentée de l’ADEME, de l’INRA et d’une ONG « Transport et environnement » pour la Commission de Bruxelles. Non seulement les gains en émission de GES étaient très inférieurs à 30% pour l’éthanol issu des céréales – avec de grandes disparités selon les céréales - mais le chiffrage du CAS (Changement d’affectation des sols) plombait encore ce bilan (6). C’est pourquoi la commission n’a pas voulu augmenter le pourcentage de biocarburants de 1re génération après 2018 comme prévu dans la directive RED.
[Ajout octobre 2020 : Une étude commandée par la Commission européenne a débouché sur la publication en mars 2019 d’un règlement délégué de la Commisssion. Les impacts sur le Changement Indirect d’Affectation des Sols sont détaillés en annexe pour les différentes cultures céréalières, sucrières et oléagineuses. Ces cultures sont classées en dessous du seuil limite de 10% définissant les biocarburants à risque ILUC élevé (risque de changement indirect d’affectation des terres), à l’exception de l’huile de palme dont la valeur est à 45%.]
Quelle est la situation en France ?
Le SP95 E10 est devenu le carburant le plus vendu avec plus de 40% des ventes à la pompe en 2019. L’éthanol représente environ 10% des carburants vendus en France.
Le dernier rapport du ministère de l’Écologie solidaire et celui de la commission parlementaire du 22 janvier précise qu’en 2017 543 millions de litres d’éthanol ont été produits, issus de matières premières française (55% maïs et blé, 33% betterave, 12% divers). De même 753 ML d’ETBE ont été produits à partir de 55% de matières françaises (80% blé et maïs, 18% betterave).
[Ajout octobre 2020 : La production française de bioéthanol utilise moins de 1% de la surface agricole utile nationale.]
Ces deux rapports recommandent d’accélérer la recherche pour l’obtention d’éthanol dit « cellulosique » produit à partir de la biomasse « lignocellulosique » issue de déchets végétaux (bois, paille, bagasses de végétaux), selon des procédés biochimiques.
Pour l’instant des cocktails d’enzymes capables de transformer la cellulose en sucres ont été trouvés et on sait à la fois séparer la lignine et mener la fermentation en bioréacteurs mais le coût de l’alcool produit n’est pas encore compétitif. En France le projet Futurol mené par 11 participants, dont l’IFPEN (8), est arrivé à son terme en 2018 après dix ans de recherche. La bioraffinerie pilote de ce projet à Pomacle-Bazancourt dans la Marne a été cédée à la société ARD (Agro Industrie Recherches et Développements) chargée de son maintien et de la commercialisation de cet éthanol cellulosique français pour le biocarburant 2G (9).
Un peu d’histoire (un retour aux sources ?)
L’inventeur du moteur à explosion, Nicolas Otton, avait conçu ce moteur avec l’alcool comme carburant et le record de vitesse automobile avait été obtenu en 1903 à 177 km/h sur une Gobron-Brillé roulant à l’éthanol. C’est seulement quand les hydrocarbures sont devenus moins chers que l’essence a remplacé l’alcool.
La production de futurs biocarburants respectant les enjeux environnementaux et économiques est un défi exaltant auquel doivent répondre les chimistes et bio-technologistes. Pour nous, automobilistes dans une société économe des ressources, quel que soit le carburant adoptons une conduite cool et écolo !
L’équipe question du mois
(1) Un schéma présentant les étapes de la production de bioéthanol est disponible sur le site SNPAA des Industriels de l'Alcool et du Bioéthanol
(2) Il s’agit de la fraction molaire en éthanol du mélange eau/éthanol
(3) Le nom ETBE est le nom industriel. Son nom selon la nomenclature est le 2-éthoxy,2-méthylpropane.
(4) La réaction mise en jeu entre l’isobutène et l’éthanol pour donner l’ETBE est
(5) Un exemple d’énergie renouvelable : l’essence verte
(6) Les enjeux de la R&D en chimie pour le domaine des carburants et biocarburants
(7) Polémiques dans le monde des biocarburants
(8) IFPEN : Institut Français du Pétrole et des Énergies Nouvelles
Les 28 et 29 février 2020 se tient, au parc floral de Paris au bois de Vincennes, le
Village de la chimie des sciences de la nature et de la vie
Les collégiens, lycéens et étudiants avec leurs professeurs ou leurs parents sont comme chaque année les bienvenus, et nombreux sont ceux qui grâce aux différents espaces et stands vont pouvoir trouver une orientation scolaire, un parcours professionnel, un stage en entreprise, un futur job.
Comment rendre efficace votre venue ?
- 1 – En rencontrant les professionnels à votre disposition : ingénieurs, recruteurs, techniciens de grandes entreprises internationales, de PME, de start–up, d’organismes de recherche ; ils vous parleront métiers et carrières.
- 2 – En vous renseignant auprès des établissements de formation et des filières : Bac Pro, BTS, DUT, Universités, Écoles d’ingénieurs, qui vous accueilleront au cours de ces deux journées.
- 3 – En préparant votre future insertion professionnelle grâce aux ateliers pour peaufiner votre CV, utiliser mieux internet, bâtir ou améliorer votre entretien d’embauche,
Vous aurez aussi la possibilité d’écouter et de vous instruire, au cours des conférences d’experts ou de chercheurs en chimie, sur le traitement des surfaces, l’innovation dans les verres, une méthode révolutionnaire de dépollution des sols.
Ne loupez pas les démonstrations spectaculaires de réactions chimiques et une découverte amusante des éléments de la classification périodique.
Enfin Jean Marie Lehn prix Nobel de chimie sera présent à l’occasion de la remise des prix des Olympiades de la chimie en Île-de-France et parlera de « la chimie de la vie ».
Venez en famille ou avec vos professeurs à Vincennes. L’industrie chimique emploie 165 000 salariés, et il y a de très nombreux chimistes dans d’autres industries comme la pharmacie, la métallurgie, l’automobile, l’aéronautique, la plasturgie, les cosmétiques et parfums. Cela représente chaque année des dizaines de milliers d’embauches. De plus, avec le développement de l’alternance et de l’apprentissage, de nombreuses possibilités sont offertes : venez à la table ronde spécialement consacrée à ces voies le samedi 29.
Préparez votre venue avec votre classe ou vos parents en consultant sur Mediachimie.org l’espace métiers, les fiches métiers par fonction et domaine d’activité et la série de fiches « Les chimistes dans… ». Vous y découvrirez des dizaines de métiers de l’agent de laboratoire à l’ingénieur procédé, du biochimiste au commercial, du responsable du laboratoire d’analyse au chercheur, tout un panel de métiers est décrit.
Mediachimie sera aussi présent au village (stand M6) et une équipe de Mediachimie assurera deux conférences / ateliers : « La chimie, une grande diversité de métiers riches d’avenir » les vendredi et samedi à 14h.
Jean-Claude Bernier et Catherine Vialle
Février 2020
Plus d'informations : Village de la chimie des sciences de la nature et de la vie
#villagechimie
#gracealachimie
Préparez votre venue au Village de la chimie en testant vos connaissances sur les métiers (quiz)
Comment concilier plusieurs passions dans votre futur métier ? Transports, énergies renouvelables, santé et bien-être, environnement…
Mediachimie vous propose de découvrir les secteurs économiques où innovent et travaillent les chimistes ainsi que les métiers qu’ils y exercent.
Pour cela promenez-vous parmi les fiches Les chimistes dans … les secteurs économiques et à la rubrique Où travaillent les chimistes ?.
Et bien sûr, ne loupez pas l’espace métiers, avec ses parcours de formation, ses fiches métiers et bien d’autres informations encore.
La Fondation de la Maison de la Chimie et Les Éditions Nathan se sont associés pour proposer aux enseignants et aux élèves des dossiers pédagogiques conformes aux nouveaux programmes des lycées pour les enseignements des classes de 2de et les enseignements de spécialités des classes de 1re générale et 1res STL, ST2S, STD2A et STI2D.
Vous pouvez d’ores et déjà découvrir les premiers dossiers ainsi que le sommaire des 20 dossiers que nous proposerons durant cette année scolaire 2019/2020.
La phase des vœux sur la plateforme d’admission post bac Parcoursup est ouverte depuis le 22 janvier. Dès aujourd’hui les lycéens peuvent y entrer leurs dix vœux sans ordre de préférence et ce jusqu’au 12 mars.
Chers lycéens et professeurs, dans vos choix n’oubliez pas la chimie et ses disciplines voisines telles que le génie chimique, la biochimie, la science des matériaux, vous offrent des formations scientifiques et technologiques qui conduisent à des métiers super intéressants.
Retrouver des fiches métiers, des parcours de formation et des vidéos dans l’espace métiers de Mediachimie.
Mais si vous voulez encore plus de détails sur votre future carrière et rencontrer les professionnels et industriels de la chimie patientez un peu et venez au « Village de la chimie » les 28 et 29 février au Parc floral de Vincennes où, parmi les nombreux stands des organismes, le stand de Mediachimie.org vous dévoilera les nombreux parcours de formation et de carrière et animera 2 ateliers sur ce thème le vendredi et le samedi.
Les marchés de Noël ont déménagé, les décorations et guirlandes de nos rues sur le point d’être démontées se balancent encore, et alors que sonne encore dans nos têtes le tube désenchanté de Gold « Ville de lumière, j’ai besoin de toi ! », peu savent la quantité de découvertes et de travaux qui ont conduit à de telles profusions de beauté visuelle (1).
Oublions les vieilles lampes à filaments aux verres colorés qui se balançaient entre les platanes des places des villages le soir du 14 juillet. La lampe à incandescence inventée par Thomas Edison avec filament de carbone en 1879 puis de tungstène au XXe siècle est maintenant bannie de la vente au profit des ampoules à basse consommation ou mieux encore des LED (Light Emetting Diode) qui ont envahi toutes les décorations lumineuses de Noël.
L’émission de lumière par des diodes semi-conductrices de SiC était connu depuis 1907 mais ce n’est qu’en 1929 qu’un brevet sur le principe d’émission fut déposé et il fallut plus de trente ans pour qu’une première LED donne une émission dans le rouge en 1962 (2).
Le principe des émissions par des semi-conducteurs électroluminescents est assez simple. Ils sont caractérisés par une bande de valence et une bande de conduction séparées par un « gap » d’énergie Eg. Lorsqu’un courant électrique active le semi-conducteur, un déséquilibre se crée entre les deux bandes et les électrons de la bande de conduction se combinent avec les trous créés dans la bande de valence en émettant un photon de fréquence ν tel que hν= Eg liée à la valeur du gap. Les chimistes du solide ont fait leur gamme en partant des semi-conducteurs de type III-V (3) pour obtenir du rouge avec GaAs et AlGaAs, du jaune avec GaAsP, du vert pour GaN. Ce n’est qu’en 1993 que des chercheurs japonais, prix Nobel en 2014 (4), ont obtenu la LED bleu avec la composition InGaN permettant grâce à une émission vers 480 nm de relancer la commercialisation des lecteurs sur support optique des DVD et de relever le défi économique de la lumière blanche pour le grand public. En effet plutôt que la recomposer avec trois LED bleu-rouge-vert on utilise maintenant l’émission d’une LED bleu encapsulée dans un dôme de silicone sur lequel on a une couche mince de luminophore émettant dans le jaune dont la composition est par exemple à base de YAG dopé au cérium (Y3Al5O12 : Ce3+). Les recherches actuelles tendent à diminuer la proportion d’émission bleue qui donne une lumière blanche trop froide pour une lumière plus chaude dans le jaune avec des luminophores (5) dopés à l’europium Eu2+ ou des oxysulfures avec des défauts structuraux pour limiter le recours aux lanthanides.
Les LED sont concurrencées par les OLED (Organic Light Emetting Diode) (6) qui sont constituées d’une couche mince de polymère semi-conducteur entre deux électrodes. Ces semi-conducteurs organiques sont caractérisés par l’alternance de simples liaisons et doubles liaisons carbones dites π-conjuguées. Les orbitales moléculaires ont alors deux niveaux, la plus basse est liante (HOMO), la plus haute antiliante (LUMO) qui s’assimilent aux deux bandes des semi-conducteurs métalliques avec les mêmes processus de recombinaison électrons-trous s’accompagnant d’émission de lumière. Si les OLED ont conquis les écrans plats des télévisions et des smartphones, elles ne sont pas encore concurrentielles pour les décorations lumineuses.
Mais la chimie est encore présente lors des nuits du nouvel an avec les incontournables feux d’artifices qui enflamment le ciel des métropoles (7). Leur principe est lié à la réaction chimique de combustion qui mêle un oxydant (nitrate, perchlorate) et un réducteur (carbone, soufre, magnésium) avec fort dégagement de chaleur et de gaz. Pour colorer les flammes on y ajoute des sels métalliques ; de strontium pour le rouge, sodium pour le jaune, baryum pour le vert, cuivre pour le bleu et poudres de magnésium ou aluminium pour le blanc éclatant. Notons que le tir et les explosions en altitude imposent que ce soient des professionnels qui sont en charge de ces feux et qu’il est toujours déconseillé que de simples amateurs s’y impliquent car leur sécurité est en jeu (8). C’est avec quelques regrets que janvier moins lumineux se déroule. Adieu la chimie des couleurs… À la fin de l’année 2020 !
Jean-Claude Bernier et Catherine Vialle
Janvier 2020
Pour en savoir plus :
(1) Lumière et couleurs (vidéo)
(2) EnLEDissez-vous !
(3) Les radars des avions Rafale (Chimie et… junior)
(4) Un prix Nobel éclairé
(5) Fluorescence (vidéo)
(6) Les diodes électroluminescentes organiques : des sources « plates » de lumière
(7) Les feux d’artifice des frères Proust (Petites histoires de la chimie)
(8) Une enquête explosive (Chimie et… junior)
Le prochain colloque Chimie et Lumière aura lieu le mercredi 26 février 2020 à la Maison de la Chimie, à Paris.
Depuis le Big Bang, il y a 14 milliards d’année, la chimie et la lumière sont intiment liées. La photochimie qui définit les interactions entre la lumière et la Matière est partout présente dans l’espace interstellaire comme sur Terre. Sans la photosynthèse, par exemple, la vie n’existerait pas. La photochimie contribue à de multiples fonctions de notre vie quotidienne et ses applications sont nombreuses dans les domaines industriel, biologique et agricole, ou de la santé et du bien-être. Le large spectre de fréquence de la lumière que l’on sait maintenant maîtriser, notamment avec l’avènement des lasers, a encore élargi le champ et l’importance des applications possibles. Les plus récentes que permet la photochimie, y compris avec la lumière des lasers, seront présentées par des experts de la recherche publique et industrielle. Des exemples vous montreront l’importance des interactions chimie – lumière dans l’origine de la vie et le domaine de la santé, et leurs apports au service de l’art, de la transition énergétique, et de la qualité et du confort de notre vie quotidienne.
Le développement scientifique et technologique de ce domaine implique la collaboration et les échanges entre les chimistes, les physiciens, et les biologistes. Ce colloque est ouvert à un large public avec une attention particulière aux lycéens et à leurs enseignants. Le niveau des interventions se veut accessible à tous pour permettre un large débat. Nous vous souhaitons une passionnante exploration de ce domaine en continuelle évolution qui nous concerne tous.
Bernard Bigot
Président de la Fondation internationale de la Maison de la Chimie
et Directeur Général de l’Organisation internationale ITER
Réservez votre journée du mercredi 26 février 2020 pour participer au colloque (accessible au grand public).
L'inscription se fait en ligne. Elle est gratuite mais obligatoire.
Le colloque sera diffusé en direct sur Mediachimie ou sur Youtube.
Découvrez les dernières vidéos de la série Idées plein la Tech :
Des nano plein les bronches
Allo les plantes !
Caillebotte aux rayons X
Vive le CO2
- Comment les nouveaux médicaments permettent d’atteindre des zones inaccessibles par les médicaments classiques dans les bronches : Des nano plein les bronches
- Comment les plantes échangent des informations entre elles et avec leur environnement par communication chimique : Allo les plantes !
- Comment un laboratoire parisien à mis au point en collaboration avec la NASA, un petit spectromètre à RX portable capable d’analyser la nature des pigments employés par les peintres dans les œuvres d’art ou le sol de la planète Mars, apportant ainsi une autre vision de l'histoire de l’art, de la complexité artistique… et de la fraude dans ce domaine : Caillebotte aux rayons X
- Comment faire quelque chose d’utile avec le CO2, comme par exemple des produits fondamentaux de la chimie de base : de l’éthylène et de l’éthanol, et en utilisant de l’énergie solaire ! : Vive le CO2
Des vidéos pour tous sur des recherches au service de la qualité de notre vie.
Il est très fréquent d’entendre parler de pile à hydrogène, de voitures à hydrogène, de véhicule « propre », de mobilité hydrogène, de mobilité verte, d’hydrogène vecteur d’énergie, d’hydrogène gris ou vert…
Mais de quel hydrogène parle-t-on ?
Il s’agit de la molécule de dihydrogène, H2, gaz qui n'existe quasiment pas à l'état naturel sur Terre.
En effet, l’élément hydrogène, de symbole H, est très abondant sur la Terre mais seulement sous forme combinée :
- soit avec l’oxygène dans la molécule d’eau, H2O,
- soit avec le carbone dans les hydrocarbures, comme le gaz naturel ou méthane (CH4) ou le pétrole ; ce sont des mélanges de composés de formules générales CnHm
- ou encore dans les molécules du vivant.
Si l’on dispose de dihydrogène, il est possible de récupérer de l’énergie soit sous forme de chaleur via sa combustion directe avec le dioxygène (1) - c’est le cas des moteurs à hydrogène - , soit sous forme d’électricité via une pile à combustible (2) . Dans les deux cas la réaction globale ne produit que de l’eau selon :
2 H2 + O2 →2 H2O
Ainsi le dihydrogène est un vecteur d’énergie mais pas une source d'énergie car n'existant pas à l'état naturel, il faut préalablement le produire à partir d’eau ou d’hydrocarbures, ce qui nécessite d’abord une dépense d’énergie.
L’hydrogène gris ou comment créer du dihydrogène à partir des hydrocarbures
Le réformage (ou reforming) du gaz naturel (3) est actuellement la principale source de dihydrogène. Du méthane et de l’eau sont mis à réagir à haute température (nécessitant donc une consommation d’énergie). La réaction mise en jeu est :
CH4 + H2O = CO + 3H2 suivie de CO + H2O = CO2 + H2
On peut aussi faire le réformage des hydrocarbures liquides (pétrole) ou du charbon (4) .
En plus de la consommation d’hydrocarbures, on notera que pour faire 1 kg d’hydrogène par réformage, on émet de 6 à 10 kg de CO2.
L’hydrogène décarboné ou comment créer du dihydrogène par électrolyse de l’eau
L’apport d’énergie électrique via deux électrodes, plongées dans de l’eau en milieu basique (ou de l’eau acidifiée), reliées aux bornes d’un générateur de courant continu, permet la décomposition de l’eau et la création de dihydrogène, selon la réaction :
2 H2O → 2 H2 + O2
Dans quel cas cet hydrogène décarboné est-il « vert » ?
Tout dépend de la source d’électricité. Si elle provient d’une centrale à charbon, d’une centrale à fuel lourd ou au gaz, cet hydrogène reste gris ! Si la source d’électricité est elle-même décarbonée et renouvelable, courant électrique provenant de barrages hydrauliques, d’éoliennes ou de panneaux solaires, on parle d’hydrogène vert.
Le grand intérêt de cette électrolyse est de permettre le stockage de l’énergie sous forme de dihydrogène pour ces sources intermittentes d’énergie avant de récupérer ultérieurement l’énergie via sa combustion dans une pile à combustible ou dans un moteur. C’est en ce sens que l’hydrogène vert participera à la transition énergétique.
Toutefois il faut garder à l’esprit que chacun des rendements de l’électrolyse et de la pile à hydrogène sont inférieurs à 1 et que le stockage consomme aussi de l’énergie (5) .
Françoise Brénon et l'équipe Question du mois
(1) La combustion du dihydrogène
Sa combustion en présence d’oxygène génère de l’eau selon 2 H2 + O2 →2 H2O, et s’accompagne d’un très important dégagement de chaleur (143 kJ pour un gramme de H2 soit trois fois plus que l’essence ou le diesel).
Comme c’est un gaz très léger, 11 fois plus léger que l’air, il faut pour l’utiliser, le comprimer très fort ou le liquéfier. C'est ainsi l'un des combustibles liquides les plus utilisés au décollage, dans les étages cryogéniques des lanceurs de fusée. Par exemple, la navette spatiale Ariane 5 emporte jusqu'à 26 tonnes d'hydrogène liquide dans ses réservoirs !
Schématiquement, la pile présente deux compartiments alimentés par du dihydrogène à l’anode et de l’air à la cathode. Quand la pile débite, la réaction globale est la même réaction que celle de la combustion directe, soit
2 H2 + O2 → 2 H2O. Voir https://www.mediachimie.org/sites/default/files/FR-pile-images.pdf
Ainsi des voitures électriques, munies d’un réservoir à dihydrogène comprimé, peuvent fonctionner avec le courant continu délivré par une pile à hydrogène, le dioxygène provenant en continu de l’air. Ces voitures, lors de leur fonctionnement, émettent seulement de la vapeur d’eau et non plus des oxydes d’azote ni de dioxyde de carbone. C’est ainsi que l’on parle de « véhicule propre ».
(3) Le réformage du méthane nécessite de travailler entre 800 et 900 °C et sous 350 bars, en présence de catalyseur à base d’oxyde de nickel sur des anneaux d’alumine imprégnés par 10 à 16 % en masse de Ni (leur durée de vie est comprise entre 8 et 10 ans).
(4) Les matières premières utilisées, dans le monde, pour produire le dihydrogène, en 2014 sont à 96 % d’origine fossile.
gaz naturel | hydrocarbures liquides | charbon | électrolyse |
49% | 29% | 18% | 4% |
(5) Globalement l’électrolyse de l’eau, le transport et la compression du gaz à 700 bars consomment environ 75 % de l’énergie que l’on aurait pu récupérer lors du fonctionnement de la pile. En effet, pour qu’un véhicule fonctionne avec une pile à hydrogène vert, il a été nécessaire en amont de faire l’électrolyse de l’eau, d’acheminer le dihydrogène à la station et enfin de comprimer fortement le gaz pour qu’il occupe un volume réduit dans la voiture. On admet que l'électrolyse de l'eau a un rendement compris entre 50 et 60 % par rapport à la puissance électrique fournie. Les rendements de l’électrolyse à haute température peuvent monter plus haut (80 à 90 %) mais il faut faire de la vapeur à 300-800 °C. Enfin il faut comprimer le gaz à 700 bars (de l’énergie est donc dépensée par le compresseur) et la température du gaz s’élève (selon la loi pV=nRT), gaz qu’il faudra refroidir après.
Le sucre est produit à l’échelle mondiale à partir de canne à sucre (70 à 80 %) ou à partir de betterave à sucre. La France est le premier producteur mondial de sucre de betterave : 46 000 personnes travaillent dans cette filière et la production pour 2017/2018 a été de 6,1 Mt de sucre dont 3,35 Mt exportées [1]. C’est une activité saisonnière car la racine de betterave doit être traitée sitôt l’arrachage réalisé.
Lire la suite du Zoom sur le saccharose : de la betterave au sucre