Biocarburant à base de chanvre : Une alternative viable aux carburants fossiles ?

C’est une idée fausse commune parmi les partisans du chanvre et du cannabis que le simple fait de passer des combustibles fossiles au biocarburant de chanvre résoudrait, d’un seul coup, le problème mondial franchement terrifiant des combustibles fossiles. Loin d’être la solution pour sauver la planète qu’on leur présente trop souvent, les biocarburants dans leur ensemble apportent leur propre lot de questions qui créent plus de problèmes qu’ils n’en résolvent.

Rien n’existe isolément. Il est vital de considérer l’effet domino que le remplacement des combustibles fossiles par des biocarburants aurait sur la planète dans son ensemble. Cependant, lorsque l’on compare le chanvre à d’autres matières premières de biocarburants, on constate certains avantages.

Le biodiesel et l’éthanol peuvent tous deux être fabriqués à partir du chanvre

Il existe deux types de biocarburants : le biodieselet l’éthanol. L’éthanol est fabriqué à partir de céréales (maïs, orge, blé, etc.) ou de canne à sucre, mais peut également être fabriqué à partir des parties non comestibles de la plupart des plantes. Il est fréquemment utilisé comme biocarburant, mais généralement mélangé à l’essence.

Les voitures conçues pour fonctionner à l’essence ne peuvent tolérer qu’un ajout de 10% d’éthanol à l’essence ; les voitures à carburant souple peuvent utiliser un mélange allant jusqu’à 80% d’éthanol. Au Brésil, où de grandes quantités de canne à sucre sont cultivées pour le biocarburant, certaines voitures peuvent fonctionner avec 100% d’éthanol.

Le biodiesel est fabriqué en raffinant des huiles et des graisses provenant de plantes ou d’animaux, le plus souvent de l’huile végétale, et nécessite du méthanol.Le diesel ordinaire est souvent mélangé au biodiesel dans un rapport de 4:1 respectivement,mais les mélanges peuvent aller de 2% à 100% de biodiesel. Un avantage pratique du biodiesel est que n’importe quelle voiture diesel peut fonctionner avec.

Le chanvre, s’il était cultivé comme matière première de biocarburant, serait capable de produire les deux biocarburants. La graine de chanvre est composée de 30 à 35 % d’huile en poids, ce qui lui donne un rendement en carburant d’environ 780 litres par hectare (207 gallons par hectare). Ce rendement est nettement inférieur à celui de l’huile de palme et de la noix de coco, mais plus de deux fois supérieur à celui du colza, de l’arachide et du tournesol, et quatre fois supérieur à celui du soja. Le reste de la plante peut être transformé en éthanol par fermentation sous de faibles niveaux d’oxygène.

Conséquences naturelles de la production de biocarburants

Les matières premières les plus couramment utilisées pour les biocarburants sont le soja et le maïs (États-Unis), la canne à sucre et la betterave sucrière (Amérique du Sud), l’huile de palme (Asie du Sud-Est et de l’Est) et le colza(Europe). Toutes ces plantes ont besoin de grandes quantités de terres fertiles pour se développer.

De grandes étendues de forêt tropicale ont été détruites pour faire de la place aux palmiers à huile et la déforestation se produit à une échelle alarmante et sans précédent dans toutes ces régions. Cela a détruit l’habitat de nombreuses espèces, dont beaucoup (comme l’orang-outan) sont déjà en danger.

Ces matières premières sont également cultivées sur des terres arables autrefois utilisées pour les cultures destinées à la consommation humaine, ce qui fait grimper les prix de ces cultures et les met hors de portée des pauvres. En outre, ce que l’on appelle la « déforestation secondaire » a lieu car davantage de terres sont nécessaires pour cultiver des produits alimentaires.

Les objectifs en matière de biocarburants fixés par divers gouvernements dans le monde pourraient faire plus de mal que de bien, tant en termes de changement climatique que d’approvisionnement alimentaire. Ce sont les pays en développement qui sont le plus durement touchés par ces problèmes plutôt que les pays riches.

Quels sont les avantages du chanvre en tant que matière première pour les biocarburants ?

Le chanvre a l’avantage de pouvoir pousser dans des sols moins fertiles, et sa capacité à pousser sur ce qu’on appelle les ‘terres marginales’ est très appréciée par beaucoup. La « terre marginale » est un terme fondamentalement économique, qui désigne une parcelle de terre dont l’exploitation coûte plus cher que ce qu’elle peut rapporter. Il peut s’agir de terres dont la qualité du sol est médiocre, de terres polluées par des activités industrielles antérieures ou de terres dont le relief présente des difficultés particulières pour l’agriculture, comme les flancs de montagne à forte pente.

Cependant, en termes réels, c’est lorsqu’elle est cultivée sur une terre fertile dans des conditions optimales qu’elle produit le plus de graines. Si son utilisation comme matière première pour les biocarburants devait se répandre, il est très probable que les terres arables seraient consacrées au chanvre de la même manière qu’elles le sont actuellement pour les matières premières concurrentes, avec le même impact négatif sur le prix des aliments.

Les autres problèmes avec les terres marginales sont que, premièrement, elles abritent souvent des espèces et des processus qui sont une partie précieuse de l’écosystème. Deuxièmement, de par leur nature même, elles ont tendance à se trouver dans des endroits peu pratiques à cultiver, comme les flancs de montagne.

On ne peut pas ignorer la question de la récolte du chanvre dans des endroits difficiles d’accès, et de son transport vers une installation de traitement des biocarburants. Puisque ces deux activités génèrent du CO2 en brûlant des combustibles fossiles, il faut en tenir compte dans son efficacité en tant que culture neutre en carbone. Cela s’applique à toutes les cultures de matières premières pour biocarburants, sur toutes les terres, et pas seulement au chanvre sur les terres marginales. Le coût en carbone du labourage, de l’ensemencement, de la récolte, du transport et du traitement est plus élevé que celui de la production de combustibles fossiles.

Bien que cela signifie que le passage au carburant à base de chanvre pour tous les véhicules à moteur ne résoudra pas la crise énergétique ni n’arrêtera le changement climatique, il pourrait y avoir une application à plus petite échelle, mais néanmoins utile. Si les exploitations agricoles sont en mesure de cultiver et de traiter le chanvre sur place pour fabriquer des biocarburants pour les véhicules et les machines agricoles, elles pourraient être en mesure de créer une  » boucle  » autonome et à faible émission de carbone. Cela peut, à petite échelle, les aider à mettre fin à leur dépendance vis-à-vis des combustibles fossiles. Le chanvre pourrait être introduit en tant que culture de rotation dans les cultures alimentaires existantes, réduisant ainsi l’impact sur les prix des aliments et l’utilisation des combustibles fossiles.

Il y a aussi le fait que le chanvre est actuellement très largement une culture alimentaire de « marché de niche », il n’y a donc pas la même dépendance à son égard que pour le maïs, par exemple. Cependant, cela le rend actuellement inefficace en termes de coût pour la production de biocarburants à grande échelle.

Un minimum d’engrais et d’eau est nécessaire pour cultiver le chanvre

Un autre domaine qui nécessite un examen minutieux lorsqu’on examine les biocarburants est celui des engrais nécessaires pour les cultiver. Ces engrais sont essentiellement des nitrates provenant du pétrole et du gaz – oui, des combustibles fossiles – utilisant le processus à forte intensité énergétique Haber-Bosch pour produire de l’ammoniac, qui à son tour est utilisé comme matière première pour tous les autres engrais azotés.

Une fois introduits dans la terre, ils ne restent pas simplement dans le sol. Soit ils sont entraînés dans les cours d’eau où ils perturbent l’écosystème, tuent les poissons et polluent les réserves d’eau potable ; soit ils entrent dans l’atmosphère, se transformant en protoxyde d’azote. Le protoxyde d’azote est un gaz à effet de serre pire que le dioxyde de carbone. Ils entrent également dans l’atmosphère et se transforment en oxydes mono-azotés NOet NO₂, qui contribuent à l’ozone troposphérique (un autre danger pour la santé).

Le chanvre nécessite une fertilité du sol à peu près équivalente à celle du maïs pour bien pousser. Cependant, environ 70 % de ses besoins en nutriments seront restitués au sol pendant et après le cycle de croissance. De plus, une petite quantité de nutriments donne un rendement important. Cela réduit considérablement la quantité d’engrais dont il a besoin à long terme. C’est un avantage certain par rapport à toutes les autres matières premières des biocarburants.

On peut dire la même chose de ses besoins en eau. L’un des plus gros problèmes des biocarburants est que leur production nécessite plus d’eau que les combustibles fossiles, entre deux et 48 fois plus. Le chanvre a besoin d’environ 30 à 40 cm d’eau par saison de croissance ou de précipitations équivalentes pour produire une récolte, alors que le maïs a besoin d’environ 56 cm.

La plante entière peut être utilisée

Peut-être l’un des plus grands avantages du chanvre en tant que biocarburant est le potentiel d’utilisation de chaque partie de la plante. Une fois que l’huile est pressée des graines, les coques restantes et la matière des graines peuvent être comprimées en  » gâteaux  » pour une alimentation animale nutritive. Les déchets de récolte et les feuilles qui tombent pendant la croissance retournent au sol, avec les racines, pour le reconstituer en vue de la prochaine récolte. Les fibres libériennes et les hurds sont utilisés pour la fibre, le papier et les matériaux de construction, pour ne citer que quelques produits.

Développement de la recherche sur les biocarburants et son application au chanvre

Le processus de pyrolyse est relativement nouveau pour l’application du biocarburant de chanvre. La pyrolyse consiste à soumettre une matière végétale fibreuse contenant de la cellulose (connue techniquement sous le nom de biomasse lignocellulosique) à une chaleur intense afin d’obtenir des huiles de qualité carburant. Ce procédé est extrêmement rentable, car il permet d’utiliser essentiellement des déchets de biomasse. La technique peut être appliquée au chanvre, et même à l’énorme quantité de biomasse déjà produite par la culture du chanvre et de la marijuana dans le monde.

Ce développement est lié aux façons dont la plante entière peut être utilisée, même simplement les déchets produits par l’industrie du cannabis dans son ensemble. Par exemple, la seule ville de Washington a produit 1,7 million de livres de déchets de plantes de cannabis au cours des trois premières années après la légalisation (2014).

Depuis, de nombreux pays européens ont légalisé la culture du chanvre et les États-Unis aussi, de sorte que la quantité de déchets ne devrait qu’augmenter. La Californie est confrontée depuis longtemps à un problème de déchets de cannabis. La pyrolyse offre une voie possible pour capitaliser les déchets de cannabis et de chanvre et les utiliser pour faire du biocarburant sans être confronté à la question déjà exigeante de savoir où les cultiver.

Il y a encore des obstacles pour découvrir si le chanvre est ou non le meilleur biocarburant. Actuellement, le plus grand obstacle à l’utilisation du chanvre comme biocarburant est qu’il est si peu cultivé. La législation s’est assouplie au cours des deux dernières années, en particulier aux États-Unis, où la culture du chanvre a été légalisée.

Cependant, la plupart du chanvre cultivé en Europe, en Chine et aux USA est utilisé dans la production de produits alimentaires, de produits CBD, de cosmétiques et dans la recherche. Une partie est utilisée dans la fabrication de produits filés spécialisés tels que le papier de chanvre et la corde de chanvre.

De nombreux avantages du chanvre comme biocarburant restent théoriques parce que très peu de chanvre a été utilisé comme biocarburant à l’échelle commerciale. Il est à espérer ardemment que cela ne reste pas le cas pour beaucoup plus longtemps.

.