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Mémoire sur les opportunités de l`HVP en Rhône

1. Consommation de l agriculture en Rh ne Alpes en 2002 Unit KTEP Litres Fioul domestique Fioul domestique Ain 11 9 14 166 950 Ard che 8 6 10 238 300 Dr me 15 5 18 452 750 Is re 16 3 19 405 150 Loire 11 7 13 928 850 Rh ne 11 9 14 166 950 Savoie 5 9 7 023 950 Haute Savoie 7 4 8 809 700 Rh ne Alpes 89 2 106 192 600 Tableau 4 Consommations totales en fioul domestique de l agriculture en Rh ne Alpes en 2002 EXPLICIT ICE 2004 Tableau 5 Consommations des tracteurs agricoles en fioul domestique en Rh ne Alpes en 2002 Consommation de l agriculture en Rh ne Alpes en 2002 Consommation Litres Litres 2002 Fioul domestique total Fioul tracteur Ain 14 166 950 12 976 926 Ard che 10 238 300 9 378 283 Dr me 18 452 750 16 902 719 Is re 19 405 150 17 775 117 Loire 13 928 850 12 758 827 Rh ne 14 166 950 12 976 926 Savoie 7 023 950 6 433 938 Haute Savoie 8 809 700 8 069 685 Rh ne Alpes 106 192 600 97 272 421 EXPLICIT ICE 2004 AGRESTE 1993 17 KTEP kilo Tonne quivalent P trole Sur une moyenne de 1998 2003 la production fran aise totale SCOP industrielle de tournesol et de colza est de 5 223 800 tonnes 3 561 800 t de colza et 1 662 000 t de tournesol La production rh nalpine de colza et tournesol repr sente donc 2 4 127 034 t de la production fran aise La balance export import de colza et tournesol es
2. Sara Une cole d ing nieurs au c ur de la vie F y 7 1 CHAMBRE D AGRICULTURE DE LA DR ME 95 avenue Georges Brassens ISARA LYON 26500 BOURG LES VALENCE D AGRICULTURE DE LA DR ME 31 place Bellecour 69288 LYON cedex 02 RH NALPENERGIE ENVIRONNEMENT 10 rue des Archers 69002 LYON RHONALP3NERGIE Envihonne ent LES BIOCARBURANTS EN RH NE ALPES POTENTIALIT S DES OL AGINEUX ET OPPORTUNIT S DE L HUILE V G TALE PURE M moire de Fin d tude 33 promotion 2000 2005 GUIRAL EMMANUEL SAINT CYR CHRISTOPHE Date 8 septembre 2005 l ves Ing nieurs ISARA Lyon Enseignant responsable Yvan GAUTRONNEAU Directeurs de M moire Sarah FRANCO Marc DELORME Ce document ayant t r alis par des l ves Ing nieurs de l ISARA Lyon dans le cadre d une convention avec la Chambre d agriculture de la Dr me et Rh nalp nergie Environnement toute mention communication ou diffusion devra faire tat de l origine ISARA Lyon REMERCIEMENTS Nous tenons remercier tout particuli rement M Sarah FRANCO et M Marc DELORME nos directeurs de m moire de la Chambre d agriculture de la Dr me et de Rh nalp nergie Environnement pour le suivi de notre travail tout au long du stage Nous remercions galement M C dric CHARRIER animateur de la FDCUMA de la Dr me pour l int r t qu il a toujours manifest pour ce sujet Nous remercions vivement M Didier CHOLL
3. tude un autre produit qui est galement valoris Cette allocation de mati re premi re pour le produit tudi se calcule au prorata de la mati re s che Figure 16 Xa x Ya Rapport d allocation Xa x Ya X Xa x Yb Le rendement nerg tique se calcul comme suit PCI du biocarburant MJ kg Rendement nerg tique ENR mobilis e pour un kg de biocarburant 2 4 2 1 Bilan nerg tique de l EMHV Pour l EMHV les hypoth ses de d part sont tourteaux 2 MG et 89 MS transport environ 150 km PCI de l EMHV de colza 37 39 MJ kg PCI de l EMHV de tournesol 37 02 MJ kg x EMHV de colza Le rendement d huile brute est de 43 1 En consid rant cette huile brute 100 de mati re s che le rapport d allocation massique est de 46 de m me le rapport d allocation massique entre l huile brute et l huile neutre est de 97 38 ENR nergie Non Renouvelable 3 Les pourcentages d allocation correspondent aux pourcentages des consommations affect s au produit int ressant l tude _ 56 0985 kg graine 0 09 0 091 0 905 kg huile b 1 073 Semi raffinage 0 905 kg huile n 0 309 0 099 kg m hanol 32 72 3 240 1 000 _kg EMHV 1 978 1 000_kg EMHV 0 083 Total ENR MJ kg huile 10 793 100 Rendement nerg tique 3 46 Tableau 26 Consommations nerg tiques de la production d EMHV partir du colza de la Dr me
4. 2 3 1 Pr sentation de la fili re Diester Diester Industrie 2004 Diester Industrie cr en 1993 organise la fili re Diester fran aise et commercialise ses produits La soci t Diester Industrie Figure 12 est contr l e 66 66 par le groupe SOFIPROTEOL SOPROL et 33 34 par les holdings d organismes stockeurs FIDICOOP et FINEGOCE Diester Industrie est donc l manation d une d marche coll giale d OS dans le but d couler les productions d ol agineux La soci t SAIPOL s occupe de triturer les graines de colza et tournesol pour les usines d est rification de Diester Industrie Les coop ratives s engagent par contrat sur une dur e de 3 ans avec la holding FIDICOOP collecter un minimum de surface Les coop ratives se doivent de livrer l int gralit de la collecte pr vue sous peine de ne pas recevoir une prime d engagement de 20 25 ha de la part de Diester Industrie Les perspectives de production de la fili re Diester sont estim es pr s de 900 000 tonnes de biodiesel d ici 2007 2008 Pour r pondre ce plan national Diester Industrie et SAIPOL s appuient sur le d veloppement de 7 unit s d est rification Grand Couronne Seine Maritime 240 000 tonnes de Diester Boussens Haute Garonne 33 000 tonnes Compi gne 1 Oise 100 000 tonnes Compi gne 2 Oise 90 000 tonnes Le M riot Aube 130 000 tonnes Saint Nazaire Loire
5. 549 Huile brute Stockage des s diments Stockage de l huile filtr e Figure 11 Installation de d cantation avec filtre terminal JOYE P 2003 Le syst me de s dimentation classique s op re par tapes successives Figure 11 Plusieurs cuves dispos es en continu fonctionnent avec un syst me de d bordement Dans chaque cuve tape de s dimentation l huile doit rester entre 2 et 4 jours en fonction de la temp rature La s dimentation est favoris e par une diminution de la viscosit donc par des temp ratures lev es De m me l installation devra limiter les remous d huile afin de ne pas remettre en suspension les s diments Comme nous l avons d j crit il est n cessaire d avoir un grand espace pour r aliser cette s dimentation de mani re avoir un volume de s dimentation correspondant plusieurs jours de production Pour rendre optimale la d cantation chaque cuve doit avoir un fond conique permettant par un syst me de vanne d vacuer les s diments hors du tank de s dimentation Une alternative ce proc d est d interrompre la production d huile de vidanger et nettoyer les cuves Dans des conditions optimales la d cantation permet de retirer de l huile toutes les particules solides de plus de 8 um de diam tre Afin de respecter une qualit d huile carburant il est cependant n cessaire de filtrer l huile apr s s dimentation x La centrifugation La
6. faible temp rature Cetane Number indice de c tane Carbon Residue r sidus de carbone Iodine Number indice d iode Sulphur Content teneur en souffre Contamination contamination Acid Value indice d acide Oxidation Stability stabilit l oxydation Phosphorus Content teneur en phosphore Ash Content teneur en cendres Water Content teneur en eau Les exp riences pratiques ont montr que les propri t s caract ristiques ne peuvent de toute fa on pas tre influenc es contrairement aux propri t s variables Ainsi un contr le approximatif de la qualit de l huile doit principalement se focaliser sur gt contamination impuret s gt teneur en phosphore gt teneur en eau 36 Figure 6 Pr sentation sch matique de la trituration froid tourteau gras z huile traitement type de graines s chage temp rature de la rendement d extraction t te de la presse Va capacit de la presse conditions de triage cultures vitesse de M teneur en phosphores et en temperature rotation de la vis N EEE teneur en huile impuret s dans l huile taille de la buse de sortie du tourteau consommation d nergie taux de phosphore temp rature de l huile impuret s taille des graines Figure 7 Param tres influen ant la producti
7. 3 561 800 tonnes la production de tournesol a t elle de 1 662 000 tonnes En Rh ne Alpes la production de colza et tournesol pour cette p riode repr sente respectivement 1 7 et 4 de la production totale fran aise Les ol agineux alimentaires peuvent servir la trituration ou tre incorpor s en graines enti res pour l alimentation animale En 2002 le colza repr sentait 45 1 474 000 t de la trituration fran aise et le tournesol 30 987 000 t Pour la campagne 2002 2003 96 000 tonnes de colza et 2 000 tonnes de tournesol ont t utilis es en graines enti res pour l alimentation animale La trituration fran aise est en augmentation depuis 1992 de par une demande mondiale en huile tr s soutenue Le taux de grains incorpor s dans l alimentation animale suit le cours des graines plus la graine est ch re plus l utilisation directe pour le b tail diminue En ce qui concerne le commerce d ol agineux la France est exportatrice nette de graines mais elle exporte du colza et importe du soja la plus grosse part arrive sous forme de tourteaux fe Tableau 3 Quantit s d ol agineux import es et export es en France en 2003 PROLEA 2004 Ann e 2003 Importation Exportation Balance E I Colza 11 000t 1 705 000 t 1 694 000 t Tournesol 296 000 t 283 000 t 13 000t Soja 827 000 t 28 000 t 799 000 t Total 1 134 000 t 2 016 000 t 882 000 t
8. _78 3 3 6 2 Cas des volailles CLEMENT T et al 2003 Le tourteau de colza est proscrit dans l alimentation des poules pondeuses du fait de la pr sence de sinapine qui donne un go t de poisson aux ufs Sinon les tourteaux gras de colza et tournesol peuvent tre incorpor s l alimentation des volailles de chair en respectant les contraintes de formulation dont un taux d incorporation lev en c r ales gt 50 et le respect d un taux maximum de 5 MG dans l aliment L incorporation de tourteau gras dans l aliment des volailles ne semble a priori pas poser de probl me majeur hormis pour les poules pondeuses du moment que l aliment formul permet la couverture des besoins des animaux Cependant des essais pourraient tre men s afin de d terminer exactement les seuils d incorporation de tourteau gras dans l alimentation des volailles 3 3 6 3 Cas des ruminants Le tourteau gras de colza ou tournesol vient en substitution au tourteau de soja ou autres sources prot iniques Dans les rations bovines le tourteau est incorpor pour quilibrer la ration en nergie UF et azote PDI Les tudes en cours sur vaches laiti res montrent que l quilibre de la ration base d ensilage de ma s est permis par l incorporation partielle de tourteau gras Une ration base d ensilage de ma s poss de un taux de 3 MG ce qui explique la difficult quilibrer la ration en substituan
9. nous a dit explicitement que les quantit s de lait produites par les deux rations base de tourteau fermier gras taient sup rieures la ration t moin De m me ces deux rations sont d apr s lui tr s bien ing r es par les vaches Concernant les taux butyreux et prot ique les r sultats de l exp rimentation ne sont pas communicables pour l instant M BRUNSCHWIG s accorde dire que l on ne peut pas g n raliser en admettant que l ingestion de tourteau fermier gras entra ne forc ment une hausse du TB des acides gras insatur s comme l acide linol nique C g 3 par exemple entra nent une diminution de ce taux De m me toujours selon l Institut de l levage le TPS peut tre influenc par la pr sence d une forte quantit de mati res grasses dans le rumen qui peut alors diminuer la synth se de PDIN Ces premiers r sultats restent confirmer par l analyse compl te des donn es de l exp rimentation de la ferme des Trinotti res Il est donc difficile l heure actuelle de d finir des taux de substitution valid s par les Instituts techniques principalement par manque de r f rences exp rimentales 47 TB Taux Butyreux 48 TP Taux Prot ique sT 3 3 6 Incorporation dans l alimentation animale 3 3 6 1 Cas des porcs AIRFAF 2005 AIRFAF Sud Est pr conise des utilisations pr cises d incorporation de tourteau gras de colza et de tournesol dans l alimentatio
10. qui suit CETIOM 2001 Le tournesol permet aussi une meilleure r partition des travaux agricoles avec une date de semis souple avant les autres cultures de printemps ma s soja par exemple mais surtout un itin raire technique limit seulement 7 8 passages entre la pr paration du sol et la r colte et compl mentaire de celui des c r ales d hiver CETIOM 2005 s13 1 2 Aspects environnementaux 1 2 1 Le colza D un point de vue environnemental le colza s inscrit comme une culture du d veloppement durable De par ses caract ristiques il est un v ritable pi ge nitrates l automne m me en cas de surfertilisation du pr c dent le colza absorbe l azote et limite les pertes par lessivage en hiver L apport d azote sur colza l automne n est donc pas n cessaire CETIOM 2001 Plante gros volume de v g tation le colza atteint un m tre vingt un m tre cinquante de hauteur et les pailles sont laiss es sur place ce qui n est pas toujours le cas des c r ales ce qui permet apr s r colte de restituer la terre entre 8 et 10 tonnes de mati re s che par hectare permettant au passage une am lioration du bilan humique des sols environ 1 600 1 800 kg d humus ha Assol avec des c r ales le colza peut donc permettre d am liorer le taux de mati re organique du sol et par cons quent de stocker du carbone dans les sols agricoles c est un point positif pour r duire l
11. tre conserv sur une dur e de 6 mois l abri de l air de l humidit et de la lumi re Au contact de l air ambiant une dur e maximum de 3 mois semble tre possible si le tourteau est stock en tas Le stockage en silo herm tique et opaque avec r cup ration du tourteau par le bas semble tre le plus efficace ainsi seule la couche sup rieure de tourteau va s cher permettant une bonne conservation du reste 3 3 5 Valeurs nutritionnelles Les valeurs disponibles dans la bibliographie sont assez rares De plus ce sont tr s souvent des extrapolations des tables INRA corrig es en fonction du taux de mati res grasses du tourteau cas de l analyse AIRFAF Les analyses de tourteaux fermiers gras obtenues aupr s de la Chambre d agriculture du Calvados AIRFAF et de la FRCUMA Midi Pyr n es montrent des valeurs en PDI assez faibles pour les ruminants li es la forte solubilit des prot ines la diff rence des tourteaux tann s La forte concentration de mati res grasses peut tre un facteur d acidose il faut donc limiter la ration environ 5 6 MG par kg MS chez les ruminants Par exemple des vaches laiti res susceptibles d ing rer environ 20 kg de fourrage dont 15 kg d ensilage de ma s 3 MG auront encore de la place pour 550 g d huile qui pourra tre apport e par 4 6 kg de tourteau 12 MG ou 2 4 kg de tourteau 23 MG De nombreux essais ont d j t men s par
12. SA h 4 dt EP N sia N Ed N rene ER 7 Cr es ns WIP TE a N NJ NW SZ TON chambre de combustion Figure 18 Coupe d un cylindre de moteur injection directe CLEMENT T et al 2003 Pour utiliser de l huile v g tale en carburation 100 il est donc n cessaire d injecter l huile dans une chambre de pr combustion chaude Le d marrage du moteur sera donc r alis au gazole puis le basculement l huile se fera d s lors que la temp rature de la pr chambre atteindra 500 C Cette mesure pourra tre assez facilement estim e en fonction de la temp rature des gaz d chappement Pendant le fonctionnement au gazole l huile sera r chauff e afin de diminuer sa viscosit et donc de faciliter sa filtration et son injection Avant l arr t du moteur il faut absolument le r alimenter avec du gazole sinon le d marrage suivant risque d tre difficile et dans tous les cas provoquerait un encrassement du moteur au d part De plus les pompes injection rotatives Lucas CAV Rotodiesel et Stanadyne sont plus fragiles que les pompes en ligne Bosch et supportent tr s mal l huile v g tale trop visqueuse Son r chauffage pr alable est donc fortement conseill si on veut viter tout risque de casse 3 1 1 2 Les moteurs injection directe Un moteur injection directe ne poss de pas de chambre de turbulence Le carburant est inject directement dans la chambre de com
13. _ 44 Filtration principale Les filtres plaques Ces filtres fonctionnent sur le m me principe que les filtres presses mais avec des plaques filtrantes cellulosiques Par contre la formation du g teau qui est tr s lente ne joue aucun r le dans la filtration ce sont les toiles de cellulose qui jouent le r le de filtre La succession de plaques recouvertes de toiles filtrantes serr es par un v rin hydraulique constitue le volume du filtre L huile non filtr e est envoy e sous pression entre les plaques Elle se retrouve alors entre deux parois filtrantes l huile filtr e passe l int rieur de la plaque pour tre ensuite vacu e soit par des robinets l extr mit de chaque plaque soit par une canalisation en bout de filtre Quand l intervalle entre plaques est rempli de mati re solide le pompage de l huile est de plus en plus difficile et la pression augmente Il faut alors arr ter la filtration et d solidariser les plaques pour nettoyer le g teau de filtration Toutes ces op rations peuvent bien entendu tre automatis es Ces types de filtres suivant la finesse des toiles permettent d obtenir des qualit s d huile carburant suffisantes Les filtres plaques de cellulose mat riels tr s fiables pr sentent cependant l inconv nient d tre encombrants et chers Filtres membrane Le principe de fonctionnement est le m me que les filtres plaques dans la premi re phase La
14. cifiquement adapt s aux huiles v g tales L elsbettisation consiste adapter les moteurs injection indirecte ainsi que les moteurs injection directe ancienne g n ration Cette transformation est assur e par l entreprise elle m me ou pas l une des 60 entreprises agr es en Allemagne Des exp rimentations sont actuellement men es sur les v hicules common rail D autre part le moteur EL KO cr en 1987 permet de br ler les huiles v g tales avec un rendement de 45 contre 38 pour les v hicules Diesel et 26 pour les essence Ce moteur injection directe se caract rise par moins de d perdition de chaleur gr ce une conception originale du piston pas de refroidissement une vitesse plus rapide 4 000 trs mn la suppression du joint de culasse des injecteurs t tons 1FHVP 2004 En avril 2001 a t lanc e en Allemagne l op ration 100 tracteurs l HVP Ce projet d exp rimentation grande chelle financ par l Administration allemande a r uni dix types de moteurs et cinq soci t s d veloppant des adaptations ce carburant v g tal Aucune bicarburation n tait demand e le d marrage froid devait se faire obligatoirement l huile VWP a videmment particip ce programme en modifiant 56 tracteurs essentiellement des Deutz Fahr sur 109 La consommation totale d HVP pour ces tracteurs a t de 1 1 million de litres avec des utilisations tr s variab
15. de bl ou d une monoculture de bl CETIOM 12 2004 Ce gain de rendement provient du bon tat structural du sol apr s un colza et aussi d un meilleur tat sanitaire des bl s car le colza permet de casser le cycle de certaines maladies sp cifiques des c r ales fusariose pi tin chaudage pi tin verse Cette succession permet en outre de r duire le co t des intrants li s la ma trise de ces attaques parasitaires Il est cependant conseill de ne faire revenir le colza sur une m me parcelle moins que tous les 3 4 ans afin de r duire les risques de maladies et de flores li es au colza 19 1 1 2 Le tournesol CETIOM 2005 Le tournesol est connu pour sa rusticit et sa faible demande en intrants comme en eau Dot d une longue racine pivotante capable de puiser l eau et les l ments nutritifs situ s deux m tres de profondeur le tournesol s adapte assez bien la s cheresse mais tout stress hydrique marqu au stade de la floraison demeure pr judiciable Le potentiel de la culture et la capacit de la plante r sister au stress hydrique sont intimement li s sa dynamique de croissance Si un manque d eau appara t au d but du d veloppement de la plante le nombre et la croissance des feuilles seront mod r s Il s en suivra une vapotranspiration estivale minimis e et une bonne capacit de r sistance un ventuel stress hydrique durant les phases floraison r alisation
16. effet de serre d la concentration en CO de l atmosph re Le d sherbage tant surtout r alis au moment du semis pr semis pr lev e c est dire la fin de P t les mati res actives ont la plupart du temps la possibilit d tre d grad es laissant un sol libre de r sidus importants de produits herbicides De plus en introduisant le colza dans la rotation l agriculteur peut g rer au mieux la flore adventice et l utilisation de familles chimiques diff rentes limite les ph nom nes de r sistances notamment pour la lutte contre les gramin es qui reste d licate sur c r ales Enfin avant le semis de la c r ale suivante le maintien des repousses de colza sur la parcelle en t permet de maintenir une couverture du sol capable d absorber 40 60 unit s d azote et de r duire fortement le risque de lessivage hivernal sous la c r ale qui suit Dans les ann es 90 au d marrage de la fili re Diester le CETIOM a mis au point un itin raire technique raisonn de production de colza industriel sur jach re dans une logique coh rente de production de carburant vert 1 2 2 Le tournesol CETIOM 2005 Le tournesol poss de g n ralement une image extr mement positive dans l opinion publique sa fleur est symbolique de nombreux titres avec toutefois un b mol dans la r gion en raison de l association l ambroisie adventice qui demande un effort technique important tant
17. implantation d une nouvelle unit d est rification S te 34 va n cessiter une quantit importante d ol agineux du colza principalement ce qui risque tr s certainement de modifier les pratiques agricoles rh nalpines Parall lement la production la ferme d HVP carburant et son autoconsommation sur l exploitation pr sentent un regain d int r t depuis l inflation du baril de p trole De plus le tourteau fermier coproduit de la trituration int resse de plus en plus d leveurs la recherche de tra abilit l heure actuelle tant pour l utilisation de l huile v g tale non est rifi e comme carburant que pour l introduction de tourteaux fermiers gras en alimentation animale tr s peu d tudes scientifiques compl tes ont t men es la plupart des r sultats sont encore et seulement des retours d exp riences d agriculteurs Rh nalp nergie Environnement a une vision plus large de l utilisation de HVP comme carburant avec le d veloppement d une production et d une distribution plus grande chelle destination notamment des v hicules particuliers Mais ce d veloppement des biocarburants restera obligatoirement restreint par la production trop faible de graines d ol agineux il faudrait en effet cultiver toute la France en ol agineux pour r pondre sa consommation en gazole FDCUMA F d ration D partementale des Coop ratives d Utilisation de Mat riel Agrico
18. l tat puisque le m lange Diester 30 gazole 70 est effectu pr alablement par le distributeur p trolier afin de faciliter son utilisation et de bien respecter le taux d incorporation du biocarburant Un taux de 1 5 est le taux banalis de Diester m lang au gazole qui est distribu en station service Cependant au niveau des v hicules certaines pr cautions sont prendre 73 V hicules anciens Des d p ts peuvent s tre accumul s dans leur r servoir dans ce cas la meilleure solution consiste effectuer une vidange compl te et un rin age du r servoir Il faut aussi surveiller les filtres carburant d s les premiers 1 000 km apr s le passage au m lange Diester gazole l acidit du Diester risque en effet de nettoyer le circuit carburant des d p ts de gazole et par cons quent de boucher les filtres D s que le filtre carburant m lange reste propre la dur e normale d entretien peut reprendre V hicules neufs En principe les r servoirs doivent tre propres n anmoins un contr le de l tat des filtres carburant d s les premiers milliers de kilom tres est pr conis L utilisation de biocarburant comme le Diester peut soulever des incertitudes concernant les missions de polluants ce sujet il faut souligner que les groupes PSA Peugeot Citro n et IRISBUS motorisation Cursor donnent leur garantie pour les v hicules Diester quant au
19. lation et temp rature limite de filtrabilit de l huile de colza Point de cong lation 29 C Temp rature limite de filtrabilit 14 C x Indice de c tane L indice de c tane traduit l aptitude d un carburant pour moteur Diesel s enflammer dans des conditions d essai normalis es Cette caract ristique est particuli rement importante pour le gazole ou les biocarburants quivalents o le carburant doit s auto enflammer sous l effet de la compression de l air enferm dans le cylindre Le z ro de l chelle de cet indice est donn par la valeur du m thyInaphtal ne qui a une forte r sistance l inflammation et la valeur 100 est donn e par le c tane qui s enflamme facilement gt Un indice trop bas provoque a des difficult s de d marrage froid une augmentation du niveau de bruit gt Un indice trop lev gt 60 r duit le bruit des moteurs mais pr sente un mauvais rendement thermodynamique Aucune m thode d essai satisfaisante n existe actuellement pour pouvoir d terminer correctement l indice de c tane des produits fort visqueux comme l huile v g tale car la m thode standardis e a t mise au point pour le gazole Si ce param tre est d termin avec les m thodes classiques les r sultats seront inf rieurs aux valeurs disponibles pour le gazole mais la pratique montre que le retard l allumage se raccourcit par rapport au g
20. sent En effet l Is re en produit sur 868 hectares soit seulement 9 de sa surface emblav e en tournesol La Dr me en compte 603 hectares l Ain 566 hectares et le Rh ne 208 hectares Les surfaces en tournesol de la r gion sont en l g re diminution sur la p riode 1998 2005 passant de 31 718 22 210 hectares 30 pour le tournesol total et de 2 481 844 hectares 66 pour le tournesol industriel Les surfaces en tournesol sont plus en baisse que celles en colza sur Rh ne Alpes Pour le tournesol industriel on remarque une chute importante de surface entre 2003 et 2004 passant de 2 487 ha en 2003 844 ha en 2004 cette diminution peut s expliquer par la diminution du taux de jach re de 10 5 en 2004 et du fait que la culture de colza industriel reste privil gi e par rapport au tournesol industriel Quant la baisse des surfaces de tournesol alimentaire moins 9 508 ha entre 1998 et 2005 elle s explique par deux ph nom nes tout d abord la baisse g n rale de la SCOP rh nalpine moins 24 659 ha entre 1998 et 2005 mais aussi par la diminution de la prime PAC pour le tournesol qui a amen les agriculteurs s orienter vers d autres cultures c r ales pailles et ma s principalement 1 5 3 Production utilisation importation et exportation d ol agineux en France PROLEA 2004 Sur une moyenne de 1998 2003 la production fran aise de graines de colza s est lev e
21. un John Deere 7710 Le rendement du moteur est calcul par le rapport entre l nergie fournie et l nergie consomm e puissance fournie W Rendement densit carburant x PCI carburant J x consommation L h 3600 On peut prendre l exemple suivant 1900 trs mn 139000 Rendement 0 427 0 925 x 37 3 10 x 34 3600 3 1 3 Les missions de polluants 3 1 3 1 Les normes europ ennes d mission de polluants Des directives Europ ennes d crivent les normes d mission de gaz d chappement des diff rents v hicules motoris s Les motoristes doivent alors garantir leurs moteurs au respect de ces normes pour leur homologation En France l organisme charg de ces homologations est l UTAC Union Technique de l Automobile du Cycle et du motocycle Ces normes sont d taill es pour chaque type de v hicule en annexe 3 Les normes europ ennes d mission de polluants 68 JD 7710 Rendement global Fou tournesol 1000 1300 1600 1900 2200 2500 Graphique 19 Rendement du moteur de tracteur en fonction du carburant CLEMENT T et al 2003 TM150 TM150 JD 7710 JD 7710 NH LM430C NH LM430C Tracteurs fioul tournesol fioul tournesol fioul tournesol N tr mn 2200 2201 2100 2100 2200 2200 Puiss kW 94 6 71 2 129 1 123 8 77 4 76 9 Puiss ch 128 5 104 8 175 4 168 4 105 104 5 Conso carb 1 h 29 4 nc 32 8 32 04 21 6
22. 2000 Variables Valeurs mesur es vitesse de humidit de temp rature de rotation la graine T la graine teneur en phosphore fi fi d bit teneur en particules ji L l rendement en huile il l fi nergie consomm e l ii f augmente diminue Tableau 17 Variation des caract ristiques de l huile en fonction des conditions de pressage FERCHAU E 2000 La relation entre ces diff rentes variables et les valeurs atteindre en pression froid est explicit e dans le tableau ci contre Tableau 17 Ces r sultats ont t constat s dans le cas d une petite presse trous d une capacit de 15 kg de graines heure Afin de mesurer les quantit s d huile obtenues on d finit un rendement d extraction quantit d huile extraite de la graine Rendement d extraction quantit d huile contenue dans la graine Le sch ma ci contre Figure 8 donne un rendement de pressage compris entre 73 et 82 Vitesse de rotation de la presse En augmentant sa vitesse de rotation on va pouvoir am liorer la capacit de trituration de la presse mais le rendement d extraction sera moins bon Le graphique suivant Graphique 6 montre clairement une augmentation du d bit de la presse avec la vitesse de rotation mais la croissance du rendement en huile est plus faible il a donc tendance diminuer avec la vitesse De plus l huile obtenue sera de
23. 7 Possibilit s d utilisation par les fabricants d aliments du b tail GUILLEMAUD M 2005 L utilisation de tourteau gras de colza et tournesol par les usines d aliments du b tail peut tre aussi une source importante de valorisation des tourteaux La soci t Sanders Charente filiale de Sanders Oc an a montr l exemple au cours de cette ann e en achetant les tourteaux fermiers d un groupe de 10 agriculteurs quip s d une presse Parmi eux se trouvaient videmment certains leveurs et fid les clients de la soci t mais d apr s Fran ois BARON responsable des achats et de l approvisionnement en mati res premi res et de la formulation pour Sanders Oc an ce service rendu apparaissait comme une vidence de leur part L accord pour commercialiser Sanders Oc an s est r alis sur la base des analyses fournies par la Chambre d agriculture et avec une quantit minimum pour chaque livraison Les agriculteurs tous situ s dans un rayon de 15 km de la soci t livrent une seule livraison pour tout le groupe directement l usine en apportant en tracteur le tourteau gras Pour information une analyse de tourteau avec mati re s che mati re min rale azote total cellulose brute PDIN PDIE UFL UFV et MAD co te environ 45 auxquels il faut ajouter 16 environ pour une analyse du phosphore et du calcium 54 IC Indice de Consommation 58 UFL Unit Fourrag re Lait 5 U
24. Atlantique 120 000 tonnes S te H rault 160 000 tonnes Pour les besoins de l tude nous nous int resserons plus particuli rement l usine d est rification de S te qui est en cours de construction et qui devrait tre op rationnelle d but 2006 avec une production de 160 000 tonnes volution pr vue 200 000 t dans un second temps 30 OS Organismes Stockeurs 31 FIDICOOP FIDICOOP et FINEGOCE sont des soci t s holdings qui regroupent au sein de Diester Industrie l actionnariat de la quasi totalit des organismes collecteurs et stockeurs fran ais de graines ol agineuses _51 M thanol Acide chlorhydrique M tbylate de sodium Transport de l EMHV ES l genae ous 2725 ou co produ Figure 13 Sch ma des fronti res du syst me de production d EMHV de tournesol ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 1 tonne 0 1 tonne 1 tonne 0 1 tonne O G Acide gras L CH CE h6 C OCH Y e 138 lt R I N E Triglyc ride Figure 14 Transest rification de l huile et du m thanol en EMHV KAY F 2004 2 3 2 Proc d de fabrication du Diester ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 Le biodiesel plus connu sous son nom commercial Diester est compos d EMHV issu d un processus chimique industriel Le sch ma ci contre Figure 13 repr sente les fronti res du syst me de production d EMHV partir de tournesol Les techniques de production de l EMHV
25. Dans le cadre de l unit d est rification de S te Diester Industrie a retenu le proc d d velopp par l IFP et commercialis par sa filiale Axens sous le nom d ESTERFIP H En effet la technologie ESTERFIP a t d velopp e par l IFP au d but des ann es 1990 et est d j utilis e depuis 1992 pour la production de Diester Compi gne L ESTERFIP HTM pr sente une innovation majeure dans la production d EMHV Elle permet en effet une production conforme la norme europ enne EN 14214 tout en assurant une puret du coproduit la glyc rine dont la valorisation reste un facteur d terminant de l conomie de cette fili re L EMHV de Diester Industrie est le r sultat de la transest rification de l huile semi raffin e triglyc rides et du m thanol selon le proc d IFP Figure 14 Cette r action chimique permet d obtenir 88 d EMHV partir de l huile brute semi raffin e soit un rendement total de 39 2 d EMHV pour les graines de colza et 41 8 pour les graines de tournesol Le Production de graines C Ress N 0 Production intrants Pailles enfouies nergie Figure 15 Sch ma des fronti res de la production des graines ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 2 4 Aspects nerg tiques des biocarburants 2 4 1 Consommations nerg tiques des cultures Pour le calcul des rendements nerg tiques des cultures de colza et tournesol nous nous
26. ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 0 985 kg graine 93 3 874 36 15 ulture 0 985 kg graine 2 759 2 718 28 Stockage 14 29 S chage ne z Transport 0 985 kg graine 0 092 0 091 1 0 905 kg huile b 1 186 1 073 11 emi raffinage 0 905 kg huile n 0 341 0 309 3 98 i Est rification 1 000 kg EMHV 1 978 1 978 21 Distribution 1 000 kg EMHV 0 083 0 083 1 Total ENR MJ kg huile 9 636 100 Rendement nerg tique 3 84 Tableau 27 Consommations nerg tiques de la production d EMHV partir du tournesol de l Ain ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 M thanol 0 099 kg m thanol 32 723 3 240 34 amp Le d partement de l Ain Avec les donn es nerg tiques de l itin raire technique de l Ain 3 45 MJ d nergie sont restitu s par MJ d nergie non renouvelable mobilis e pour la production d un kilogramme d EMHV de colza La consommation d nergie non renouvelable vient principalement des ressources utilis es par la culture 36 de l utilisation du m thanol 30 de l est rification 18 et de la trituration chaud 10 Le d partement de la Dr me Avec les donn es nerg tiques de l itin raire technique de la Dr me 3 46 MJ d nergie sont restitu s par MJ d nergie non renouvelable mobilis e pour la production d un kilogramme d EMHV de colza Tableau 26 La consommation d nergie non renouvelable vient principalement des ressources utilis es
27. Ils se combinent au glyc rol par est rification c est dire par formation de liaisons chimiques de type ester Figure 3 On peut r sumer la composition chimique des cires par 8 SLR R symbolise le reste de l acide gras Dans le cas des cires le glyc rol est remplac par un alcool gras Eger R C Figure 4 Structure des cires CARR P 12 05 2005 ppm Parties Par Million mg kg g t 30 Lipase 9 Cam 4 EET Triglyc ride Diglyc ride Figure 5 Hydrolyse d un triglyc ride JOYE P 2003 On s pare les cires en deux cat gories selon leur longueur de cha ne les cires non cristallisables et les cires cristallisables Les cires non cristallisables Leur cha ne est inf rieure 42 atomes de carbone et elles ne cristallisent pas dans l huile temp rature ambiante elles ne sont donc pas responsables de la mauvaise tenue au froid Les cires cristallisables Leur cha ne est sup rieure 42 atomes de carbone elles cristallisent temp rature ambiante et sont donc responsables de la mauvaise tenue au froid de l huile Ces cires donnent une propri t particuli re l huile de tournesol la siccativit qui pourra tre g nante comme nous le verrons plus loin lors de l utilisation en carburation x R sidu de carbone Conradson Le r sidu en carbone Conradson correspond la quantit de mati res charbonneuses apr s vaporation de l ch
28. Viscocit mPas LB a n 0 10 20 30 40 50 60 Temp rature C Graphique 9 volution de la viscosit des carburants en fonction de la temp rature JOYE P 2003 Evolution de la viscosit en fonction de la proportion d huile de colza 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Proportion d huile de colza Graphique 10 volution de la viscosit des carburants en fonction de la proportion d huile de colza et de la temp rature JOYE P 2003 Evolution de l indice de c tane en fonction de la proportion d huile de colza Indice de c tane o 70 80 90 100 o 10 20 30 40 50 Proportion d huile de colza Graphique 11 volution de l indice de c tane du carburant en fonction de la proportion d huile de colza JOYE P 2003 x Viscosit Concernant la viscosit on observe une gradation logique entre les diff rents carburants en fonction de la proportion d huile de colza qu ils contiennent 0 lt 5 lt 25 lt 50 lt 75 lt 100 Le biodiesel pr sente quant lui une courbe de viscosit proche de celle obtenue pour le m lange 75 de colza 25 gazole m lange qui pr sente lui m me des valeurs peu sup rieures celles observ es pour le gazole pur et qui sont inf rieures 10 Graphique 9 La viscosit d un carburant pour une temp rature donn e n est pas une fonction lin aire de la proportion d huile de colza qu il contient Ainsi 20 C la viscosit du
29. allemande de l HVP GUIRAL E SAINT CYR C 2005 x Couleur La couleur de l huile n a en tant que telle pas beaucoup d importance pour avoir une utilisation non alimentaire Pour un usage alimentaire cependant ce facteur peut avoir son importance notamment au niveau de la commercialisation m me s il n influence pas le go t ni la composition de l huile L huile de colza ou de tournesol n ayant subi aucun traitement chimique tel que raffinage d coloration est d un jaune prononc 2 2 2 Normalisation de l huile Dans un objectif de d veloppement de la fili re huile v g tale pure une chelle plus importante y compris avec la participation des constructeurs il devient indispensable de mettre au point une norme de production d huile pour une utilisation carburant comme pour le gazole et le fioul cf annexe 2 Certains pays comme l Allemagne ou l Autriche sont tr s avanc s ce sujet l heure actuelle il n existe qu une pr norme Tableau 16 tablie par l Universit Technique de Munich Un comit sp cifique est charg de mettre au point cette norme toujours dans un objectif de faire adh rer les constructeurs au d veloppement de leurs moteurs pour les HVP Density densit 15 C Flash Point by P M point clair Calorific Value pouvoir calorifique Cinematic Viscosity viscosit cin matique 40 C Low temperature behaviour comportement
30. charge les param tres suivants couple moteur puissance moteur consommation sp cifique Des mesures ont t r alis es gt pour les combinaisons vitesse charge moteur suivantes vitesse de rotation moteur variant de 2000 4400 trs mn avec un pas de 200 trs mn charge du moteur 50 75 et 100 gt et pour les diff rents carburants suivants carburant de r f rence gazole disponible sur le march de distribution r pondant la norme de 50 ppm de soufre diff rentes combinaisons de m lange gazole huile de colza 5 huile de colza 95 gazole 25 huile de colza 75 gazole 50 huile de colza 50 gazole 75 huile de colza 25 gazole huile de colza pure ester m thylique d huile de colza Ces essais visant d une part reproduire les conditions normales d utilisation d un v hicule et les modifications apport es aux v hicules ayant pour but d autre part de r chauffer l huile carburant le carburant contenant une proportion d huile sup rieur 50 est r chauff une temp rature de 70 C avant injection Des analyses de laboratoire ont t r alis es sur ces diff rents carburants en ce qui concerne les caract ristiques de viscosit et d auto inflammabilit indice de c tane Les r sultats de ces analyses sont les suivants _ 64 Evolution de la viscosit en fonction de la temp rature 80
31. consomment jusqu 6 kg de tourteau de colza sans probl me d app tence Compar e une ration base de tourteau de soja avec une ration base de colza la production laiti re est l g rement augment e 0 6 kg j le taux butyreux est r duit 1 2 g kg et le taux prot ique a tendance augmenter 0 3g kg La reprise de poids est galement plus importante pour les animaux nourris au tourteau de colza Or actuellement en France aucun essai avec des tourteaux gras de colza ou de tournesol n a t publi La premi re et unique exp rimentation fran aise est en cours de r alisation par l Institut de l levage et la Chambre d Agriculture du Maine et Loire la ferme exp rimentale des Trinotti res 49 Cette exp rimentation sur vaches laiti res se base sur la comparaison de trois rations base d ensilage de ma s gt une ration t moin avec 2 8 kg de tourteau de soja industriel 3 MG gt une ration avec 5 5 kg de tourteau fermier gras de colza 11 3 MG issu d une presse Reinartz et compl ment e par 0 5 kg de tourteau de soja industriel gt une ration avec 3 3 kg de tourteau fermier gras de colza 22 5 MG issu d une presse T by et compl ment e par 1 6 kg de tourteau de soja industriel Cet essai se terminant l automne 2005 nous n avons pas pu obtenir les r sultats Ils devraient tre communiqu s fin 2005 Cependant M BRUNSCHWIG Institut de l levage
32. de 4 mois montrent que le tourteau de colza fermier gras peut tr s bien tre utilis dans la ration le GMQ est identique 1 62 kg j et lc augmente l g rement 6 06 kg aliment kg poids vif contre 6 21 pour la ration t moin De m me aucun probl me d app tence n a t constat avec le r gime tourteau gras de colza Apr s abattage des animaux aucune diff rence d aspect de couleur et de texture n a t d cel e sur les carcasses ce jour les r sultats obtenus en d coupe et les qualit s gustatives des viandes n ont pas t v rifi s mais aucune d pr ciation n a t constat e Concernant les ovins et les caprins aucune exp rience scientifique n a t encore t men e notre connaissance Mais son utilisation reste totalement possible d apr s les t moignages d leveurs recueillis dans la presse agricole Nous avons vu qu il est possible de valoriser le tourteau gras de colza et tournesol dans l alimentation du b tail Cependant le respect des contraintes de formulation des rations est tr s important et peut limiter l incorporation de ces concentr s Il semble donc indispensable de multiplier les essais en station exp rimentale afin que les tourteaux gras soient r f renc s dans les tables INRA Ce serait un moyen s r pour que les leveurs viennent incorporer grande chelle et sans risque les quantit s optimales de tourteaux gras dans leur ration 3 3
33. des lipases endog nes mais ce sont des lipases de micro organismes associ s aux graines qui sont responsables des accidents de conservation Lorsque des graines s acidifient la quantit d huile consommable que l on peut en tirer diminue De plus les traitements de fabrication deviennent plus d licats mettre en uvre difficult s de trituration baisse du rendement en huile pertes au raffinage accrues risques de rancissement de l huile raffin e oh La teneur en acides gras libres qui s exprime par l indice d acide ou l acidit est donc une bonne indication du niveau d alt ration de la graine Pour rappel l acidit ol ique constitue un crit re pour la r ception de la r colte et ne peut d passer une valeur de 2 d acidit ol ique r faction au del avec refus si l acidit d passe 5 Il existe deux modes d expression de l acidit de l huile l indice d acide et l acidit ol ique amp L indice d acide On entend par indice d acide le nombre de milligrammes de potasse KOH n cessaire pour neutraliser l acidit libre d un gramme d huile amp L acidit ol ique Il s agit de la teneur en acides gras libres exprim e conventionnellement en pourcentage d acide ol ique Pratiquement l indice d acide est le double de l acidit ol ique L acidit ol ique est l expression couramment utilis e par les professionnels En utilisation car
34. diff rence est qu arriv e une certaine pression d huile 7 bars en g n ral la filtration est stopp e et une membrane avec de l air ou du liquide se gonfle l int rieur de la chambre de filtration entre 2 plaques r duisant le volume occup par le g teau de filtration et permettant une meilleure extraction d huile contenue dans le d p t solide Filtres combinant la centrifugation et la filtration par m dia filtrant Ce sont des filtres autonettoyants qui permettent de filtrer de 5 mm 0 2 um Cette filtration allie un sac cylindrique base de mati re filtrante la force centrifuge appliqu e au m lange filtrer Le choix de la finesse du sac de filtration d pend du gradient de taille des particules extraire de l huile Filtration par cartouche La filtration par cartouche est essentiellement utilis e comme filtration finale elle peut tre associ e la d cantation ou aux autres types de filtres d crits ci dessus Compte tenu de sa faible surface de filtration avec une huile fortement charg e la cartouche se colmaterait tr s rapidement c est pourquoi ce type de filtre n est pas conseill pour une filtration primaire ou principale _ 45 x D gommage de l huile VA TILINGOM G 1996 Comme nous le verrons dans la partie suivante l utilisation de l huile v g tale pure en tant que carburant ou combustible n cessite d obtenir une huile propre av
35. ensenssesceeseate ssesessacss an 118 5 2 Mode d emploi de la simulation ss 119 5 3 Les r f rences utilis es sssssssssssnssssssessessnnnessssssssesssenessinanessesnennss 122 5 4 Les diff rents exemples en d tail 125 5 4 1 Ferme c r ali re de la plaine de Valence ossssssssssssooosoossssosssoossoossso00 125 5 4 1 1 1 cas agriculteur investit Seul 125 5 4 1 2 2 cas l agriculteur adh re une CUMA 130 5 4 1 3 3 cas l agriculteur adh re une CUMA qui est subventionn e pour lachatde sa prESSE nesiremia niuete 135 5 4 2 Ferme de polyculture levage en plaine de PAN mme 140 5 4 2 1 1 cas l agriculteur ach te les graines n cessaires sans modifier SOM ASS OO ent A on nan 140 542 2 2 cas l agriculteur augmente la part d ol agineux dans sa FO AMOR ne A ne 145 6 BIBLIOGRAPHIE ssssesesssscssssosassssssssesessecossssesesessessssssssssssssssssosessss 150 7 LISTE DES FIGURES sesesssssesececesesecececssecececssecececssececeesssceceessseeceesssee 156 8 LISTE DES GRAPHIQUES esesesssecececccseececcsseececccseececcsseececcsseeceecssee 157 9 LISTE DES TABLEAUX sissssiscnsssssssnsesensisnensssnsisssstestassensssssesgosss 158 10 TABLE DES ABR VIATIONS kiiin 160 11 CONTACTS iinnndutunnniiodiauniinn 161 INTRODUCTION Dans un contexte o l nergie est devenue indispensable au fonctionnement de l conomie et devant la d pl tion des nergies fossiles la recherche d alternatives nerg tiques dev
36. industriel d ol agineux en Rh ne Alpes repr sente 51 347 hectares La fili re Diester avec la mise en place de l usine d est rification de S te devrait appeler au minimum pr s de 8 000 hectares suppl mentaires de colza et tournesol rh nalpins Nous pouvons donc faire l hypoth se que les surfaces destin es la production d HVP pourraient atteindre 16 800 hectares Comme nous l avons vu la production d ol agineux en r gion Rh ne Alpes ne repr sente que 1 7 pour le colza et 4 pour le tournesol de la production fran aise On peut donc penser que si les fili res EMHV et HVP devenaient plus int ressantes pour les agriculteurs vis vis du march alimentaire et du prix du fioul mais aussi vis vis des autres productions alors ceux ci pourraient produire plus d ol agineux destination nerg tique 18 Moyenne des surfaces entre 1998 et 2005 002 TRANSPORT Consommation en Rh ne Alpes 2002 L Gazole 3 789 718 650 Fioul 10 714 500 Tableau 6 Consommations de gazole et de fioul par les transports en Rh ne Alpes en 2002 EXPLICIT ICE 2004 Nous savons aussi que 32 2 de la production fran aise de colza et tournesol est destin e l exportation Ainsi 14 076 tonnes de colza soit 5 200 ha et 19 783 tonnes de tournesol soit 8 600 ha destin es l alimentaire en Rh ne Alpes pourraient potentiellement tre transf r es pour la production d HVP Cette
37. l Institut de l levage sur la possibilit de substituer du tourteau de soja 48 par du tourteau de colza industriel Ces tests ont montr qu 1 kg de tourteau de soja peut se substituer en partie ou en totalit dans la ration par 1 5 kg de tourteau de colza Ceci fait du tourteau de colza un aliment du b tail aujourd hui reconnu PDI Prot ines Digestibles dans l Intestin MS Mati re S che 4 Tourteau de soja 48 tourteau 48 de prot ines et mati res grasses 76 Deux tourteaux fermiers gras test s aux Trinotti res T moin Reinartz T by Tourteaux Soja industriel Colza fermier Colza fermier MG kg MS 3 11 3 225 kg de tourteau kg de graines 0 6 0 69 PDIE kg MS 229 g 127 g 112 g Tourteau fermier VL jour 2 8 kg 0 wa EL soja Taux de MG de la ration 2 9 4 3 5 6 Tableau 34 Caract ristiques de tourteaux de soja et de colza fermier ANSTITUT DE L LEVAGE 2005 45 VL Vache Laiti re Les synth ses d essais de l Institut de l levage et du CETIOM montrent en production bovins lait que le remplacement de 1 kg de tourteau de soja par 1 5 kg de tourteau de colza n entra ne pas de baisse de consommation d ensilage de ma s que ce soit en d but de lactation ou en phase descendante L ingestion de la ration totale est l g rement augment e 1 1kg MS du fait d un apport suppl mentaire de tourteau Les vaches
38. la trituration du fait du travail m canique de la presse La temp rature varie de 60 80 C selon le type de presse employ la vitesse de rotation etc Concernant les phospholipides une trituration froid offre l avantage de produire une huile dont la teneur en phosphore qui est un constituant de la graine reste peu lev e lt 100 ppm celui ci restant dans le tourteau En revanche une extraction industrielle c est dire une pression chaud plus une extraction l hexane donne une huile avec des teneurs en phospholipides qui peuvent atteindre 500 ppm Ces huiles fortement charg es n cessitent donc un d gommage qui fait partie du processus de raffinage pour une utilisation future comme carburant comme dans le cas de l EMHV x Le pr traitement des graines Pr chauffage Un pr chauffage des graines peut tre r alis mais ne doit pas exc der 20 C Si les graines atteignent une temp rature sup rieure il n y a pas d effets positifs mais plut t des effets n gatifs partir de 60 C diminution du taux d extraction et augmentation du taux de phosphore Graphique 8 Au vu de ces r sultats il appara t clairement que quelle que soit la buse utilis e pour la sortie du tourteau ou la temp rature des graines plus la vitesse de rotation est lev e moins le rendement d extraction est lev Il appara t galement que pour une temp rature basse 50 C et pour une m me buse de
39. les suivantes gt d chaumage de la culture pr c dente gt labour gt reprise de labour gt semis densit moyenne de 70 000 grains ha gt engrais 60 uN 36 uP et 27 uK gt insecticides Best 0 3 x 1 25 l ha 105 g MA kg Mesurol Pro 2 kg ha 40 g MAD gt herbicides Mercantor Gold 1 4 l ha 960 g MA D Nikeyl 0 5 x 3 5 l ha 444 g MA Challenge 0 5 x 3 5 l ha 600 g MA 1 Glyphosate 1 7 l ha 360 g MA gt r colte La culture de tournesol repr sente une mobilisation d nergie non renouvelable de plus de 8 000 MJ Cette mobilisation nerg tique est li e 35 aux apports en engrais azot s et 40 la m canisation Tableau 23 x Le d partement de la Dr me Le rendement d termin pour la ferme type plaine de Valence est de 30 q ha Les principales tapes de l itin raire moyen sont les suivantes gt d chaumage de la culture pr c dente gt labour gt reprise de labour gt semis densit moyenne de 70 000 grains ha gt engrais 43 uN 36 uP et 27 uK gt insecticide Mesurol Pro 1 5 kg ha 40 g MA D gt herbicides Mercantor Gold 1 4 l ha 960 g MA D Nikeyl 3 5 l ha 444 g MA D gt r colte La culture de tournesol repr sente une mobilisation d nergie non renouvelable de 6 500 MJ dont 32 sont li s aux apports d engrais azot s et 41 la m canisation Tableau 24 36 Dans le cas du
40. m lange 50 huile de colza 50 gazole 15 7 ne correspond pas la moiti de la viscosit de l huile pure 72 3 Graphique 10 x Indice de c tane Pour l indice de c tane en fonction des r sultats disponibles obtenus avec la m thode classique m langes 25 et 50 d huile de colza on arrive des valeurs r pondant aux normes r glementaires gt 49 pour le m lange contenant 25 d huile de colza Pour l huile de colza pure on obtient par interpolation et en faisant l hypoth se d une relation lin aire entre cet indice de c tane et la teneur en huile de colza une valeur de 44 ce qui est largement sup rieur la valeur d termin e par la m thode classique 36 m thode inadapt e pour un tel produit Les essais concernant les tests de puissance de couple et de consommation sp cifique sont pr sent s ci apr s 265 Moteur VW 1 2 Tdi Couple Couple Nm 20 Vitesse moteur tour min Graphique 12 Couple du moteur de voiture en fonction de la charge et de la proportion d huile de colza dans le carburant JOYE P 2003 Moteur VW 1 2 Tdi Puissance nn amp 50 4 D p 2 5 2 5 20 10 0 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Vitesse moteur tour min Graphique 13 Puissance du moteur de voiture en fonction de la charge et de la proportion d huile de colza dans le carburant JOYE P 2003 x Couple Au niveau du couple on observe peu de diff re
41. ne faut pas confondre tourteau industriel et tourteau gras ni tourteau de colza tournesol et tourteau de soja 3 3 1 Le tourteau de colza et de tournesol en France En France le tourteau de soja industriel riche en prot ines et en nergie reste pr dominant dans l alimentation animale 71 de la consommation totale de tourteau en 2002 En diminution jusqu l interdiction des farines animales le tourteau de soja est pass de 65 71 de la consommation fran aise entre 2000 et 2002 T La part du tourteau de colza s est aussi fortement accrue en passant de 5 en 1981 15 en 2002 Le d veloppement du colza 00 suppression quasi totale de l acide rucique et des glucosinolates contenus dans la graine de colza en est la principale raison L utilisation de tournesol s est aussi d velopp e mais dans une moindre mesure de 3 9 entre 1981 et 2002 La production fran aise de tourteaux couvrait en 2001 27 de la demande nationale La France demeure donc fortement importatrice de tourteaux 5 4 milliers de tonnes en 2002 dont 83 en tourteau de soja Ces chiffres montrent la grande d pendance en prot ines de la France notamment envers le continent Am ricain Nous verrons dans cette partie comment valoriser un tourteau gras de colza ou tournesol Mais actuellement la fili re Diester produit 510000 tonnes de tourteaux industriels de colza et tournesol et projette d en produire pr s de 750 000
42. par la culture 36 de l utilisation du m thanol 30 de l est rification 18 et de la trituration chaud 10 x EMHV de tournesol Le rendement d huile brute est de 46 1 En consid rant toujours l huile 100 de mati re s che le rapport d allocation massique est de 49 de m me le rapport d allocation massique entre l huile brute et l huile neutre est de 97 amp Le d partement de l Ain Pr s de 3 84 MJ d nergie sont restitu s par MJ d nergie non renouvelable mobilis e pour la production d un kilogramme d EMHYV de tournesol Tableau 27 La consommation d nergie non renouvelable vient principalement de l utilisation du m thanol 34 des ressources utilis es par la culture 28 de l est rification 21 et de la trituration chaud 11 Le d partement de la Dr me Pr s de 4 09 MJ d nergie sont restitu s par MJ d nergie non renouvelable mobilis e pour la production d un kilogramme d EMHV de tournesol Tableau 28 La consommation d nergie non renouvelable vient principalement de l utilisation du m thanol 36 des ressources utilis es par la culture 24 de l est rification 22 et de la trituration chaud 12 ST 0 985 kg graine 2 167 2 134 4 i i 0 985 kg graine 0 148 0 146 0 985 kg graine 0 092 0 091 905 kghuileb 1 186 1 073 0 Total ENR MJ kg huile 9 053 100 Tableau 28 Consommations ne
43. peut poser probl me lors de l alimentation des moteurs une des solutions est donc de chauffer l huile pour en abaisser la viscosit x Densit La densit peut tre d finie comme tant la masse de produit contenue dans un volume d termin un litre dans des conditions d termin es Ainsi pour les carburants la temp rature de mesure est fix e 15 C La densit varie peu entre les diff rentes huiles v g tales mais est sup rieure la celle du gazole d environ 10 Tableau 10 x Point clair Le point clair d un liquide se d finit comme la temp rature la plus basse laquelle la concentration de vapeurs mises est suffisante pour produire une d flagration au contact d une flamme d une tincelle ou d un point chaud mais insuffisante pour produire la propagation de la combustion en l absence de la flamme pilote Les produits peuvent tre class s en fonction de leur point clair Tableau 11 Cette caract ristique est importante dans le cas d une utilisation nerg tique de l huile combustion plus difficile notamment au d marrage mais une valeur lev e de ce point clair est synonyme de s curit lors de l entreposage et de la manutention du produit La d termination de cette valeur a t normalis e ISO 2719 Le tableau ci contre donne des exemples de valeurs de point clair pour quelques carburants Tableau 12 x Pouvoir calorifique Le pouvoir calorifique inf
44. pour la ferme type Limons est de 35 q ha Les principales tapes de l itin raire cultural moyen sont les suivantes gt d chaumage de la culture pr c dente gt labour gt semis en combin densit moyenne de 3 kg ha gt engrais 170 uN 45 5 uP et 35 uK gt insecticides Mageos 2 x 50 g ha 150 g MA kg Mesurol 0 8 x 2 kg ha 40 g MA D UX unit de X quivalent 1 kg N pour l azote P pour le phosphore et K pour la potasse Dans le cas du colza la teneur en P20 et en KO dans les grains est de 1 3 et 1 Dans le bilan effectu pour chaque culture seule la part d engrais de fond r ellement utilis e par les parties export es de la culture sont prises en compte 4 MA Mati re Active 553 N 170 0 kg N 350 ke K0 sous total engrais Phytosanitaires sous total phytosanitaires F tracteur 70 0 Iha 15 0 Iha 55 0 Vha 130 0 kg N 364 kg P O 28 0 ke KO sous total engrais Phytosanitaires sous total phytosanitaires 525 Tma 150 Vha 575 Vha Total ITK Tableau 22 Itin raire type et consommations d nergie du colza dans la Dr me ARVALIS 2004 gt herbicides Nimbus 3 l ha 283 3 g MA 1 Glyphosate 1 7 l ha 360 g MA gt fongicide Caramba 0 8 x 1 Iha 60 g MA 1 gt r gulateur de croissance Parlay 0 3 x 1 l ha 450 g MAI gt r colte L itin raire technique d taill mobilise pr s d
45. r ali re en plaine de Valence ossssssosssssssssssoososoossssosssoossoosss00 85 4 2 1 1 1 cas Pagriculteur investit seul 4 58 ns nissimineisnshss 85 4 2 1 2 2 cas agriculteur adh re une CUMA rs 86 42 13 3 cas l agriculteur adh re une CUMA qui est subventionn e pour l achatde Sa ID ES ennemies 86 4 2 2 Ferme de polyculture levage en plaine de PAIN mme 87 4 2 2 1 1 cas agriculteur ach te les graines n cessaires sans modifier so ASSD IEEE RE EAE ES 87 4 2 2 2 2 cas l agriculteur augmente la part d ol agineux dans sa SKOLTAN KON EPES PEE EEA A E 88 5 LES ACTEURS EN RH NE ALPES esessessesessessesesseseesesseseesesseseeseseee DO 5 1 Descriptif des pionniers de HVP en Rh ne Alpes ss 90 5 2 Quelles perspectives pour HVP en Rh ne Alpes ss 91 5 3 Atouts et contraintes des fili res EMHV et HVP en Rh ne Alpes 95 5 3 1 L Ester M thylique d Huile V g tale sssssseees 95 5 3 2 L Huile V g tale PUF sirssssnsssssnsssenssssseseennasnrssssssenesenssseeses 96 ANNEXES ssssin ssssmsssnnsssnsssstinstensnssnnsnnnseniennesnsts 99 1 M THODOLOGIE sacs mineure 100 1 1 LE CONtExtessssssssssdsesssesnncnsseeresresssissnnsssesennsspesennnsessesenssss nes 100 1 1 1 Les origines de la d mand sssssssisssssssnsssssesnnennsssenssssennse 100 11 2 Int r t de la EMA 101 1 2 Opjectifs t enjeUX ssssssssssssssossssossssossrssssocssssssssosssssvsssas ises sesisoeisssssss 102 1 21 Objectifs de l e tu d
46. rapport d allocation massique est de 37 Le d partement de l Ain Le bilan nerg tique est dans cette hypoth se de 10 90 MJ d nergie restitu s par MJ d nergie non renouvelable mobilis e pour la production d un kilogramme d HVP de tournesol Tableau 31 La consommation d nergie non renouvelable vient principalement des ressources utilis es par la culture 85 amp Le d partement de la Dr me Le bilan nerg tique est dans cette hypoth se de 13 33 MJ d nergie restitu s par MJ d nergie non renouvelable mobilis e pour la production d un kilogramme d HVP de tournesol Tableau 32 La consommation d nergie non renouvelable vient principalement des ressources utilis es par la culture 81 Nous pouvons conclure que la trituration froid pour l obtention d HVP r v le un bien meilleur rendement nerg tique que l EMHV En effet le process de fabrication industrielle d EMHV le p nalise fortement alors que pour HVP la principale source d nergie non renouvelable provient des consommations d nergie imput es la culture de l ol agineux On remarque aussi que ce soit pour l EMHV ou l HVP la production des graines de colza par rapport aux graines de tournesol est plus co teuse en nergie ce qui explique que le bilan nerg tique est toujours sup rieur pour les biocarburants base de tournesol Enfin il est important de pr ciser que les bons ratios ner
47. rieur PCI se d finit comme la quantit de chaleur d gag e par la combustion compl te d une unit de combustible la vapeur d eau tant suppos e non condens e et la chaleur de cette condensation non r cup r e Il s exprime en joules par kilogramme J kg m me si on rencontre encore couramment des r sultats exprim s en calories kilogramme cal kg Le pouvoir calorifique sup rieur PCS se d finit comme la quantit d nergie d gag e par la combustion compl te d une unit de combustible la vapeur d eau tant suppos e condens e et la chaleur r cup r e Il s exprime galement en J kg Cette valeur permet de comparer diff rents produits de nature diff rente et permet de ramener par exemple l ensemble des carburants sous forme de tonne quivalent p trole TEP Les pouvoirs calorifiques des diff rentes huiles v g tales sont proches les uns des autres mais inf rieurs de 10 au PCI du gazole Cependant en raison d une diff rence de densit le PCI des huiles v g tales exprim par unit de volume se rapproche de celui du gazole comme le montre le tableau ci contre Tableau 13 l PCI Pouvoir Calorifique Inf rieur 34 75 HVP 50 HVP 25 HVP 4 0 ER 25 gazole 50 gazole 75 gazole gazole PMHY pn ND ND 47 4 49 1 gt 49 49 51 c tane Tableau 14 Indice de c tane de quelques carburants et m langes Tableau 15 Point de cong
48. septembre et r colt fin juin d but juillet le colza poss de un cycle de v g tation extr mement long de 10 11 mois Cette culture permet ainsi presque toute l ann e une bonne couverture du sol et le prot ge de l rosion Une forte croissance d s le semis lui permet de valoriser les l ments min raux et avec une r colte au d but de l t le colza n a pas besoin d eau durant la p riode estivale De m me la r colte s effectuant sur un sol sec il est moins susceptible d tre tass Outre ses avantages agronomiques cette culture est aussi consid r e comme une culture d quilibre D un point de vue organisation du travail production et collecte le colza optimise la r partition du temps de travail et limite les risques en effet la fertilisation les traitements et la r colte s intercalent entre les interventions r alis es sur les c r ales conomiquement le colza est devenu incontournable dans certaines r gions Il est vrai que le rendement n est pas trop affect dans le cas de la production de ma s sur ma s m me si aujourd hui des questions parasitaires commencent se poser mais il n en est pas de m me pour les c r ales paille Les atouts agronomiques du colza se traduisent par un effet pr c dent tr s net sur le bl qui suit En moyenne les tudes men es par le CETIOM montrent que les rendements d un bl de colza sont 10 sup rieurs ceux d un bl
49. sommes bas s sur l tude des bilans nerg tiques et gaz effet de serre des fili res de production de biocarburants r alis e par cobilan PricewaterhouseCoopers La synth se des intrants agricoles engrais N P K et produits phytosanitaires la m canisation des itin raires techniques consommation de carburant des outils agricoles et les impacts vit s en apport d engrais P et K li s l enfouissement des pailles ont t pris en compte Cette tude fournit aussi le contenu nerg tique des intrants agricoles comprenant l nergie des phases d laboration et de distribution de l intrant Figure 15 Pour le calcul des bilans nerg tiques nous nous sommes servi des itin raires techniques issus des fermes types Rh ne Alpes d ARVALIS Institut du v g tal SAINT CYR C 2004 Nous allons d tailler les bilans nerg tiques des cultures de colza et tournesol pour deux d partements rh nalpins l Ain et la Dr me Pour la ferme type Limons d partement de l Ain le temps de traction hors r colte repr sente 4 4 h ha et 70 litres de fioul consomm s par hectare De m me pour la ferme type plaine de Valence le temps de traction hors r colte est quant lui de 5 22 h ha et 52 5 litres de fioul par hectare La consommation de fioul pour la r colte est la m me r f rence qu cobilan savoir 15 1 ha 2 4 1 1 Le colza x Le d partement de l Ain Le rendement d termin
50. souhaitait un document technique et op rationnel sur le sujet Pour cette raison les questions m thodologiques ont t report es en annexe 1 M thodologie EMHV Ester M thylique d Huile V g tale SIFP Institut Fran ais du P trole siie 1 LA PRODUCTION D OL AGINEUX 1 1 Aspects agronomiques 1 1 1 Le colza CETIOM 2001 et 2004 La culture de colza est largement reconnue pour ses avantages au niveau de la structure des sols au travers de deux observations Les liens g n tiques du colza avec la navette lui ont transmis un pouvoir d enracinement profond avec une racine pivotante capable de descendre jusqu une profondeur de plus d un m tre en dessous de la surface du sol Cette caract ristique lui permet de remonter vers la surface des l ments min raux tels que les nitrates De plus m me par un climat sec le colza est capable de s alimenter en eau en profondeur et m me si les conditions optimales ne sont pas r unies lors de certaines p riodes d laboration des composantes de rendements la floraison par exemple le colza est capable de compenser partiellement en fin de cycle en multipliant le nombre de ramifications ou en augmentant le poids de ses grains Toutefois l expression de ces avantages n cessite quelques pr cautions de conduite importantes rappeler dans le contexte rh nalpin o des p riodes de stress sont r guli rement observ es Sem fin ao t d but
51. suffisant pour un climat mod r Diverses m thodes sont employ es pour parvenir liminer les cires mais le principe reste le m me quelle que soit la m thode utilis e L huile est refroidie afin de provoquer la cristallisation des cires puis les cristaux sont s par s de l huile Lors du d cirage la cristallisation s effectue en deux tapes gt un refroidissement jusqu une temp rature de l ordre de 5 10 C gt une maturation de plusieurs heures afin de permettre la cristallisation compl te et la formation de cristaux assez gros pour faciliter la s paration Les techniques de d cirage de l huile de tournesol Les techniques employ es sont gt le d cirage par filtration ou wint risation ce syst me est utilis sur des huiles faible teneur en cires environ 600 ppm et l o le consommateur d sire une huile brillante avec une tenue au froid parfaite il ne r sout pas le probl me du r sidu solide des g teaux de filtration probl me qui se complique de jour en jour gt le d cirage par centrifugation gt le d cirage par d mucilagination froid gt le d cirage par refroidissement apr s neutralisation gt le d cirage par neutralisation partielle et refroidissement Ces diff rents syst mes donnent une teneur en cires de l ordre de 100 ppm Cette qualit satisfait aux crit res d un climat temp r mais elle est insuffisante si le consommateur exige une hui
52. tonnes d ici 2007 Antoine MORIN membre de Diester Industrie nous a indiqu que les tourteaux de la fili re Diester sont bien videmment utilisables en alimentation animale Cependant il nous a aussi confi qu une grande partie de ces tourteaux sont aujourd hui export s dans le Nord de l Espagne pour l alimentation animale L arriv e sur le march de quantit s accrues fili re EMHV HVP de tourteau de colza et tournesol n cessite de faire le point sur leurs caract ristiques alimentaires d autant plus que la rentabilit conomique de ces fili res passe par une bonne valorisation du tourteau fermier Il serait donc int ressant de prendre les mesures n cessaires pour en assurer l coulement dans l alimentation animale nationale Ceci permettrait par la m me occasion de diminuer la d pendance en prot ines de la France 3 3 2 Distinction entre tourteau industriel et tourteau gras La principale diff rence entre ces deux types de tourteaux r side dans leur teneur en mati res grasses Les tourteaux industriels de colza ou de tournesol comme ceux produits par la fili re Diester ont des teneurs tr s faibles en mati res grasses de 2 3 pour le colza en de kg brut de tourteau et de 1 9 MG pour le tournesol l oppos les tourteaux fermiers gras ont des teneurs en mati res grasses tr s variables qui sont fonction du proc d de trituration type de presse vitesse de rotation de la vis diam
53. tourteau 24 de mati res grasses masse de graines avant pressage 2998 g pourcentage d huile dans les graines 44 masse d huile extraite 796 g masse du tourteau obtenu 2192 g quantit d huile r siduelle dans le tourteau 2998 x 0 44 796 521 g taux MG du tourteau 1 521 2192 24 La seconde pression a donn un r sultat de 14 4 d huile extraite par rapport la masse de produit de d part Dans notre cas pr c dent cela repr senterait une production d huile suppl mentaire de 2192 x 14 4 317 g Sachant que ce tourteau contenait encore 521 g d huile avant d tre re press il n en contiendra plus que 521 317 204 g La quantit de tourteau obtenu en sortie du deuxi me pressage sera de 2192 317 1875 g Nous pouvons donc calculer le taux de mati res grasses de ce tourteau re press taux MG du tourteau 2 204 1875 11 Ce deuxi me pressage permet d obtenir un tourteau tr s int ressant pour l alimentation avec moins de probl mes d assimilation chez les animaux Cependant une tude de rentabilit conomique devra tre men e pour juger de l opportunit d une telle op ration De m me un taux de 24 de mati res grasses l issue d une premi re pression froid est d j au d part tr s lev Mais ce type de presse est connu pour ce probl me l et d autres mod les permettent d obtenir de bien meilleur
54. 00 4000 4500 Vitesse moteur tour min Graphique 21 mission d oxydes d azote d un moteur de voiture en fonction de la charge JOYE P 2003 x Les moteurs de v hicules l gers L exp rience belge TriCoF a permis d observer le comportement d un moteur Diesel moteur VW 1 2 Tdi fonctionnant en m lange ou en totalit HVP de colza Les mesures d missions ont concern les CO NOx HC et particules suies amp Le monoxyde de carbone Ce graphique montre que globalement plus le taux de substitution du gazole par de l HVP est important jusqu l utilisation pure 100 meilleure est la courbe d mission de CO noter aussi que l essai r alis avec du biodiesel pur montre que ce carburant produit moins de CO que le gazole Graphique 20 Les oxydes d azote Au niveau des NOx on peut observer un creux dans les courbes d missions bas r gime pour une charge de 75 Cependant ces mesures nous permettent de dire que l augmentation de teneur en HVP dans le m lange s accompagne d une hausse des missions de NOx Cet cart mesur est de 15 entre le gazole pur et l HVP pure 3000 trs mn pour l essai 100 de charge et de 10 pour l essai 75 de charge Graphique 21 Les hydrocarbures imbr l s Pour une charge de 75 la valeur maximale est obtenue par le m lange 5 HVP 95 gazole On constate que les courbes d missions de HC diminuent avec un po
55. 23 3 Temp air admis 21 26 20 22 18 18 Temp chap C 344 367 523 520 477 464 CO ppm 135 115 120 172 220 160 CO2 5 9 5 6 6 7 6 4 TS 6 9 HC ppm 32 56 42 82 95 44 02 12 9 13 3 11 8 12 3 10 7 11 6 NOx ppm 1200 977 762 684 1130 765 Exc s air 1 61 1 75 1 30 1 44 1 06 1 25 Tableau 33 Mesure d missions de polluants sur tracteurs puissance nominale au r gime nominal CLEMENT T et al 2003 41 nc non communiqu 3 1 3 2 Retours d exp riences de mesures d mission de polluants x Les moteurs de tracteurs agricoles L exp rimentation r alis e en Midi Pyr n es par le CIRAD et l ARM sur 3 tracteurs modifi s bicarburation modification des pistons montre que les r sultats des taux de polluants sont remarquables Les mesures d missions de polluants ont t r alis es sur 4 cycles d finis du moteur 1 cycle puissance nominale au r gime nominal 2 cycle puissance maximale au r gime correspondant cycle couple maximum au r gime correspondant cycle ralenti sans charge g me g me Ces mesures ont t r alis es en carburation au fioul avant modification des moteurs puis en carburation l huile tournesol dans ce cas apr s modification Tableau 33 Les modifications moteurs r alis es devaient respecter la conception et l architecture interne du moteur tout en respectant les mat riaux et les jeux fonctionnels m caniques Une v ri
56. D AGRICULTURE DU CALVADOS 2005 AIRFAF HAUTE NORMANDIE 2005 CLEMENT T et al 2003 INSTITUT DE L LEVAGE ONIDOL PROLEA 2004 UFL UFV unit fourrag re lait viande nergie PDIN PDIE prot ines digestibles dans l intestin lorsque le facteur limitant est l azote l nergie 3 3 3 Facteurs de variations du taux de mati res grasses dans le tourteau Une tude men e aupr s d leveurs des Pays de la Loire a permis d obtenir quelques informations concernant l utilisation des presses et leur impact sur le taux de mati res grasses du tourteau Parmi les 19 levages enqu t s il a t mis en vidence un groupe faible d bit 14 kg graines h dont le taux moyen est inf rieur de 3 MG celui du groupe d bit lev 37 kg graines h L tude montre aussi que certaines marques de presse Reinartz presse cage notamment se distinguent en produisant du tourteau peu gras entre 12 et 13 MG Pour plus de d tails sur le rendement d extraction et donc la part d huile r siduelle contenue dans le tourteau se r f rer la partie 2 2 3 Trituration et traitements de l huile0 3 3 4 Stockage du tourteau gras La dur e de conservation du tourteau gras d pend fortement de sa teneur en mati res grasses l huile r siduelle tant responsable du rancissement Cependant aucune tude n existe pour valuer cette dur e D apr s les exp riences d leveurs rencontr s un tourteau peut
57. E 14 1 2 2 L TOUPRESO sessirssssennnsesnnsssssensesnnnnsesensesnnseenetnsenedees 14 1 3 L s cultures AsSOCi ESississssscsisessosssesssissssssskisosdesssisosisossosdsostssssa sosise 15 1 4 La Politique Agricole Commune e ssossssoossooesseossooesssocesooesssoossooesssoses 16 1 4 1 Comment utiliser la jach re pour la production de biocarburants sur l exploitation ssisissssssesissesscosssosiavessisdooasoosiossssosicsssosssosissssso ossis 17 1 4 2 Comment b n ficier de l aide aux cultures nerg tiques 2 19 1 5 Surfaces et volumes actuels des grandes cultures en Rh ne AIDES ssssssornssssnssssnsnmesaseneassneesnsesnsss it sass sssssssos ossis sosh 20 LOT Lecolzaissssssssissssressicssssssssssosssosssossiosssssoisssssasssosssossoossoosiosisvsssssissssississs 20 1 92 LOt0uUrnesOlsssssissisissssssssssssssstsessessssosedsiksssenorison doost essesdisissi sisusse sosissp ioei 21 1 5 3 Production utilisation importation et exportation d ol agineux BnF FANS E en treevene tt tens 21 1 6 Surfaces et volumes potentiels pour HVP en Rh ne Alpes 22 1 61 Consommation actuelle de fioul dans l agriculture en Rh ne AIDES EAEE AE 22 1 6 2 Transfert de surfaces destination de PHYP sssssssssssoossoosssoossoossoosss000 22 2 LA TRANSFORMATION DES OL AGINEUX sessesssssseeeesssseeeceeeseeeeseese 2D 2 1 Propri t s physiques chimiques et biologiques des graines 25 All Caract ristiques phYSiqUES sssissseissssss
58. ET Ing nieur r gional Sud Est au CETIOM M Gilles VAITILINGOM chercheur au CIRAD de Montpellier et M Etienne POITRAT responsable du th me biocarburants l ADEME pour les pr cieux renseignements qu ils ont pu nous apporter Un grand merci M Yvan GAUTRONNEAU professeur d agronomie PISARA Lyon ainsi qu M Patrick MUNDLER professeur d conomie l ISARA Lyon pour leur aide pr cieuse dans la r alisation de notre m moire Merci galement tous ceux qui leur fa on un moment donn nous ont apport leur aide Nous remercions enfin tout le personnel de la Chambre d agriculture de la Dr me et de Rh nalp nergie Environnement et tout particuli rement Mme Muriel COLIN documentaliste la Chambre d agriculture de la Dr me qui ont largement facilit la r alisation de ce stage SOMMAIRE REMERCIEMENTS snsnmssnannsnnnsesrensiannssmnsn mins 3 SOMMAIRE ee en se nnninee 4 INTRODUCTION noces lnns ess annees sisisi tenescnncesn sites 10 1 LA PRODUCTION D OL AGINEUX serrsmmsnmnmennennennennennensenseensee 12 1 1 Aspects ASrONOMIQUES sssssssssssssssssssssssssossssso issosssssssossi sssse ossss ssos ssis 12 LAT E E A E E E A E E E 12 11 2 Le t t rnesol sssisssssesssississsscsssssssssssssisssosssssessorsssdsssssssasssssssssesosssssss sssa oss 13 1 2 Aspects environnementaux e esssesessossssocesooessseoesooesssocesoossssoosssoesssosee 14 VPA E D 1 A E E EE A A A
59. FV Unit Fourrag re Viande 6 MAD Mati res Azot es Digestibles gt 80 M BARON nous a confirm que l achat de tourteau gras ces producteurs est possible du fait que les analyses r pondent au standard Pour le tournesol par exemple l chantillon doit poss der 27 de prot ines et une teneur comprise en 8 et 10 MG Ce taux de mati res grasses tr s bas pour un tourteau gras de tournesol nous a interpell mais ni M BARON ni les agriculteurs du groupe contact s n ont pu ou voulu nous r pondre sur l obtention de cette teneur si faible dans le tourteau Il est fort probable selon notre hypoth se que pour arriver des taux inf rieurs 10 MG les agriculteurs repassent les tourteaux dans la presse afin d en extraire encore de l huile et ainsi abaisser leur taux de mati res grasses Une fois la barri re de la conformit du produit lev e il reste fixer un prix d achat du tourteau Dans cet exemple le prix est index sur la cotation d part de Bordeaux rendu Angoul me en vigueur le jour de l accord soit environ 115 t pour le tournesol et 150 t pour le colza Pour le fabricant d aliment le risque n est pas tr s important son seul souci tant le probl me de rancissement du tourteau gras Mais compte tenu des teneurs tr s basses en mati res grasses on peut consid rer que ce risque tait minime De m me il est n cessaire pour Sanders Oc an d avoir une cellule de s
60. a 8 COP C r ales et Ol o Prot agineux partir de la campagne 2006 le syst me de paiement des primes PAC change passant d une prime l hectare enti rement li e la production un d couplage partiel de ces primes pour les productions v g tales 75 d coupl et 25 coupl la production Le montant de l aide d coupl e DPU sera calcul par exploitation en fonction d une r f rence historique 75 de la moyenne des aides per ues en 2000 2001 et 2002 L aide coupl e reste elle li e la culture mise en place Tableau 2 Le taux de jach re doit repr senter au minimum 10 de la SAU de l exploitation Pour la production de biocarburants l agriculteur peut mettre en place des cultures sur gt les jach res sous forme de jach re industrielle contractualis e avec l ONIOL pour les ol agineux gt le reste de la SAU SCOP en ayant droit la partie coupl e de l indemnit PAC correspondante plus une Aide aux Cultures nerg tiques ACE ou cr dit carbone de 45 ha contrat avec l ONIOL 1 4 1 Comment utiliser la jach re pour la production de biocarburants sur l exploitation ONIC ONIOL 2004 ONIOL 2005 En application de la r glementation communautaire le producteur est autoris transformer et utiliser sur son exploitation les graines de c r ales ou d ol agineux r colt es sur des terres d di es au gel industriel Ces gra
61. a 17 heure et le test est consid r positif si on ne d tecte pas de trouble au bout de 24 heures La d termination des cires La d termination des cires a longtemps t r alis e par des m thodes gravim triques ou turbidim triques qui ne donnent satisfaction qu aux fortes teneurs La m thode de chromatographie en phase gazeuse permet la d termination de la teneur en cires pr sentes dans l huile Elle s effectue en deux temps passage sur colonne de silice afin de pr parer l chantillon puis analyse chromatographique Par exemple une huile pr sentant un total de cires non cristallisables de 165 ppm et un total de cires cristallisables de 402 ppm soit 567 ppm au total r v lera un cold test n gatif apparition d un trouble _ 48 chantillon Valeur initiale Apr s 6 mois Apr s 1 an A 0 92 0 94 B 125 1 37 C 0 92 113 1 14 D 1 11 1 20 E 1 01 1 08 Tableau 18 volution de l indice d acide chantillon Valeur initiale Apr s 6 mois Apr s 1 an A 1 5 B 48 728 C 1 5 8 38 D 6 4 200 E 2 16 Tableau 19 volution de l indice de peroxyde 2 2 3 3 Stockage de l Huile V g tale Pure L huile est un produit vivant qui va voluer dans le temps Il est donc imp ratif de fournir des conditions de stockage les plus favorables possible faible taux d impuret s dans l huile basses temp ra
62. acune des esp ces implant es L agriculteur allemand s est donc quip de s parateurs et de silos de stockage Les deux principales cultures associ es rencontr es sur cette exploitation allemande sont le pois et la cameline La cameline Camelina sativa plante ol agineuse germe t t et d veloppe rapidement de larges feuilles qui permettent de bien couvrir le sol et ainsi de limiter la pression d adventices Cela permet de r duire voire comme le fait l agriculteur allemand d viter tout emploi d herbicide m me en agriculture conventionnelle La cameline joue aussi un r le de soutien des plantes de pois souvent soumis des probl mes de verse la maturit des gousses De plus gr ce ce tuteur naturel du pois l utilisation de fongicides est r duite et la r colte peut s effectuer plus tardivement Le retour d exp rience allemande donne des r sultats de rendements q ha obtenus en cultures associ es semblables une culture simple de pois voire sup rieurs comme le montre le tableau ci contre Tableau 1 En 2001 la culture de pois seule n a pas pu tre r colt e car elle s est retrouv e totalement vers e du fait des intemp ries En revanche la culture de pois associ e la cameline a pu tre r colt e affichant m me un tr s bon rendement Ces r sultats nous confirment que l association des cultures aboutit un rendement global sup rieur l implantation d une culture de pois
63. aines h il est recommand d aplatir les graines le colza notamment pour am liorer le rendement en huile Mais ce syst me n est pas utile dans le cas d unit s plus petites Dans le cas du tournesol un d corticage des graines peut tre int ressant avant le pressage Cela permet de r duire l usure du mat riel et la teneur en cires de l huile x Seconde pression Afin toujours d augmenter le rendement d extraction et donc d obtenir des tourteaux moins gras il a t essay de repasser dans la presse les tourteaux obtenus lors du premier pressage Les r sultats obtenus sont encourageants au niveau de la quantit d huile mais de nouveaux inconv nients sont apparus une surveillance constante est devenue n cessaire car la structure du tourteau occasionne de fr quents bourrages l entr e de la presse orifice trop petit De plus l huile extraite lors de ce deuxi me pressage risque d tre fortement charg e en phosphore et autres impuret s ce qui risque de la rendre inutilisable en carburant Aucun r sultat n est malheureusement donn concernant le taux de mati res grasses du tourteau obtenu en seconde pression nous allons essayer de l estimer supposons que la premi re pression ait t r alis e dans les conditions optimales c est dire sans chauffage important lt 50 C avec une buse de sortie de 8 mm et une vitesse de rotation de 40 de la vitesse maximale nous aurions obtenu un
64. am tre a t tudi e avec les m mes chantillons A E que pr c demment Les r sultats apr s 6 mois et 1 an sont report s dans le tableau ci contre Tableau 19 Ces r sultats illustrent bien ce qui avait t mentionn ci dessus apr s un d part lent le ph nom ne s acc l re rapidement pour atteindre dans le cas de l chantillon conserv dans les plus mauvaises conditions B temp rature ambiante la lumi re et au contact de l air des valeurs importantes apr s un an Pour ce param tre galement on observe une plus forte influence de l air que de la lumi re _ 49 chantillon Valeur initiale Apr s 6 mois Apr s 1 an A 99 7 99 2 B 94 6 54 7 C 100 97 3 95 8 D 89 3 84 8 E 97 8 97 1 Tableau 20 volution de l indice d iode x Indice d iode L volution dans le temps de ce param tre a encore t tudi e avec les m mes chantillons A E que pr c demment Les r sultats apr s 6 mois et 1 an sont donn s dans le tableau ci contre Tableau 20 Les baisses importantes de l indice d iode constat es pour les chantillons conserv s en contact avec l air B et D montrent que ces chantillons ont subi une oxydation importante En outre cette oxydation permet d augmenter l indice de c tane de l huile augmentation du nombre de compos s oxyg n s donc de faciliter son auto inflammation et sa combustion Mais cet
65. ant du tracteur modfifi en bicarburation CLEMENT T et al 2003 En Allemagne plusieurs soci t s priv es proposent des modifications pour tous les moteurs Diesel permettant l utilisation d huile v g tale carburant C est le cas de la firme VWP qui travaille sur les moteurs derni re g n ration Volkswagen pr sents aussi chez Audi Seat et Skoda Apr s plusieurs ann es de recherche des brevets ont t d pos s et permettent aujourd hui VWP de proposer ses clients des voitures adapt es HVP avec les m mes conditions de garantie qu un mod le classique L adaptation concerne le circuit de carburant les injecteurs les param tres lectroniques et parfois les pistons il ne s agit pas d une bicarburation mais d une utilisation pure d HVP L utilisation de gazole reste possible mais provisoirement car le moteur n est plus optimis pour ce carburant fossile VWP cherche aujourd hui des partenaires pour se d velopper Une concession Audi en Allemagne propose des v hicules neufs d j modifi s par VWP pour un suppl ment de 3 4000 Un autre partenariat existe d j entre une concession de tracteurs agricoles Deutz Fahr et VWP le client peut choisir d acheter son tracteur neuf adapt HVP pour un co t suppl mentaire de 5 6000 GUIRAL E SAINT CYR C 2005 La soci t allemande ELSBETT d veloppe depuis une vingtaine d ann es des kits d adaptation et des moteurs sp
66. antillon port bullition S il y a combustion on parle de teneurs en cendres Il y a une forte corr lation entre la valeur de ce param tre et les r sidus qui peuvent tre retrouv s au niveau de la chambre de combustion des segments et des soupapes Un niveau faible de r sidu en carbone permet de garder le moteur dans un tat optimal de propret Cette valeur devra donc tre la plus basse possible x Teneur en cendres Les cendres oxyd es et brutes ont un pouvoir abrasif qui doit tre limit pour viter des probl mes au niveau de la pompe injection des injecteurs et des cylindres x Teneur en eau La pr sence d eau dans le carburant quel qu il soit pourra poser des probl mes tout au long du circuit de carburant r servoir filtre Cependant dans le cas de d huile cette pr sence d eau n est pas n cessairement un d savantage si elle se pr sente sous forme d mulsion avec l huile forme qui est cependant instable dans le temps x Indice d acide ou acidit ol ique L huile contenue dans les graines ol agineuses contient naturellement des acides gras libres en quantit d autant plus grande que la graine a t alt r e par les conditions agro climatiques de la r colte ou les conditions de s chage et de stockage Sous l action d une enzyme la lipase les triglyc rides lib rent leurs acides gras provoquant l acidification de l huile Figure 5 Les graines contiennent
67. avant dessiccation g m2 masse du p se filtre avec chantillon apr s dessiccation g Dans le n goce l humidit maximum autoris e est de 9 Lorsque cette valeur est d pass e une r faction en prix puis en poids est appliqu e au moyen d un bar me interprofessionnel et une ventilation plus un s chage doivent th oriquement tre effectu s 25 Param tres Norme Expression humidit 91 sur brut impuret s 2 sur brut teneur en huile 40 sur poids aux normes teneur en acide rucique 2 huile teneur en glucosinolates 25 umoles g de graines acidit ol ique 2 sur poids aux normes Tableau 7 Normes de base pour la commercialisation du colza 2 1 1 2 Teneur en impuret s On entend par impuret s tous les corps trangers organiques et non organiques se trouvant dans l chantillon analyser autres que les graines de colza ou tournesol Ces impuret s se r partissent en plusieurs cat gories de petites pierres de la terre des d bris de bois des d bris de la plante morceau de tige ou de silique ou d autres plantes des graines ol agineuses ou non La teneur en impuret s exprim e en pourcentage en masse de l chantillon de d part est gale 100 x a c Impuret s a avec a masse de l chantillon avant nettoyage c masse de graines nettoy es Dans le n goce les normes de r ception fixent un taux forfaitair
68. avantage ne peut tre retenu du fait des probl mes qu engendrerait une augmentation de l acidit de l huile dans les moteurs De ces trois analyses indices d acide de peroxyde et d iode du suivi dans le temps il appara t que le crit re le plus important pour assurer une bonne conservation de l huile est d isoler celle ci de l air L huile ne s vapore pas contrairement au gazole ou au fioul Le risque d mission de COV est par cons quent nul Ceci est un avantage de l utilisation d HVP car la forte volatilit du gazole ou fioul n cessite l quipement des stations service pour la r cup ration de ces vapeurs De m me l huile v g tale limine tout risque de pollution lors du remplissage des cuves ou des r servoirs l huile tant biod gradable et m me consommable en alimentation humaine elle ne pr sente donc pas de risque de pollution diffuse contrairement aux carburants d origine fossile COV Compos s Organiques Volatils 50 SOFIPROTEOL InVivo Coop ratives et n gociants Champagne C r ales via FIDICOOP et Epis Centre Soufflet FINEGOCE 54 81 CEREOL SOPROL 2 DIESTER INDUSTRIE 33 34 100 EEE Figure 12 Organisation du groupe SAIPOL LESIEUR http www prolea com sofi PRESENT patrimoine htm 2 3 L Ester M thylique d Huile V g tale L EMHV ou biodiesel est mieux connu sous le nom de la marque commerciale Diester
69. azole ELSBETT Les r sultats obtenus avec les m thodes classiques de d termination sont pr sent s au tableau ci contre Tableau 14 Ces r sultats reprennent galement des analyses faites sur diff rents m langes HVP gazole ainsi que les donn es relatives au gazole et l EMHV Au vu de ces r sultats le m lange 25 HVP 75 gazole permet de r pondre aux prescriptions adopt es pour le gazole gt 49 x Point de cong lation et temp rature limite de filtrabilit Ces diff rents param tres ne doivent r pondre pour l instant aucune sp cification pour un usage carburant mais peuvent cependant se r v ler importants lors d une utilisation par des v hicules soumis aux conditions hivernales parfois rudes dans certaines r gions Ainsi une temp rature limite de filtrabilit lev e Tableau 15 pourra poser des probl mes d alimentation de la pompe d injection lorsque les temp ratures approcheront ou passeront sous cette temp rature Si tel est le cas des solutions devront tre apport es pour contourner le probl me filtre r chauffeur x Contamination Ce param tre est un des plus importants pour une utilisation carburant de l huile Cette mesure permet en effet de d terminer la puret de l huile ainsi que l efficacit du processus de filtration de l unit de production Une contamination trop importante conduira un colmatage pr matur des filtres des v hicules un encrassem
70. burant cette valeur a galement son importance car une acidit trop lev e peut affecter les propri t s de l huile de lubrification si des quantit s significatives d huile carburant atteignent le carter d huile de lubrification Indice de peroxyde L oxydation est un ph nom ne fondamental dans toutes les industries des corps gras Il est donc important de pouvoir mesurer celle ci L alt ration chimique des corps gras insatur s par l oxyg ne de Pair d bute par la formation d un peroxyde et ensuite par la formation de produits de scission Ces produits de scission r sultent de la coupure de la cha ne grasse au niveau de la double liaison qui donne toute une s rie de compos s cha ne courte comme les ald hydes et les c tones qui sont responsables de l odeur des corps gras rances Cette r action auto catalytique auto oxydation commence tr s lentement puis apr s une p riode d induction o l oxydation est pratiquement ind celable s acc l re de fa on exponentielle L oxyg ne se fixe sur les cha nes grasses de fa on diff rente suivant la temp rature laquelle a lieu l oxydation L indice de peroxyde s exprime en nombre de milli quivalents d oxyg ne actif par kilogramme de corps gras Le principe de la mesure est de d terminer par titrage redox la teneur en iode I2 r sultant de l oxydation d iodure de potassium par l oxyg ne actif d gag par les peroxydes contenus da
71. bustion qui est dessin e sp cialement dans la t te du piston pour cr er une turbulence suffisante Figure 18 Ces moteurs quipent la plupart des tracteurs agricoles depuis 25 ans les camions et les moteurs industriels inf rieurs au M gawatt Ils sont quip s d une pompe injection manuelle avec des l ments lectroniques et parfois m me un calculateur La pression d injection est comprise entre 180 et 250 bars L huile v g tale pure ou m me raffin e n est pas utilisable en l tat dans ces moteurs Diesel En effet lorsqu ils d livrent jusqu la moiti de leur puissance nominale la temp rature moyenne des chambres de combustion est inf rieure 200 C ce qui signifie qu une part de gouttelettes d huile ne va pas se vaporiser mais va se coller aux parois provoquant des d p ts goudronneux Ces d p ts vont vite s accumuler sur le nez des injecteurs perturbant ainsi la pulv risation et d gradant leur fonctionnement Ils vont galement se loger dans la gorge du premier segment lui interdisant son lasticit ce qui m ne des grippages et ou une usure rapide de celui ci Il y a perte de compression difficult s de d marrage froid et d t rioration du rendement augmentation anormale de la consommation Si alors la dilution d huile v g tale dans l huile lubrifiante d passe 1 l huile de graissage peut rapidement se polym riser provoquant le grippage total du moteur L uti
72. ce ou l absence de compos s ind sirables par exemple l acide rucique C22 1 pour l alimentation Le tableau ci contre Tableau 8 donne une composition moyenne en acides gras de graines de colza 2 1 2 3 Teneur et profil en glucosinolates Contrairement au tournesol le colza pr sente de nombreux facteurs antinutritionnels dont les glucosinolates et leurs d riv s qui risquent le plus de poser probl me Ce ne sont pas les glucosinolates eux m mes qui peuvent s av rer g nants en alimentation mais leurs d riv s En effet les glucosinolates peuvent tre d grad s en divers compos s dont les plus importants sont dans le cadre de l alimentation animale les ions thiocyanates les oxazolidinethiones et dans une moindre mesure les isothiocyanates et les nitriles Les d riv s des glucosinolates pr sents dans le sang peuvent agir sur les tissus y tre stock s ou tre limin s notamment par voie urinaire et par le lait Les principaux effets ont t constat s chez l animal au niveau de la thyro de en provoquant une augmentation de celle ci goitre forte concentration les ions thiocyanates entrent en comp tition avec l iode dont la fixation par la glande diminue L importance de ce ph nom ne d pend de l esp ce et de l ge de l animal ainsi que des quantit s absorb es Ainsi elle sera moins fr quente chez le ruminant que chez le monogastrique il en sera de m me chez l adulte par rappo
73. centrifugation utilise comme son nom l indique la force centrifuge pour s dimenter les particules solides La viscosit de l huile peut tre un frein l utilisation de certaines centrifugeuses mais pour rem dier cela certains constructeurs proposent de chauffer l huile Cette technique est de loin la plus rapide et pourrait donner les meilleurs r sultats en termes de qualit d huile pour r pondre une future norme De plus contrairement la s dimentation le pourcentage en l ments ind sirables dans l huile est plus faible le gaspillage est donc r duit En revanche la centrifugation n cessite un investissement lourd plusieurs milliers d euros elle reste r serv e des unit s moyennes de trituration x La filtration La filtration permet sous l effet de la pression hydraulique de r aliser une s paration de phases au travers de parois poreuses Lors de la filtration un g teau de filtration se d pose sur les parois du filtre De par la porosit de ce d p t solide l coulement du liquide est encore possible jusqu au colmatage du filtre et du g teau de filtration par de fines particules La vitesse de filtration diminue lorsque l paisseur du g teau augmente Pour garder un d bit suffisant il faut alors augmenter le gradient de pression en augmentant la pression d alimentation On peut aussi modifier le g teau de filtration en incorporant des adjuvant
74. classique En Rh ne Alpes les cultures de colza et tournesol seules cultures int ressantes pour la production de biocarburants ne sont pas tr s d velopp es en cultures associ es mais cette technique pourrait tre envisag e pour faire coexister des cultures alimentaires et non alimentaires dans un but d optimisation des terres agricoles Dans ce cas des m mes parcelles pourraient produire des cultures des fins alimentaires ainsi que du colza ou du tournesol but nerg tique huile v g tale pure ou autre 1 4 La Politique Agricole Commune Mise en place en juillet 1962 la PAC vise fixer l ensemble des r gles et m canismes r gissant la production les changes et le traitement des produits agricoles Elle permet aussi gt d assurer un niveau de vie quitable aux agriculteurs de l Union Europ enne gt d assurer la comp titivit de l agriculture au niveau mondial gt de garantir la s curit des approvisionnements alimentaires pour 452 millions de consommateurs europ ens gt de contribuer l am nagement du territoire et la pr servation de l environnement NT a Montant de la partie coupl e Exemple Dr me ha ahia 2006 P COP sec 70 91 COP irrigu 119 75 bl dur 179 31 prot agineux sec 126 48 prot agineux irrigu 173 32 jach re 0 cultures nerg tiques 115 91 Tableau 2 Montant de l aide PAC coupl e en 2006 h
75. cteurs gt le march du carburant gt l approvisionnement en grains gt la technologie de conversion des v hicules 379 Figure 21 Repr sentation de trois facteurs de r ussite d une fili re Pour ce qui est du march du carburant celui ci est une mati re premi re indispensable pour la soci t contemporaine il existe donc un r el march porteur en termes d nergie et principalement du carburant L approvisionnement en graines assure la durabilit de la fili re Les ressources pour la production d HVP graines d ol agineux doivent tre facilement disponibles afin de ne pas p naliser l organisation de la fili re Des technologies de conversion sont aussi mettre en place pour un d veloppement de l HVP carburant Les moteurs Diesel devant subir quelques transformations il est indispensable de se baser sur des experts comp tents et comp titifs accompagnant une validit technique de modifications mettre en uvre Ces trois facteurs regroup s Figure 21 permettront la fili re HVP d atteindre des prix comp titifs une capacit lev e si les modifications moteurs suivent ce march carburant et aussi le d veloppement d un environnement socio conomique autour de cette micro fili re locale 3 2 L Ester M thylique d Huile V g tale Diester Industrie 2004 L EMHYV de Diester Industrie le Diester est un carburant pour moteur Diesel de s
76. dans les cultures de printemps que dans les intercultures pour une bonne ma trise en tournesol Ses besoins azot s totaux sont faibles de l ordre de 150 kg ha Son enracinement profond lui permet de satisfaire au moins 50 de ses besoins De plus la fertilisation azot e du tournesol a t optimis e par le CETIOM gr ce un outil de diagnostic H liotest qui permet d apporter en v g tation l azote r ellement n cessaire la culture tout en vitant les impasses et les apports syst matiques Ceci contribue concilier revenu qualit de la production et respect de l environnement si Les progr s g n tiques aidant les applications phytosanitaires pour une conduite correcte du tournesol restent mod r es avec un ou deux passages pour le d sherbage seules interventions la plupart du temps en production pour consommation auxquelles peuvent s ajouter ventuellement un insecticide et un fongicide en production de semences dans la r gion Enfin les derni res ann es 2003 et 2004 ont prouv que le tournesol est capable de s adapter aux conditions s ches persistantes Peu consommateur d eau seulement 420 mm sur l ensemble de son cycle pluies et r serves du sol couvrent ses besoins Son syst me racinaire permet galement de bien exploiter les ressources des diff rents horizons Le tournesol contribue de par tous ses avantages l quilibre des rotations il reste une pi ce ma tresse de l a
77. de tournesol sont voisines de celles du colza La principale diff rence en dehors des rendements sp cifiques pour chacune des cultures est l ajout dans le proc d de production d une tape de Winterisation proc d qui supprime les cires pr sentes dans l huile de tournesol 2 3 2 1 Trituration des ol agineux Le proc d d extraction de l huile est r alis en deux tapes la pression puis l extraction l aide d un solvant hexane La pression chaud permet d extraire le maximum d huile des graines mais il reste cependant dans les tourteaux un taux assez lev d huile c est pourquoi ces derniers sont lav s l hexane afin de solubiliser cette huile et de l extraire Cette op ration permet un meilleur rendement d extraction lors de la trituration et garantit des tourteaux faible taux de mati res grasses de l ordre de 2 La trituration donne un rendement de 43 3 d huile et 56 7 de tourteaux L huile est ensuite raffin e pour tre est rifi e 2 3 2 2 Semi raffinage Cette tape consiste retirer les impuret s et l acidit de l huile brute pour faciliter les op rations d est rification Le rendement de cette tape est de pr s de 97 l ajout d acide phosphorique et de soude rend possible l extraction de 3 d huile acide coproduit valoris dans l industrie L huile brute ainsi semi raffin e peut alors tre est rifi e 2 3 2 3 Est rification
78. du nombre de graines et remplissage En cas de retour des pluies estivales ou en pr sence de quelques apports d eau durant ces phases le potentiel de la plante pourra m me s exprimer pleinement l oppos si ce manque d eau n est que tardif faisant suite une phase de croissance importante la r sistance au stress hydrique sera faible et le rendement tr s r duit La plante ne pourra pas assurer la forte vapotranspiration engendr e par la surface foliaire importante mise en place les feuilles faneront plus rapidement avec comme cons quence un effondrement tr s rapide de la surface foliaire active en pleine phase de concr tisation du nombre de graines r duisant le potentiel De m me que le colza le tournesol s av re tre une bonne t te d assolement pour les c r ales comme le montrent les tudes du CETIOM En lib rant t t le sol le tournesol offre des conditions optimales d implantation pour le bl voire pour l interculture dans l attente d un semis de printemps Cet ol agineux permet la lutte contre certaines gramin es dans la rotation et surtout assure une rupture du cycle des maladies des c r ales fusariose pi tins L effet b n fique mesur d un pr c dent tournesol se traduit par une hausse moyenne de rendement de 5 du bl qui suit pouvant aller jusqu 10 20 par rapport un bl de bl avec une r duction du co t de protection visant les maladies dans le bl
79. e 14000 MJ ha d nergie non renouvelable li s 64 aux apports d engrais azot s x Le d partement de la Dr me Le rendement d termin pour la ferme type plaine de Valence est de 28 q ha Les principales tapes de l itin raire cultural moyen sont les suivantes gt d chaumage de la culture pr c dente gt labour gt semis en combin densit moyenne de 3 kg ha gt roulage gt engrais 130 uN 36 4 uP et 28 uK gt insecticides D cis 2 x 0 18 l ha 25 g MA 1 Karat K 0 5 l ha 105 g MA D gt herbicides Treflan 2 l ha 480 g MA Napropamide 2 ha 450 g MA D gt fongicide Punch 0 7 l ha 375 g MA gt r colte L itin raire technique mobilise pr s de 11 000 MJ ha d nergie non renouvelable li s 62 aux apports d engrais azot s Tableau 22 35 MJ M gaJoule 54 EC ET T0 270 Ke KO sous total engrais Phytosanitaires sous total phytosanitaires A tracteur 70 0 Iha 15 0 Iha 55 0 Vha 36 0 kg P 270 ke KO sous total engrais Phytosanitaires sous total phytosanitaires 525 Tma 150 Vha 575 Vha Total ITK Tableau 24 Itin raire type et consommations d nergie du tournesol dans la Dr me ARVALIS 2004 2 4 1 2 Le tournesol x Le d partement de l Ain Le rendement d termin pour la ferme type Limons est de 30 q ha Les principales tapes de l itin raire cultural moyen sont
80. e de 2 Au del de cette valeur un co t de triage pourra tre factur et le poids brut sera ramen en poids aux normes par ce m me bar me interprofessionnel 2 1 1 3 Temp rature et poids sp cifique Aucune norme n existe dans le n goce pour ces deux param tres N anmoins il est conseill en ce qui concerne la temp rature d abaisser celle ci le plus rapidement possible apr s la r colte pour diminuer l activit biologique des graines et ainsi favoriser leur conservation Le poids sp cifique est la masse d un volume mesur de graines exprim en kilogrammes par hectolitre 2 1 2 Caract ristiques chimiques Pour les caract ristiques exprimant des teneurs mati res grasses prot ines et glucosinolates plusieurs modes d expression sont parfois propos s en de la mati re s che MS en de la mati re s che d shuil e et en aux normes de commercialisation Tableau 7 2 1 2 1 Teneur en mati res grasses La teneur en mati res grasses est un param tre important pour les ol agineux Pour l industrie en effet l huile repr sente un produit plus forte valeur ajout e que le tourteau Des normes de commercialisation de teneurs en mati res grasses de 40 pour le colza et 44 pour le tournesol permettent aux organismes stockeurs d instituer ventuellement au niveau des agriculteurs un syst me de bonus malus partir de ces normes 26 Acide
81. e qualit d HVP en fonction du mat riel et du process utilis s Un bilan nerg tique de ces deux fili res a aussi t calcul d apr s les tudes de l ADEME La troisi me partie regroupe les diff rentes exp riences d utilisation de ces biocarburants dans les moteurs dans un but de trouver HVP des solutions techniques et conomiques pour la carburation des moteurs Diesel Le principal coproduit de ces transformations le tourteau est aussi abord sachant qu il peut tre valoris en alimentation animale tout en permettant de diminuer la d pendance prot ique de la France vis vis du soja import L aspect conomique est la quatri me partie de l tude Des simulations concernant l HVP sont pr sent es avec divers sc narios afin de juger de l opportunit r elle d un tel atelier sur l exploitation Les r sultats sont parfois mitig s et ne sont pas toujours en ad quation avec l esp rance des agriculteurs malgr la hausse du carburant En cinqui me et derni re partie une ouverture sur l avenir potentiel de ces biocarburants en r gion Rh ne Alpes est pr sent e en listant les principaux acteurs connus actuels et potentiels M me si les deux fili res tudi es ne sont pas opposables une synth se de leurs atouts et contraintes permet de laisser chacun le choix de s orienter dans la voie qu il estime la plus int ressante Le comit de pilotage mis en place autour de cette r flexion
82. e que celle de tous les autres sous produits issus de la m me transformation Le producteur doit d poser une garantie de 250 ha d livr e par un tablissement financier habilit se porter caution aupr s de l ONIOL lorsque les graines obtenues sur le gel industriel ne font pas l objet d une d naturation apr s r colte mais seulement au stade de l huile issue de la premi re transformation dans le cas d une production d huile nerg tique par exemple Cette caution est lib r e au prorata des quantit s transform es Le producteur envoie ensuite PONIOL sa d claration de r colte sur laquelle figurent les quantit s de mati res premi res r colt es sur le gel industriel exprim es en poids brut et le cas ch ant les quantit s de ces m mes mati res premi res cultiv es des fins alimentaires et non alimentaires cultures nerg tiques Ceci permet de v rifier que les quantit s de mati res premi res du gel industriel correspondent un rendement au moins gal au rendement moyen de son exploitation La d naturation de la mati re premi re l tat de graine d huile ou de plante enti re est obligatoire Elle se r alise par incorporation de 5 de fioul domestique pour garantir l utilisation des mati res premi res des fins industrielles Une seule op ration de d naturation est autoris e En cas de d naturation au stade de l huile celle ci doit intervenir d s le pressage des g
83. e sscsssssssssessssssssisssssusssovssvissoussssssosssucsvsvsases sossar sspsssss 102 1 2 1 1 Synth se des param tres techniques environnementaux et conomiques des fili res ana anmnaoanemannmrea 103 1 2 1 2 valuation de l impact de la r alisation de projet HVP sur le revenu AOC OlE aeiee ee no E 103 1 2 2 Int r ts et limites de la m thode ss ssssosssssssoossoossoosssoosesoossooesssoossooss00 104 12 21 Int retsde la methodes riiseni a a 104 1222 Limites dela m th de renerien a E EE 104 2 LES NORMES DU GAZOLE ET DU FIOUL ssssssssssssssessssssseessessseecseee 105 2 1 Norme de production du gazole ssssesssoecssssscecsssosecssssoossssssesesssoo 105 2 2 Norme de production du fioul 106 3 LES NORMES EUROP ENNES D MISSION DE POLLUANTS 107 3 1 LES cat gories de v hicules isssssssssssssssrssisssssssssssssssssrsssossossssssnossssssss 107 3 2 Calcul des missions polluantes ssssseeeeee 111 4 LE MAT RIEL DE PRODUCTION ssssssssssessscescsesessccsceceeceeccesesescesceee 113 dl LES o E E E E E E E EE T 113 DT Lesdiff erents modeles issue 113 4 1 2 R pertoire des fabricants de presses sssereessee 115 2 CS POS ne 116 4 21 Les diff rents MOdOIES sciscssvrr nssssrsssnessensnnnn ennnenescsess 116 4 2 2 R pertoire des fabricants de filtres sense 117 5 SIMULATIONS CONOMIQUES sssserenmeneeeerennnenneeeennnnnenneeeennnnneeeeeee 118 5 1 L gislation et fiscalit sis sssissssscsesssssenenecs
84. ec notamment un tr s faible taux de phosphore responsable d encrassements importants dans les moteurs Nous l avons vu pr c demment la pression froid des graines permet d viter la base une extraction trop importante de phospholipides La d cantation peut aussi permettre d en liminer une partie malgr d autres inconv nients de ce proc d La centrifugation reste sans aucun doute la meilleure solution et la plus efficace mais son prix est vite dissuasif pour une petite unit de production la ferme Si malgr une pression froid et une ventuelle d cantation on souhaite liminer le maximum de gommes phospholipides de l huile il sera n cessaire de la d gommer l chelle artisanale pour une capacit de production moyenne d environ 100 litres d huile par heure l appareil doit tre abordable financi rement de conception et d utilisation simples sans contraintes r glementaires de manipulation des produits et permettre de garantir une teneur maximale de 20 ppm de phospholipides D apr s le CREOL et le CIRAD le d gommeur le plus adapt fonctionne sur le principe des terres adsorbantes Ces substances sont capables d adsorber superficiellement des compos s de l huile en l occurrence les gommes Les diff rents essais r alis s ont retenu une silice synth tique comme adsorbant d nomm e Trisyl 300 Les phospholipides comme les savons sont de nature amphiphile c
85. ent du circuit de carburant et peut avoir un effet abrasif sur certains organes sensibles pompes injecteurs Des r sultats d analyses faites sur de l huile ayant subi une filtration 10 um conduisent des valeurs tr s lev es 479 ppm ce qui doit conduire une r flexion sur la filtration mise en place mat riel inadapt ou n cessit de descendre des niveaux de filtration plus bas 5 um e o En LTV Work Session on Decentral in Cooperation with Vegetable Oil Production Weihenstephan uality Standard for Rapeseed Oil AGEN as a Fuel RK Qualit tsstandard UE WEIHHENSTEPHAN SR A 05 2000 kaa Ta Properties Contents Limiting Value Testing Method min max charcteristic properties for Rapeseed O 930 DIN EN ISO 3675 Density 15 C 30 DIN EN ISO 12185 Flash Point by P M 220 DIN EN 22719 Calorfic Value 35000 DIN 51900 3 Kinematic Viscosity 40 C DIN EN ISO 3104 Rotational Wiscometer Low Temperature Behaviour testing conditions will be developed Testing method Cetane Number will be reviewed Carbon Residue DIN EN ISO 10370 lodine Number DIN 53241 1 Sulphur Content 20 ASTM D5453 93 variable properties Acid Value mg KOH g 2 0 DIN EN ISO 660 5 Oxidation Stability 110 C 150 6886 Phosphorus Content 1 ASTM D3231 99 Ash Content 0 01 DIN EN ISO 6245 Water Content 0 075 pr EN ISO 12937 00 1EF 100e Tableau 16 Pr norme
86. es gras Figure 1 Le reste est compos de phosphatides st rols alcools qui peuvent influencer les caract ristiques de l huile odeur couleur C est la composition d une huile en acides gras qui lui conf re ses qualit s nutritionnelles ses particularit s et sa texture Les acides gras satur s Ils ne poss dent pas de double liaison dans leur cha ne carbon e Ils sont pr sents notamment dans les graisses animales et dans les graisses v g tales en diverses proportions C est la teneur en ces acides gras qui d termine la texture de l huile une huile riche en acides gras satur s sera solide aux temp ratures normales beurre saindoux Les acides gras insatur s Ils pr sentent quant eux une ou plusieurs doubles liaisons dans leur cha ne carbon e on parle alors d acides gras mono insatur s ou poly insatur s On trouve ces acides gras insatur s en grande partie dans les huiles v g tales L acide gras mono insatur le plus courant comporte 18 atomes de carbone il s agit de l acide ol ique C18 1 Les deux principaux acides gras poly insatur s des huiles sont l acide linol ique 18 atomes de carbone et 2 doubles liaisons C18 2 et l acide a linol nique C18 3 Ce sont ces acides et l quilibre entre eux qui sont consid r s comme des facteurs de sant En raison de leur teneur lev e en acides gras longue cha ne l huile de tournesol et surtout l huile de colza
87. esiussstsssssossssiassssussssossesssdsosssoess ssis 25 VAN Humide nna a E 25 21 142 Teneur en IMpPUteEt S nues ononunoiemmnieo 26 2 1 1 3 Temp rature et poids sp cifique nn neonn en 26 2 1 2 Caract ristiques chimiques ssesssosssosssoossoossssosesoossssesssoossoosssoesesesssoo 26 2 12 11 Teneur en mati res MASSE annee RE EEE RE 26 21 22 Profilen acides Era Suari T AE 27 21 25 Tene r et profil en gl cosi olateS sssrinin rnes 27 2 1 2 4 Teneur en prot ines et profil en acides AMMIN S ss rsrshssemetasnestestonstsaanns 28 2 1 3 Caract ristiques biologiqUeS s ssssssesssssssoosssossssooesoosssoesssoossooessoosssooseos 28 2 2 L Huile V g tal PUTE ssssssoissssssssssosscosossssesssssosssseisesossnssossssossssoesossosiss 29 2 2 1 Propri t s physiques et chimiques de l huile nee 29 2 2 1 1 Caract ristiques ChHMIQUES isinan n Ea 29 2 21 2 CATACI TS QUES PhysSigUES treatment eeasanmsnniidnes 33 2 2 2 Normalisation de Vhuile isssssisissssssiscssssesssssssssssssssosssosicosscsssssssosssosssssssse 36 2 2 3 Trituration et traitements de l huile sessssssossoossooosooossoosssooesooessoosesooss00 37 22l Pressap RE E E E E En ER ER S 37 2 2 3 2 Purification de l huile brute ssssisscessesisseieunsirsrsieiurnsenu enste 42 2 2 3 3 Stockage de l Huile V g tale PTS rmnnentnnunss 49 2 3 L Ester M thylique d Huile V g tale ses 51 2 3 1 Pr sentation de la fili re DS o one 51 2 3 2 Proc d de fabrication du Di
88. est dire qu ils contiennent une partie hydrophobe et une partie hydrophile gt Les phospholipides facilement hydratables partie hydrophile sont adsorb s facilement sur des silices pr sentant une grande surface de contact gt Les phospholipides non hydratables partie hydrophobe seront adsorb s par des silices pores de grands diam tres comme Trisyl 300 permettant aux micelles form es d atteindre la surface adsorbante Le CIRAD a men une tude sur ce proc d pour mettre au point un itin raire technique Dans un premier temps il a fallu d finir la part optimale d adsorbant utiliser Une teneur de 1 de Trisyl 300 appara t comme un bon compromis efficacit co t ce produit co tait l poque de l tude 13 80 F kg soit 2 10 kg La silice est dos e puis incorpor e l huile dans un bac de m lange L homog n isation qui sera plus ou moins longue selon la teneur en phosphore de d part pourra tre suivie d une d cantation pour am liorer le r sultat final Un temps de m lange de 10 30 minutes suivi d une d cantation jusqu 40 minutes donnera d excellents r sultats Le tout est ensuite pomp puis filtr 10 um au minimum afin de retenir le phosphore li la silice Les r sultats ont montr qu un temps de contact huile silice long plut t qu un pompage filtration nergique permettait d obtenir une meilleure efficacit jusqu 58 de phosphore en m
89. ester sss s sssssssesrssesseorsessecoossssscoossssccsrsssse 52 232 1 Trit ration des Ol agineuX encssscisiinistienniiaina i i 52 292 2 Semi raa E anpra ne A E EEE EE 52 29 20 EStEN CAO ns a ne O EE AEE EEEE EE 52 2 4 Aspects nerg tiques des biocarburants ss 53 2 4 1 Consommations nerg tiques des cultures 53 2AE RO a ee mn ne 53 2412 ROM UD E 55 2 4 2 Bilans nerg tiques des biocarburants ns 56 2421 Bilan nerg tigu de EME non stand a a asi 56 24 22 Bilan tg tigu de VHV P anne huh ieii 58 3 L UTILISATIONS DES PRODUITS sssssscresmesmesmeseesessesseseeseeseeseesessesse O 3 1 L Huil V g tal PUR Sseiissnesesnsneencseenssnsaseseneseieesesauess 60 3 1 1 Les modifications des MOteUurS ssssssssesssssssoossoossoossssooesoossosesssoossoosssoee 60 3 1 1 1 Les moteurs injection MAIrEeCIe Sani eunnenninenst 60 3 1 1 2 Les moteurs injection diT Cle sms 6l 3 1 1 3 Les moteurs injection directe haute pression serres 62 3 1 2 Performances globales compar es des moteurs carburant l Hurle V g tale Pure et au NO lisissss sssse suscseneesiennisesmnt seses 64 312 1 Lesvehicules TS near EA EEO EN 64 LS LS MAC nee ane 68 31 3 Les missions de DOUANES ssssnsstisssenssennseennntsnssensensissersssete 68 3 1 3 1 Les normes europ ennes d mission de polluants 68 3 1 3 2 Retours d exp riences de mesures d mission de polluants 69 3 14 L hHUIECOMbUSADICsssssnseninenennnseno
90. estimation peut tre vue comme une hypoth se haute de colza et tournesol allou s l HVP Partant toujours sur le principe de ne pas concurrencer la fili re Diester mise en place les surfaces HVP pourraient tre de 30 600 hectares En r sum nous obtenons donc une hypoth se basse de 16 800 hectares et une hypoth se haute de 30 600 hectares de surfaces potentiellement transf rables en HVP Si on d finit arbitrairement un rendement moyen de 25 quintaux par hectare rendement moyen r gional 1998 2005 entre colza 27 q ha et tournesol 23 q ha pour les cultures et un rendement de pressage de 33 l hypoth se basse permettrait une production de 15 millions de litres d HVP et l hypoth se haute g n rerait 27 5 millions de litres d HVP Avec une consommation de fioul carburant de 97 millions de litres pour les tracteurs agricoles ces productions d HVP permettraient de substituer au minimum 15 du fioul consomm et au maximum 28 Ces chiffres montrent nettement que la production d huile v g tale pure ne permettra m me pas l agriculture de substituer l int gralit de sa consommation de fioul carburant par de l HVP Hors secteur agricole le tableau ci contre Tableau 6 nous montre la consommation de carburant de la r gion Comme nous l a d montr le calcul de substitution possible du fioul agricole par de l HVP ce taux reste inf rieur 30 au m
91. eur et qui est donc repr sentative de la temp rature rencontr e dans les cylindres on peut remarquer une baisse de celle ci avec l augmentation de la teneur en HVP ce qui conduit une baisse des contraintes thermiques subies par le moteur Graphique 16 567 kW Puissance John Deere 7710 150 130 110 90 Fioul Toumesol 70 50 1000 1300 1600 1900 2200 Graphique 17 Puissance du moteur de tracteur en fonction du carburant CLEMENT T et al 2003 I h Conso l h pleine charge F4 Fioul 4 tournesol 1000 1300 1600 1900 2200 Graphique 18 Consommation du moteur de tracteur pleine charge en fonction du carburant CLEMENT T et al 2003 3 1 2 2 Les tracteurs CLEMENT T et al 2003 L exp rimentation suivie par le CIRAD en Midi Pyr n es montre des r sultats de puissances maximales obtenues avec l huile de tournesol tr s proches de celles du fioul Graphique 17 En revanche la consommation volumique pleine charge est l g rement sup rieure avec l huile 5 8 Graphique 18 Cette surconsommation s explique par une quantit de carburant admis plus importante avec l huile de tournesol Mais au final le rendement global est am lior par rapport au fioul ce qui est tr s encourageant pour ce type de carburant Graphique 19 Les graphiques ci contre montrent les r sultats obtenus sur un des tracteurs de l exp rimentation
92. eut provoquer une corrosion plus ou moins superficielle sur divers composants d un circuit de carburant automobile joints tuyaux Le degr de corrosion s tablit par comparaison avec des plaques de cuivre de r f rence Quatre classes et sous classes sont d finies suivant le mod le ci contre L huile de colza se retrouve dans la classe 1b c est dire correspond une l g re alt ration Stabilit l oxydation 110 C Cette mesure permet de caract riser le comportement de l huile soumise des contraintes particuli res Elle permet galement de d crire le degr de vieillissement de l huile une augmentation de l ge de l huile s accompagnant d une augmentation de la viscosit Ce param tre peut galement avoir une influence sur la qualit de l huile de lubrification du moteur 2 2 1 2 Caract ristiques physiques x Viscosit La viscosit peut tre d finie comme une r sistance l coulement la d formation Chez les acides gras et les triglyc rides elle est li e leur structure et en particulier la longueur des cha nes et leur insaturation l augmentation du poids mol culaire entra ne une augmentation de la viscosit augmentation de l insaturation entra ne longueur de cha ne constante une diminution de la viscosit qui est pratiquement une fonction lin aire de l accroissement de l indice d iode Les triglyc rides sont plus vi
93. fication de la r ussite de ces op rations se fait par la mesure et la comparaison des niveaux d imbr l s dans les gaz d chappement ou plus globalement en comparant les taux de polluants entre fioul dans le moteur d origine et huile de tournesol dans le moteur modifi Les conclusions de cette exp rimentation sont Avec l huile de tournesol les trois engins modifi s pr sentent des taux de CO HC et NOx tr s proches de ceux mesur s sur les versions d origine au fioul Ce r sultat est remarquer il ne peut qu tre encourageant pour un constructeur qui a les moyens d optimiser encore les modifications de ses moteurs Par ailleurs les mesures r alis es indiquent des niveaux d mission qui respecteraient les limites normatives d homologation Autrement dit ces tracteurs l huile de tournesol passeraient les tests d finis par les directives de l ISO 8178 avec les facteurs de pond ration du cycle CI relatifs aux v hicules et quipements industriels non routiers moyennement ou fortement charg s 69 Moteur VW 1 2 Tdi Monoxyde de carbone CO ppm L r gen me me nn ge mn nn DR nm manie mcm _ Lu 0 1 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Vitesse moteur tour min Graphique 20 mission de monoxyde de carbone d un moteur de voiture en fonction de la charge JOYE P 2003 Moteur VW 1 2 Tdi Oxydes d azote DRE ne pene ALIAS CU nb nee de ape mm EE Ben he j 2000 2500 3000 35
94. fonction de la proportion d huile de colza dans le carburant JOYE P 2003 x Consommation sp cifique La consommation sp cifique est la consommation de carburant n cessaire la production d une unit d nergie en l occurrence le kWh Elle est normalement exprim e en g kWh mais tant donn la diff rence importante de densit entre les diff rents carburants test s il peut tre opportun de l exprimer galement en unit de volume ml kWh En faisant abstraction de quelques donn es qui peuvent tre consid r es comme incoh rentes on peut observer une gradation entre les diff rents carburants avec pour les carburants contenant peu d huile de colza des valeurs inf rieures celles rencontr es pour les carburants riches en HVP Graphique 14 Une fois ces consommations sp cifiques ramen es en volume ces diff rences s estompent fortement 3200 trs mn la consommation sp cifique exprim e en ml kWh varie de 262 26 50 de colza 75 de charge 275 77 25 de colza 100 de charge soit une variation de moins de 5 Graphique 15 Seules les courbes du biodiesel se distinguent des autres et sont l g rement sup rieures 290 ml kWh 3200 trs mn La faible densit de ce carburant associ e un PCI inf rieur explique ces r sultats quelque peu sup rieurs Temp rature des gaz d chappement Au niveau de la temp rature des gaz mesur e dans le collecteur la sortie du mot
95. font partie des huiles v g tales les plus r sistantes l oxydation La teneur lev e de l huile de colza en vitamine E antioxydant renforce encore cette r sistance Le profil en acides gras est identique celui obtenu pour la caract risation des graines Tableau 8 29 Phosphatidate a a 0 HC CH CH o o c 0 c 0 CH2 CH Diglyceride phospholipid Figure 2 Sructure d un phospholipide CARR P 12 05 2005 OH HC CH C HO CH CH CH n n acide gras 0 alcool gras HC CL C 0 CH CR CH i w l Le n n F O w c ride liaison ester Figure 3 Formation d une liaison ester CARR P 12 05 2005 x Teneur en soufre S Dans les cas o l huile subit une combustion carburant combustible cette teneur en soufre a toute son importance Ainsi l heure o la teneur en soufre des diff rents carburants est impos e la baisse cf annexe 2 Les normes du gazole et du fioul il est important de noter que la teneur en soufre d un biocarburant comme l huile v g tale pure s inscrit dans cette perspective de baisse des teneurs en soufre Le soufre pr sent dans le carburant contribue l mission de particules et de dioxyde de soufre par l chappement ainsi qu la formation de d p ts acides dans l huile lubrifiante De plus ce soufre r duit le fonctionnement des catalyseurs Les teneurs mesur es sur des huiles produi
96. g tiques restent soumis des niveaux de productivit corrects obtenus dans le cadre de conduites raisonn es 59 INJECTION INDIRECTE injecteur pr chambre de j KN combustion e T7 FES FE chambre de combustion AZ LE NZ ii X PRES piston SERRE LE Re RES Figure 17 Coupe d un cylindre de moteur injection indirecte CLEMENT T et al 2003 3 L UTILISATIONS DES PRODUITS 3 1 L Huile V g tale Pure 3 1 1 Les modifications des moteurs Du fait de ses diff rences aux niveaux physique et chimique avec le gazole viscosit acidit l utilisation de l HVP dans les moteurs Diesel n cessite des adaptations plus ou moins importantes En effet le principe du diesel r side dans l auto inflammation du carburant pulv ris dans de l air chauff par la compression du cylindre Cette explosion se produit lorsque le m lange atteint une temp rature suffisante appel e point clair Pour le fioul cette temp rature est de seulement 96 C alors que le point clair de l huile de colza ou de tournesol est sup rieur 300 C On comprend donc ais ment pourquoi des modifications du moteur sont indispensables et plus ou moins lourdes selon le type de moteur D apr s les essais men s par le CIRAD la temp rature de la chambre de combustion doit atteindre 500 C si on veut viter tout risque d imbr l s et donc d encrassement du moteur On distingue troi
97. gras Teneur palmitique C16 4 1 palmitol ique C16 1 0 3 st arique C18 1 6 ol ique C18 1 63 8 linol ique C18 2 19 4 linol nique C18 3 8 6 arachidique C20 0 6 hadol ique C20 1 1 3 b h nique C22 0 3 rucique C22 1 ND ND non d tectable Tableau 8 Profil en acides gras du colza On entend par mati res grasses la totalit des substances extraites par un solvant appropri n hexane Le pourcentage de mati res grasses est gal 100 x m Mati res grasses avec m masse de mati res grasses extraites e masse de l chantillon de d part Ce pourcentage est donc exprim en fonction de la mati re s che L huile ainsi obtenue peut servir pour une d termination du profil en acides gras tandis que le r sidu de l chantillon une fois s ch permettra la d termination du taux de prot ines et du profil en acides amin s 2 1 2 2 Profil en acides gras Outre la teneur en mati res grasses la composition de celles ci est galement tr s importante Ainsi certains compos s sont particuli rement recherch s par l industrie et certaines vari t s sont sp cialement d velopp es pour leur teneur en tel ou tel acide gras De plus le profil en acides gras donne des informations sur les potentialit s d oxydation de l huile pr sence d acides gras insatur s sur sa viscosit ou sa valeur alimentaire Enfin par l tude de ce profil on peut rep rer la pr sen
98. griculture raisonn e alliant performance et respect de l environnement 1 3 Les cultures associ es GUIRAL E SAINT CYR C 2005 Les cultures associ es sont des cultures qui coexistent pendant tout ou partie du cycle v g tatif sur une m me parcelle au cours d une campagne agricole Pour tre consid r es comme cultures associ es les produits de r colte doivent tre ramass s en m me temps D ailleurs les aides PAC pr voient dans le cas de cultures associ es annuelles que la superficie de la parcelle soit r partie proportionnellement la surface occup e par chaque culture Dans le cas d association entre une culture permanente et une culture annuelle la totalit de la superficie de la parcelle est affect e la culture permanente Et dans le cas d association de plusieurs cultures permanentes la superficie est r partie proportionnellement la surface de chacune La culture associ e est une red couverte de m thodes agricoles qui consistent donc cultiver deux ou plusieurs esp ces de plantes qui ont des p riodes de croissance proches Ceci permet l utilisation simultan e des terres agricoles pour des cultures alimentaires et non alimentaires Cette technique de culture tend reproduire le syst me des for ts mixtes qui obtiennent de tr s bons rendements c est dire que chaque culture occupe une strate diff rente dans l espace De plus ce syst me de cultures associ es ne n cessite pas fo
99. hectares soit 35 pour une production moyenne annuelle de 1 220 342 tonnes Le bl vient en deuxi me position avec 106 991 hectares 27 pour une production moyenne annuelle de 635 425 tonnes Les principaux ol agineux que sont le tournesol et le colza n arrivent respectivement qu en sixi me et septi me position avec 26 713 hectares 7 soit 62 279 tonnes 2 5 pour le tournesol et 16 191 hectares 4 soit 43 850 tonnes 2 de colza Les surfaces consacr es aux colza et tournesol nerg tique sont respectivement de 6 148 et 2 295 hectares En termes d volution on remarque que la SCOP de Rh ne Alpes a diminu de 6 entre 1998 et 2005 passant de 408 176 383 517 hectares 1 5 1 Le colza L Ain est le plus gros d partement producteur de colza avec 5 431 hectares 33 de la surface r gionale en colza ce qui repr sente une production de 15 864 tonnes 37 L Is re arrive en deuxi me position 31 de la surface suivie par la Dr me 17 et le Rh ne 13 Graphique 3 En production industrielle l Ain repr sente encore la plus grosse production de la r gion avec 2 843 hectares soit 52 de sa surface en colza devant l Is re 1 815 ha le Rh ne 658 ha et la Dr me 542 ha L volution des surfaces r gionales en colza est en l g re diminution sur la p riode 1998 2005 passant de 17 012 13 520 hectares 20 5 pour le colza total et de 7 344 5 589 hectares 24
100. ides et leur incrustation ne semblent pas pr senter de risque pour la croissance des cristaux de cires Avant la filtration il est donc recommand de laisser d canter l huile au minimum 2 3 semaines dans une cuve en inox munie d un fond conique et d un tirage au clair L am lioration de cette tape passe par l adaptation de cuves r frig r es permettant une meilleure cristallisation pour atteindre une temp rature d environ 10 C mais entra nant un co t d investissement suppl mentaire Lors de la filtration il est g n ralement conseill de soutirer l huile de la cuve vers le filtre par l interm diaire d une pompe centrifuge tournant au maximum 900 trs mn titre indicatif il existe des proc d s utilisant la technique de microfiltration Des essais r alis s au laboratoire du CIRAD avec des huiles de tournesol contenant 2 600 ppm ont montr que par microfiltration sur des membranes dont le diam tre des pores va de 0 05 um 1 um sur fibre poly thyl ne 10 C sous une pression de 2 bars et un flux de 10 L m h le perm at ne contenait plus que 30 ppm de cires Dosage des cires La mesure qualitative Cette mesure de la teneur en cires est effectu e par le cold test Les chantillons d huile sont fondus et plac s dans des tubes en verre de 15 ml parfaitement nettoy s et immerg s dans un bain thermostat 10 C pendant 24 heures Le trouble est observ toutes les heures partir de l
101. ient une pr occupation majeure l chelle plan taire Les accords de Kyoto 1992 affichent clairement cette volont de changement et plus r cemment en Europe les directives Biocarburants 2003 30 imposent aux tats membres le d veloppement de bio nergies dans les transports avec l introduction obligatoire de 2 de biocarburants en 2005 pour arriver 5 75 en 2010 Devant cette opportunit la Chambre d agriculture de la Dr me a ouvert une r flexion sur les biocarburants la fin de l ann e 2004 Pour le suivi du projet un comit de pilotage a t mis en place en partenariat avec Rh nalp nergie Environnement 69 le lyc e du Valentin 26 la FDCUMA de la Dr me le Conseil G n ral de la Dr me la Chambre de Commerce et d Industrie de la Dr me l ADEME le CETIOM et la F d ration Fran aise des Combustibles Carburants et Chauffage FF3C Cette tude tente de faire le point sur les diff rentes possibilit s de production de biocarburants partir d ol agineux sur la r gion Rh ne Alpes Une fili re industrielle est d j en place depuis 1992 pour la production d ester m thylique d huile v g tale EMHV Parall lement depuis quelques ann es se d veloppent de mani re informelle la production et l utilisation d huile v g tale pure carburant HVP La Chambre d agriculture de la Dr me souhaite d velopper de nouveaux d bouch s pour l agriculture notamment non alimentaires L
102. ieux En prenant l hypoth se haute d une production de 27 5 millions de litres d HVP la substitution du gazole et du fioul destin s au transport par de l HVP ne d passerait pas les 1 0 7 Tout ceci montre clairement que l huile v g tale pure est un carburant qui peut techniquement se substituer au fioul et au gazole mais il ne faut pas perdre de vue que les surfaces d ol agineux destination de la production d HVP grande chelle sont une limite de la fili re Il serait irr aliste de vouloir faire carburer tout le parc diesel automobile de la r gion Rh ne Alpes HVP L autoconsommation sur les exploitations agricoles semble plus logique et permettrait aux agriculteurs de trouver une certaine autonomie nerg tique carburant et tourteaux pour les exploitations mixtes accompagn e d une valeur ajout e suppl mentaire De m me HVP pourrait tre un vecteur de d veloppement d une fili re micro conomique locale o l agriculteur producteur d huile serait l acteur principal Ce syst me permettrait de par ces fili res locales l approvisionnement en huile de collectivit s particuliers agriculteurs Malgr des capacit s de production r duites HVP pourra tre une alternative limit e mais cr dible l utilisation de gazole sur des territoires donn s ET La valorisation de l huile v g tale pure comme carburant ou combustible et de ces coproduits cf 3 3 Tourteaux gra
103. ilit ou augmentation des mortalit s embryonnaires ou sur la production et la composition du lait 2 1 2 4 Teneur en prot ines et profil en acides amin s Pour une utilisation en alimentation animale la teneur en prot ines et dans une moindre mesure le type d animaux concern s volailles porcs bovins viande vaches laiti res sont des renseignements importants pour pouvoir dresser un tableau de la valeur nutritive de l aliment graines enti res ou tourteaux La d termination approximative de la teneur en prot ines brutes se fait par analyse de la teneur en azote sur un chantillon de farine d shuil e et s ch e La teneur en azote est ensuite multipli e par un facteur 6 25 pour estimer le pourcentage en prot ines La quantification des acides amin s totaux sauf cyst ine m thionine et tryptophane se fait apr s hydrolyse acide Les acides amin s soufr s cyst ine et m thionine sont oxyd s avant l hydrolyse La teneur en tryptophane est obtenue apr s hydrolyse basique 2 1 3 Caract ristiques biologiques Ceci concerne essentiellement la pr sence d insectes dans la r colte Ces insectes peuvent tre des insectes courants telles les coccinelles ou plus sp cifiques la culture de colza altises par exemple Si la pr sence d insectes peut poser probl me lors de la r ception de la r colte chez les n gociants ou lors du transfert vers le triturateur qui entend recevoir un produit de qualit sai
104. ines peuvent tre utilis es comme combustibles pour chauffer l exploitation pour la production d nergie de biocarburants ou de biogaz La mise en uvre de cette disposition s effectue par un engagement du demandeur transformer directement la mati re premi re sur son exploitation au travers d un dossier rigoureux de suivi mati re Il est important de pr ciser que la valeur conomique des produits nerg tiques issus de la transformation des graines doit tre plus lev e que celle des sous produits cf 4 Approche conomique DPU Droit Paiement Unique 10 SAU Surface Agricole Utile 1 ONIOL Office National Interprofessionnel des Ol agineux prot agineux et cultures textiles 12 SCOP Surface en C r ales et Ol o Prot agineux Te Une d claration de culture engage l agriculteur utiliser ou transformer directement la culture r colt e sur les terres en gel industriel Cette d claration de culture contient gt un descriptif du lieu de stockage obligatoirement sur l exploitation gt un descriptif du site de transformation gt un descriptif de l utilisation finale envisag e gt un descriptif du mat riel de transformation avec les caract ristiques techniques presse de trituration chaudi re moteurs fixes ou mobiles utilisateurs de biocarburant gt la preuve que le produit nerg tique issu de la transformation a une valeur conomique plus lev
105. ion de l huile et du tourteau la t te doit tre chauff e par l interm diaire d une bague chauffante simple r sistance qui entoure le nez de la presse Apr s quelques instants de trituration ce chauffage n est plus n cessaire car la temp rature est maintenue par le m canisme d extraction environ 80 C Le diam tre et la longueur de l embout de sortie nez de la presse peuvent tre chang s suivant le type de graines press es les impuret s pr sentes cailloux d bris Ce type de presse est limit des d bits de trituration de l ordre de 5 140 kg h Les r glages de la presse ne portent que sur la vitesse de rotation de la vis et l embout de sortie diam tre Les fabricants de presses trous les plus connus sont T by Kern Kraft Oekotec 4 1 Les presses amp Les presses barreaux Le cylindre de la presse est compos d anneaux de m tal dispos s parall lement formant une cage de barreaux espac s La pression est obtenue par une augmentation du diam tre de la vis l int rieur du cylindre L huile s coule entre les barreaux tout de suite apr s le pressage et le tourteau sort sous forme de chips ou de bouchons apr s tranglement entre la vis et le cylindre Pour la trituration de graines diff rentes les modifications portent sur la taille de l tranglement la vitesse de rotation et l cartement entre les barreaux Ce type de presse existe pour des plage
106. le ADEME Agence De l Environnement et de la Ma trise de l nergie CETIOM Centre Technique Interprofessionnel des Ol agineux M tropolitains HVP Huile V g tale Pure 10 Ce m moire est principalement r alis d apr s une recherche bibliographique toff e par des rencontres d utilisateurs et d experts Les deux fili res seront trait es en int gralit de la production de la graine jusqu son utilisation finale dans les moteurs La premi re partie est consacr e la production d ol agineux m me si seuls le colza et le tournesol sont tudi s Elles restent en effet les deux principales cultures ol agineuses adapt es aux conditions p doclimatiques de Rh ne Alpes avec les meilleurs rendements et une bonne qualit d huile carburant De plus les surfaces actuelles d ol agineux sont recens es dans le but d estimer les productions possibles et potentielles de biocarburants dans la r gion Dans un deuxi me temps la transformation et la fabrication de ces deux biocarburants sont d taill es afin d en expliciter leurs diff rences Contrairement la production d EMHV qui s appuie sur un proc d d fini et brevet par l IFP HVP reste pour l instant un produit non normalis m me si des avanc es sont r alis es dans d autres pays europ ens Le d tail des caract ristiques physiques et chimiques des graines et des huiles va ensuite permettre de juger les variations d
107. le brillante avec une tenue au froid parfaite il faut dans ce cas passer l tape de wint risation Les pertes peuvent tre maintenues un niveau acceptable condition d exercer un contr le rigoureux des conditions de process L emploi de s parateurs procure toujours une phase aqueuse lourde et par cons quent un probl me de traitement d effluents 28 Wint risation cf techniques de d cirage J La m thode de d cirage par filtration ou wint risation est le moyen le plus employ pour des huiles ne d passant pas 600 ppm de cires Le refroidissement s effectue par paliers car une trop grande diff rence de temp rature entre l huile et le fluide r frig rant engendre un d p t de cires sur les changeurs Le protocole utilis comporte donc deux tapes une tape de refroidissement pour atteindre la sursaturation et une tape de maturation afin d obtenir une bonne croissance des cristaux vitant ainsi les d p ts de cires Un adjuvant peut tre utilis afin de faciliter la filtration L huile est ensuite conduite dans un maturateur o elle est maintenue basse temp rature 4 6 C pendant plusieurs heures sous agitation lente Elle subit un r chauffement 17 C afin de diminuer sa viscosit puis elle est filtr e Dans le cas des cires de tournesol la cristallisation ne se fait que lorsque la solution est largement sursatur e et apr s un temps assez long La pr sence de phospholip
108. les de 600 2000 heures par an Au final 80 des tracteurs fonctionnent toujours tandis que les 20 restants ont connu une casse de leur moteur due une mauvaise adaptation ne respectant pas certaines r gles La principale cause des probl mes rencontr s a t le bouchage des injecteurs g n ralement observ apr s 500 heures de fonctionnement En France aucun constructeur ou soci t ne propose des v hicules adapt s HVP De plus la g n ralisation des filtres particules sur les moteurs common rail pose probl me car l huile v g tale produit des particules 100 1000 fois plus grosses que le gazole particules qui sont aussi bien moins canc rig nes que celles du gazole 4 VWP Vereinigte Werkst tten f r Pflanzen ltechnologie s63 3 1 2 Performances globales compar es des moteurs carburant l Huile V g tale Pure et au fioul 3 1 2 1 Les v hicules l gers JOYE P 2003 Dans le cadre du projet TriCoF Belgique des essais ont t men s sur un moteur Volkswagen 1 2 L TDI 3 cylindres mis au banc dynamique qui permet de reproduire des conditions pr cises de fonctionnement vitesse de rotation charge du moteur Ce moteur a t pr alablement modifi pour permettre une utilisation d HVP 100 avec le rajout d un filtre carburant chauffant ainsi qu un syst me de chauffage du moteur avant d marrage Les essais ont consist mesurer pour des couples vitesse de rotation
109. limenter la pompe injection du moteur en fioul ou en huile de tournesol selon la charge demand e au moteur Dans tous les cas les d marrages les ralentis ainsi que les travaux demandant peu de puissance se font au fioul Et d s que les travaux demandent au moins le quart de la puissance maximale le moteur bascule l huile de tournesol 3 1 1 3 Les moteurs injection directe haute pression Ce syst me dit rampe commune se caract rise par une pompe haute pression qui alimente en permanence un tube rampe commun reli chaque injecteur Cette rampe fait office d accumulateur de carburant mais cette fois ci l ouverture des injecteurs est d clench e lectroniquement par le calculateur au moment opportun La pression d injection atteint 1300 2000 bars ce qui permet une pulv risation tr s fine du carburant et donc sa meilleure combustion Remarque Volkswagen quipe ses moteurs TDI d un syst me d injection haute pression appel injecteur pompe La pompe haute pression a t supprim e ce sont donc les injecteurs comme leur nom l indique qui permettent la mise sous pression du carburant et son injection dans le cylindre 62 pompe filtre et r chauffeur de l huile de tournesol r servoir d huile de tournesol lectrovanne filtre du fioul injection C moteur r servoir de fioul CIRCUITS DE CARBURANT DU JOHN DEERE 7710 BIO Figure 20 Circuits de carbur
110. lisation d huile v g tale carburant 100 pour ces moteurs reste donc conditionn e par une temp rature sup rieure 500 C dans la chambre de combustion Or selon le CIRAD cette temp rature n est atteinte que lorsque le moteur d livre au moins 70 de sa puissance nominale environ L adaptation du moteur sera donc plus labor e que pour un moteur injection indirecte le choix du carburant devant en permanence tre d cid en fonction de la temp rature de la chambre de combustion Ainsi le d marrage et l arr t du moteur se feront toujours au gazole et le basculement l huile n interviendra que lorsque la puissance demand e au moteur sera suffisamment importante pour obtenir une temp rature lev e gt 500 C dans la chambre de combustion OT Bol tenu par des vis coniques fix es par un point de soudure Chambre de combustion dont le volume est l g rement inf rieur celui d origine Espace d air pour la P te thermo isolante dilatation du bol et asshrant le contact l isolation thermique e les deux pi ces Gorge du sfgment Support pour limiter coupe fey en acier l crasement du bol T te de piston en aluminium Figure 19 Coupe d un piston transform CLEMENT T et al 2003 Dans les ann es 90 le CIRAD en partenariat avec la FRCUMA Midi Pyr n es et l Association R gionale de M canisation Raisonn e de l Agriculture ARM a suivi une exp rimentation sur le fonctionne
111. loign Tout cet aspect organisation est primordial car la production d huile en respect d une norme qui reste d finir doit tre un atelier de l exploitation part enti re confortable et productif STi 3 1 5 2 Cha nes logistiques Une fois l investissement r alis et le mat riel op rationnel l agriculteur n a plus qu r colter ses graines de colza ou tournesol ou les acheter afin de produire son carburant Il faut stocker les graines si possible cot de la presse l id al est de placer le stock de grains au dessus de la presse de fa on l alimenter par gravit Il est pr f rable que la presse soit elle m me en hauteur ou qu elle soit quip e en sortie d un syst me de vis sans fin permettant la manutention du tourteau pour son stockage Les presses sont capables de fonctionner en continu mais l huile tant visqueuse il semble cependant qu elle risque d obturer les ports de sortie de la presse C est pourquoi une heure de surveillance quotidienne semble tre une moyenne pour l entretien nettoyage de la presse et des filtres mise en route et la surveillance de cet atelier La purification de l huile est r alis e en continu ou par charge mais pour faciliter la surveillance et le travail il est pr f rable de la faire par charge le temps de travail est toujours estim environ 1 h j Pour faciliter le confort et diminuer la p nibilit du travail il est con
112. ment de tracteurs et d un groupe lectrog ne l huile de tournesol Des modifications de la chambre de combustion ont t r alis es afin que les conditions de temp rature lors du fonctionnement assurent une combustion compl te de l huile Ces modifications devaient prendre en compte la conception et l architecture interne du moteur tout en respectant les mat riaux et les jeux fonctionnels m caniques Celles ci ont permis d obtenir une temp rature de 500 C d s 25 de puissance d livr e et ainsi d augmenter la plage d utilisation de l huile carburant sur un moteur injection directe Les pistons ont t modifi s pour recevoir une chambre de forme sp ciale en acier r fractaire afin de conserver un maximum de chaleur Figure 19 Cette adaptation reste l tat d exp rimentation et co te bien videmment tr s cher tant que les constructeurs ne s impliquent pas directement en produisant eux m mes les modifications des moteurs Un double circuit d alimentation du moteur en carburant a aussi t install compos d un circuit fioul actif de 0 25 de la puissance maximale du moteur un circuit huile de tournesol actif de 25 100 de la puissance maximale et un automatisme de bascule de l un l autre Figure 20 Chaque circuit de carburant est autonome il comporte son r servoir ses tuyauteries ses filtres et sa pompe de gavage Une lectrovanne pilot e par l automatisme permet d a
113. moins bonne qualit car plus riche en particules et phosphore et la consommation d nergie sera plus importante Enfin une vitesse de rotation plus lev e va augmenter le travail m canique de la presse risquant de cr er une l vation de temp rature avec toutes les cons quences que cela entra ne vitesse de rotation gale le diam tre de la buse de sortie du tourteau va lui aussi modifier le rendement d extraction une buse plus petite va permettre une pression plus forte et donc un rendement plus lev On constate cependant sur le graphique que ces rendements tendent se rejoindre toujours en diminuant lorsque la vitesse de rotation augmente fortement Graphique 7 Taux d humidit de la graine En r duisant l humidit des graines le rendement d extraction augmente tandis que la teneur en phosphore diminue Cependant la capacit de la presse va diminuer et la teneur en particules solides pr sentes dans l huile va augmenter De m me la consommation d nergie sera plus importante lors du pressage de graines tr s s ches La pr sence d eau permet en effet de diminuer les frottements des graines pendant leur pressage et donc d am liorer le d bit de la machine m me si le rendement en huile se retrouve moins lev Une humidit moyenne est donc pr f rable entre 6 5 et 7 5 d eau dans les graines Dans cette fourchette on se situe l optimum de la capacit de la presse du rendemen
114. n des porcs Cependant leurs pr conisations sont bas es uniquement sur des extrapolations des valeurs de r f rence des tables d alimentation INRA et ces valeurs d incorporation n ont toujours pas t valid es en station exp rimentale x Tourteau gras de colza Pour un tourteau gras de colza 18 MG dans une formulation base de bl il est possible d en introduire selon AIRFAF Sud Est gt 10 dans l aliment truie gt 10 dans l aliment porcelet gt 15 dans les aliments porc charcutier Ces taux d incorporation pour un tourteau gras de colza 18 MG prennent en compte l nergie nette et la lysine digestible D apr s leur calcul 1 kg de tourteau gras colza 0 66 kg de bl 0 4 kg de tourteau de soja Pour les leveurs utilisant du ma s dans l alimentation des porcs charcutiers les quantit s utilisables sont plus difficiles estimer Elles d pendent de la quantit de ma s dans la ration et de la quantit de mati res grasses du tourteau l tude doit se faire au cas par cas x Tourteau gras de tournesol AIRFAF Sud Est envisage l utilisation de tourteau gras de tournesol seulement pour les truies en remplacement du tourteau de tournesol industriel utilis pour un apport de cellulose gt 10 dans l aliment truies gestantes gt 5 dans l aliment truie en lactation 1 kg de t gras de tournesol 0 47 kg d orge 0 71 kg de t de tournesol industriel
115. nansoniunvnnsnnssnssses 71 3 1 5 Autoconsommation d Huile V g tale Pure 7I 35 Besoins miens massacres 71 3 15 2 Chaines OS IS USSR dm 12 3 1 6 Consommation d Huile V g tale Pure hors secteur agricole 72 LOL Produc HOMeS E E 12 3 1 6 2 Chaine logistigU ne avenue 72 3 2 L Ester M thylique d Huile V g tale seems 73 3 3 Tourteaux gras ssresssirsssnssnecsssmaseasnesnrecessesses essecrtsecnmaneseniites 74 3 3 1 Le tourteau de colza et de tournesol en France 74 3 3 2 Distinction entre tourteau industriel et tourteau gras ee 75 3 3 3 Facteurs de variations du taux de mati res grasses dans le LOUPIO Issss sssssscres nintinsnnneeserenster net id eneerseseeneeet s es 76 3 3 4 Stockage du tourteau BraS sessocsssosesosesooccssooesoossoosessooesoocsssosesosssoosessse 76 3 3 3 Valeurs nutritionnelles ssisssssisssssssssosssnoossssussesopsorsissspeouasu souas su otsis sausso 76 3 35 6 Incorporation dans alimentation animale ss 78 3 3 0 1 Cas d s DOC mn ana om ones 78 2 0 Cas des VOIES ne E 79 3310 3 Cas des MIA nee on IDEEEN 79 3 3 7 Possibilit s d utilisation par les fabricants d aliments du b tail 80 4 APPROCHE CONOMIQUE sessssssccccsecececcsccscccccceccecccccscssecceececcseesse S2 4 1 Legislation et fiscalit sscsscscrisnscissnentienss ssent esssntertnstiiissnn eesdsense 82 4 2 Simulations CONOMIQUES s ssssssissscisscsssssesssosssssisosssssssssosscssssssssssosssssiss 84 4 2 1 Ferme c
116. nce entre les diff rents carburants test s 100 de charge avec cependant une diff rence plus marqu e pour le biodiesel 75 de charge les diff rences sont un peu plus nettes avec une gradation en faveur des carburants pauvres en huile de colza Graphique 12 Les diff rences restent cependant dans des limites acceptables gt 3000 trs mn et 100 de charge le couple varie de 136 Nm pour le biodiesel 143 Nm pour l essai 100 gazole soit une diff rence de 5 diff rence non d tectable par le commun des automobilistes gt 3000 trs mn et 75 de charge le couple varie entre 93 5 100 colza et 103 5 Nm 5 colza soit une diff rence de 10 Ces diff rences peuvent tre expliqu es par la nature du carburant mais galement par le comportement du moteur dont la gestion lectronique prend en compte toute une s rie de param tres sur lesquels il est difficile d agir temp rature de l air temp rature de l eau et qui peuvent conduire pour des vitesses et charges donn es des r sultats diff rents de couple puissance et consommation via des pressions de turbo diff rentes des dur es d injection variables et in fine d un coefficient lambda rapport air carburant galement fort variable variant par exemple de 2 09 2 36 pour une vitesse de 3000 trs mn avec une charge de 75 x Puissance Les r sultats concernant la puissance d velopp e par le moteur sont similaires aux r
117. ne et loyale elle ne pose en g n ral aucun probl me pour la conservation de la r colte les insectes disparaissant d eux m mes apr s quelques jours Nous allons maintenant aborder deux d bouch s nerg tiques industriels ou non de ces graines d ol agineux l H V P et l E M H V ou biodiesel 19 Aflatoxine mycotoxine fortement toxique et potentiellement canc rig ne que l on retrouve dans les aliments conserv s longtemps dans de mauvaises conditions 28 Acide gras 2 Acide gras 3 Figure 1 Structure d un triglyc ride JOYE P 2003 2 2 L Huile V g tale Pure 2 2 1 Propri t s physiques et chimiques de l huile JOYE P 2003 2 2 1 1 Caract ristiques chimiques Le facteur le plus important est la composition en acides gras de l huile Cependant en fonction de l utilisation pr vue et notamment l utilisation carburant d autres caract ristiques peuvent galement tre importantes x Teneur en mati res grasses et profil en acides gras Nous avons vu pr c demment que la teneur en mati res grasses et le profil des acides amin s constituant cette mati re grasse taient des caract ristiques importantes d une graine de colza Nous allons nous int resser plus particuli rement ici la structure et la composition de cette mati re grasse Les huiles sont essentiellement 95 compos es de triglyc rides dont la structure chimique comporte un glyc rol et trois acid
118. ns l huile x Indice d iode Les liaisons thyl niques doubles liaisons en particulier celles des acides gras fixent les halog nes Cette r action d addition peut tre utilis e pour d terminer quantitativement l insaturation globale des cha nes grasses 40 la 1b 2a 2b 2c 2d 2e 3a 3b 4a 4b 4c l g re PRA iz alt ration l N alt ration mod r e a corrosion alt ration s v re Tableau 9 Classes de corrosion Cinematical Viscosity cst 300 250 200 150 100 50 Temperature viscosity performance of rape seed oil 0 10 20 30 40 50 Temperature C 60 70 80 90 100 Graphique 5 volution de la viscosit en fonction de la temp rature Bien que l iode se fixe trop lentement et trop difficilement pour tre utilis dans la pratique de la d termination l habitude est prise d exprimer l insaturation par la quantit d iode que peut fixer le corps gras tudi L indice d iode est donc le nombre de grammes d iode fix par 100 grammes de corps gras Cette m thode donne une indication de la teneur en acides gras insatur s contenus dans l huile elle peut donc remplacer avantageusement moins ch re et plus rapide la d termination du profil en acide gras lorsque celle ci n est pas indispensable x Corrosion sur cuivre Cette mesure peut tre utilis e pour appr cier le pouvoir corrosif d un produit qui p
119. oins Attention toutefois r aliser une filtration de qualit car la silice est tout aussi ind sirable que le phosphore dans les organes d injection de carburant 7 CREOL Centre de Recherche et d Exp rimentation sur les Ol agineux contact M Patrick CARR 7 CIRAD Centre de coop ration Internationale en Recherche Agronomique pour le D veloppement contact M Gilles VA TILINGOM 46 x D cirage de l huile de tournesol CLEMENT T et al 2003 Teneurs en cires des huiles de tournesol La teneur en cires peut varier en fonction de l origine de l huile des caract ristiques de la graine de tournesol et de sa maturit de la pr sence d un atelier de d cortication avant la trituration de la temp rature d extraction et de la teneur r siduelle en huile des tourteaux La teneur en cires de l huile peut atteindre 1500 ppm voire 3500 ppm pour des graines qui ne sont pas d cortiqu es avant trituration En revanche cette teneur peut descendre quelques 200 ou 300 ppm pour certaines huiles provenant de graines bien d cortiqu es avant trituration Les huiles raffin es ont une teneur en cires qui peut varier de 10 100 ppm Une huile bien wint ris e et brillante aura une teneur en cires de 10 20 ppm et une tenue au froid au del de 48 heures 0 C Une huile seulement d cir e aura une teneur en cires de l ordre de 100 ppm et une tenue au froid de l ordre de Sh1 2 0 C ce qui est
120. on d huile et de tourteau FERCHAU E 2000 2 2 3 Trituration et traitements de l huile L huile v g tale pure est obtenue par premi re pression froid Figure 6 La pes e de la r colte est obligatoire dans le cas de colza ou tournesol cultiv s sur jach re ou hors jach re comme cultures nerg tiques contrats ONIOL De plus la quantification des graines r colt es permet l agriculteur d estimer les quantit s de produits de trituration obtenus R colt s en juin juillet ou en septembre le colza et le tournesol pourront tre tritur s tout au long de l ann e Le stockage doit alors pr server la valeur essentielle des graines l huile C est ainsi qu une humidit comprise entre 7 et 9 et une temp rature de l ordre de 10 C permettront une plus longue conservation des grains en vitant tout risque de fermentation Enfin dans le but de pr server la presse des ventuels d g ts occasionn s par des corps trangers mais aussi de garantir un degr lev de puret des produits et coproduits de la trituration il est conseill de trier et nettoyer les grains afin d obtenir un taux d impuret s inf rieur ou gal la norme de commercialisation qui est de 2 2 2 3 1 Pressage Sans aucune cuisson ni aplatissage la trituration des graines d ol agineux se r alise par des presses vis dont la capacit varie entre 5 et 2 000 kg de graines heure Plusieurs param tres sont prendre comp
121. pour le colza industriel On peut remarquer que cette tendance de r gression des surfaces en colza alimentaire et non alimentaire est g n rale en Rh ne Alpes Le colza non alimentaire est en plus forte baisse on peut imputer ceci au fait que le taux de jach re soit pass de 10 5 en 2004 16 Les chiffres cit s sont issus des donn es ONIOL ce sont des moyennes pour les campagnes 1998 2005 20 Surface moyenne de colza par d partement en Rh ne Alpes ha 2 029 13 5 431 33 BAIN BISERE ODROME O RHONE B ARDECHE BLOIRE BHTE SAVOIE E SAVOIE 2 763 17 5 066 31 Graphique 3 Surface moyenne de colza par d partement en Rh ne Alpes ha Surface moyenne en tournesol par d partement en Rh ne Alpes ha 1071 4 1 998 7 9 964 38 BISERE B DROME DAIN O RHONE B ARDECHE BLOIRE BHTE SAVOIE E SAVOIE 3 713 14 9 569 36 Graphique 4 Surface moyenne en tournesol par d partement en Rh ne Alpes ha 1 5 2 Le tournesol La plus grosse production de tournesol est r alis e en Is re avec 27 626 tonnes soit 42 de la production r gionale ce qui occupe une surface de 9 964 hectares 38 La Dr me se retrouve juste derri re 36 de la surface tandis que l Ain 14 et le Rh ne 7 ne comptent que tr s peu de surfaces en tournesol Graphique 4 Le tournesol destin la production industrielle est quant lui tr s peu repr
122. prix du baril d pl tion du p trole d pendance prot ique environnement Le futur projet de Loi d Orientation Agricole article 12 autorise titre exp rimental jusqu au 31 d cembre 2007 l utilisation d HVP carburant sous condition que cet article soit valid par l Assembl e Nationale et le S nat Cette fili re HVP s inscrit donc dans une volont environnementaliste mais aussi conomique et politique 3 1 5 1 Besoins mat riels La mise en place d un tel atelier au sein de l exploitation n cessite quelques investissements mat riels un b timent m me si bien souvent il existe d j une des presse s un ou des filtres suivant la technique utilis e pour la purification de l huile des cuves ou r servoirs suppl mentaires pour transf rer l huile et la stocker apr s production une des pompe s pour le transfert de l huile entre cuves ou dans les r servoirs une cellule de stockage du grain un emplacement de stockage du tourteau une des adaptation s moteur s Avant d investir dans tout le mat riel de production d HVP il est n cessaire de r fl chir au b timent qui va abriter cet atelier afin de simplifier les manipulations et l organisation du travail occasionn par la fabrication de l huile Par exemple la manutention du tourteau peut s av rer fastidieuse si le b timent n est pas adapt et si le lieu de stockage de l aliment est
123. raines Enfin le producteur doit tenir un registre de transformation et d utilisation des mati res premi res quantit de mati res premi res quantit de sous produits obtenus dates de d naturation en sachant que la transformation de la mati re premi re doit intervenir avant le 31 juillet de la deuxi me ann e suivant l ann e de r colte Cette mesure malgr une lourdeur administrative incontournable permet l agriculteur de toucher la prime jach re tout en ayant le droit de produire des cultures des fins nerg tiques sur ses terres gel es xig 1 4 2 Comment b n ficier de l aide aux cultures nerg tiques ONIC ONIOL 2004 ONIOL 2005 Depuis 2004 PONIC et l ONIOL permettent aux agriculteurs qui le souhaitent de b n ficier d une aide aux cultures nerg tiques de 45 ha hors jach re dans la limite d une Surface Maximale Garantie communautaire SMG de 1 5 million d hectares pour 2005 en cas de d passement de SMG ACE sera r duite au prorata L ACE est consacr e aux agriculteurs qui destinent une partie de leur SAU la production d nergie biocarburants combustible lectricit L aide n est accord e que pour les superficies dont la production est couverte par un contrat entre l agriculteur et l entreprise de transformation Dans le cas o la transformation est r alis e par l agriculteur lui m me une d claration de culture es
124. rc ment d investissement suppl mentaire le m me mat riel peut tre utilis mais du mat riel sp cifique est tout de m me conseill pour arriver des niveaux de rendements lev s Ainsi sur une exploitation visit e en Allemagne lors d un voyage d tude le semis tait r alis auparavant en une seule fois mais il est quand m me pr f rable de s parer les deux esp ces Actuellement le pois est sem d une mani re traditionnelle une profondeur de 4 5 cm puis la cameline est sem e la vol e par dessus Un roulage ou un passage de herse permet ensuite une bonne lev e notamment en cas d absence de pluie 7 PAC Politique Agricole Commune 15 Tableau 1 Rendements de pois et de cameline G n ralement ce sont une ou plusieurs c r ales ou l gumineuses qui sont associ es avec une esp ce ol agineuse cameline tournesol colza moutarde Lors de ce voyage en Allemagne nous avons rencontr un agriculteur pratiquant la culture associ e Selon lui les possibilit s d association de cultures sont nombreuses On peut citer comme exemple pois cameline pois avoine pois avoine cameline pois avoine cameline tr fle Dans ce dernier exemple le tr fle est sem 5 jours apr s les autres esp ces lors d un passage de herse trille et il sera ensil l automne La s paration des graines r colt es est indispensable pour permettre une bonne valorisation de ch
125. respect de la norme Euro III Aujourd hui Diester Industrie est dans une position d attente pour garantir l utilisation du m lange 70 gazole 30 de Diester dans le cadre d une motorisation injection haute pression Depuis janvier 2003 la garantie provisoire de la norme Euro II pour les membres adh rents Partenaires Diester se substitue celle de certains constructeurs motoristes Sur les ann es 2003 2004 aucun incident d l usage de Diester n est intervenu sur les moteurs Euro III des flottes captives De m me les biocarburants sont souvent d cri s pour des probl mes de surconsommation Certes le pouvoir calorifique du Diester est l g rement inf rieur celui du gazole mais apr s 10 ann es d utilisation du Diester pour leurs flottes captives les membres de Partenaires Diester s accordent dire qu ils ne notent pas de surconsommation ou que si elle existe elle est tr s marginale Par exemple la RATP dans son exp rimentation actuelle consid re qu il n y a pas de mise en vidence de surconsommation 3 3 Tourteaux gras La trituration d ol agineux la ferme entra ne deux coproduits majeurs de l huile et du tourteau fermier gras Sch matiquement ce proc d permet d obtenir une quantit de tourteau deux fois plus importante que d huile Pour une production de 30 q ha la trituration donnera environ 1 tonne d huile et 2 tonnes de tourteau gras Cependant il
126. reuve de transformation devant tre fournie PONIOL par celui ci au plus tard le 31 juillet de la troisi me ann e suivant l ann e de r colte En termes de primes l agriculteur per oit les primes classiques de la culture mise en place plus les 45 ha de l ACE dans la limite de la SMG 1 ONIC Office National Interprofessionnel des C r ales SMG Surface Maximale Garantie 15 ACE Aide aux Cultures nerg tiques 19 Surfaces moyennes des grandes cultures en Rh ne Alpes ha 160 000 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 Ma s Bl tendre Orge Triticale Sorgho Tournesol Colza Pois Bl dur Avoine Seigle Soja F ves et Lupin F veroles Graphique 1 Surfaces moyennes des grandes cultures en Rh ne Alpes ha Production moyenne des grandes cultures en Rh ne Alpes t 1 400 000 1 200 000 1 000 000 800 000 600 000 400 000 200 000 Ma s Bl tendre Orge Triticale Sorgho Tournesol Colza Pois Bl dur Avoine Seigle Soja F ves et Lupin F veroles Graphique 2 Production moyenne des grandes cultures en Rh ne Alpes t 1 5 Surfaces et volumes actuels des grandes cultures en Rh ne Alpes ONIC ONIOL 2005 ONIOL 2004 La SCOP de la r gion Rh ne Alpes repr sente actuellement 383 517 hectares Graphique 1 pour une production totale toutes cultures confondues de 2 455 708 tonnes Graphique 2 La culture pr dominante est le ma s avec 137 225
127. rg tiques de la production d EMHV partir du tournesol de la Dr me ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 1 066 kg graine 4 249 88 9 1 066 kg graine 0 158 3 3 1 066 kg graine 0 020 0 4 1 066 kg graine 0 344 7 2 1 kghuile 0 003 0 1 1 kg huile 0 003 0 1 Total ENR MJ kg huile 4 777 100 Rendement nerg tique 7 79 Tableau 29 Consommations nerg tiques de la production d HVP partir du colza de l Ain ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 2 4 2 2 Bilan nerg tique de l HVP Pour l HVP les hypoth ses de d part sont tourteaux 16 MG et 91 MS transport environ 30 km PCI HVP colza 37 21 MJ kg PCI HVP tournesol 37 7 MJ kg x HVP de colza Pour l HVP de colza nous partons d un rendement d huile de 31 En consid rant l huile 100 MS le rapport d allocation massique est de 33 Le PCI de l HVP de colza est de 37 21 MJ kg amp Le d partement de l Ain Le bilan nerg tique est dans cette hypoth se de 7 79 MJ d nergie restitu s par MJ d nergie non renouvelable mobilis e pour la production d un kilogramme d HVP de colza Tableau 29 La consommation d nergie non renouvelable vient principalement des ressources utilis es par la culture 89 amp Le d partement de la Dr me Le bilan nerg tique est dans cette hypoth se de 7 88 MJ d nergie restitu s par MJ d nergie non renouvelable mobilis e pour la produc
128. rie il est parfaitement substituable au gazole Apr s des ann es d exp rimentation en laboratoire sur banc moteur et tests sur des centaines de v hicules Diester Industrie pr conise une utilisation optimale technique conomique et environnementale de 30 de Diester en m lange avec du gazole En 2004 387 500 tonnes de Diester ont t produites sous agr ment repr sentant 1 du march carburant fran ais Le Diester utilis 30 dans le gazole appara t comme une solution simple car il fonctionne avec les moteurs Diesel actuels ne n cessite aucun r glage moteur ni investissement financier cons quent est totalement r versible et n entra ne pas de bouleversement des m thodes pour remplir les cuves et ou les r servoirs de carburant m lange r alis pr alablement Partenaires Diester regroupe les collectivit s dont les flottes captives incorporent 30 de Diester dans le gazole c est le taux optimum environnemental D un point de vue pratique les flottes captives doivent disposer d une cuve classique de stockage carburant mais avant de passer au m lange Diester gazole il est imp ratif qu ils proc dent au nettoyage de la cuve carburant puis un nettoyage r gulier tous les 6 ans Ces nettoyages comprennent la fois la vidange compl te du pied de cuve mais galement le nettoyage des parois si celles ci sont recouvertes d un d p t noir ancien Le carburant livr est utilisable en
129. rt au jeune 07e Des effets sur le foie hypertrophie sur les reins ou les glandes surr nales peuvent galement appara tre et auraient pour origine certains nitriles ou isothiocyanates Cependant certains d riv s peuvent avoir un effet b n fique au niveau h patique en augmentant la synth se des enzymes d toxifiantes capables de provoquer une destruction plus rapide des aflatoxines Tout au long des recherches ayant pour but une am lioration qualitative mais aussi quantitative du colza les s lectionneurs ont cherch diminuer la teneur en glucosinolates pr sents dans les graines Avec l apparition des vari t s 00 double z ro faible teneur en acide rucique lt 0 5 faible teneur en glucosinolates lt 25 umoles g les teneurs actuelles se situent g n ralement sous les 20 umoles g de graines basse teneur et approchent suivant les vari t s des valeurs de 10 umoles g de graines tr s basse teneur Si les concentrations de ces substances ont t fortement r duites elles sont n anmoins encore pr sentes et peuvent dans certains cas poser probl me Un autre effet majeur des glucosinolates est la baisse d app tence chez certains animaux Ainsi une ingestion trop lev e de glucosinolates peut avoir comme cons quences une baisse des quantit s d aliments ing r s par les animaux des effets sur la croissance et sur la qualit des carcasses sur les performances de reproduction baisse de la fert
130. s de filtration dont le r le est de diminuer la porosit du d p t solide La temp rature de l huile est un facteur important faible temp rature les glyc rines de l huile risquent de colmater trop rapidement les filtres De plus l coulement de l huile au travers des membranes du filtre diminue faible temp rature D autre part il n est pas conseill de chauffer l huile au dessus de 60 C cela risquerait d augmenter son acidit et de diminuer sa dur e de conservation 43 Le choix des filtres d pend de la nature de l installation continue discontinue d bit et aussi de l objectif recherch filtration grossi re primaire ou de s curit Si le d bit de la presse est suffisant pour alimenter le filtre la filtration peut se faire en continu Mais bien souvent le d bit de la presse est inf rieur celui de l unit de filtration il est alors bon d opter pour un syst me discontinu Dans ce cas si on choisit de ne pas laisser l huile d canter et de filtrer un produit homog ne il faut stocker l huile d s la sortie de la presse dans une cuve tampon o elle sera homog n is e en attendant sa filtration Filtration primaire Les filtres presses La filtration est r alis e souvent au travers de filtres toiles m talliques La paroi de ces filtres n est pas poreuse mais elle sert de support au g teau de filtration qui joue le r le de surface poreuse Ces fil
131. s mais reste fortement charg e en impuret s et autres compos s ind sirables qu il sera n cessaire d liminer tout au moins certains pour une utilisation carburant afin d viter tout probl me de colmatage et d encrassement dans les moteurs Ces compos s minoritaires gommes cires sont principalement des glyc rides partiels 1 10 des acides gras libres 0 5 5 des insaponifiables des pigments 0 5 2 st rols tocoph rols des phospholipides 0 1 1 Plusieurs techniques parfois compl mentaires existent pour obtenir une qualit d huile qui voudrait se rapprocher d une pseudo norme carburant x La s dimentation La s dimentation est la technique la plus simple et la moins co teuse pour effectuer une s paration solide liquide de l huile Cette m thode utilise le principe de diff rence de densit entre les particules Cependant la d cantation demande un espace et un temps de s jour en cuve importants Pour cette raison ce type d installation n est recommand que pour les unit s de trituration qui ne d passent pas 1 tonne de graines par jour L inconv nient majeur de la s dimentation reste la teneur lev e en huile contenue dans les s diments Pour cela la centrifugation et la filtration donnent de meilleurs rendements de purification d huile 25 Tocoph rols anti oxydants naturels qui seront conserv s par d cantation et filtration
132. s pr sente plusieurs avantages dont gt la diversification du revenu de l exploitation agricole et donc la s curisation des ressources dans le cadre d une niche de march gt une image positive aupr s du public v hicul e par le r le cologique de l agriculture productrice d une nergie renouvelable gt la dynamisation de l ancrage territorial de l agriculture au niveau conomique et social production de valeur ajout e locale cr ation d emploi partage de valeurs 04 2 LA TRANSFORMATION DES OL AGINEUX 2 1 Propri t s physiques chimiques et biologiques des graines JOYE P 2003 Les graines d ol agineux peuvent tre caract ris es par diff rents param tres d ordre physique chimique et biologique 2 1 1 Caract ristiques physiques Il s agit de l humidit de la teneur en impuret s de la temp rature et du poids sp cifique 2 1 1 1 Humidit L humidit de la graine est d pendante de la maturit de la culture la r colte et des conditions dans lesquelles celle ci est r alis e Pour assurer une bonne conservation des graines la teneur en eau doit tre la plus faible possible c est dire au maximum 9 La teneur en eau et en mati res volatiles en pourcentage en masse de l chantillon de d part est gale 100 x m1 m2 Humidit m1 m0 avec m0 masse du p se filtre g mi masse du p se filtre avec chantillon
133. s de d bit de 15 2 000 kg h PTE Les presses barreaux ont l avantage de ne pas s parer la zone d extraction de l huile de son exutoire et de donner de meilleurs rendements d extraction de l huile elles sont par contre un peu plus ch res Le travail de pressage apporte un in vitable chauffement du mat riel et donc des graines press es de l ordre de 60 C Mais cela reste inf rieur l chauffement constat sur le type de presse pr c dent presses trous ce qui permet d obtenir une extraction d huile relativement lev e avec un taux de phosphore r duit Les marques de presses barreaux les plus r pandues sont Karl Str hle la M canique Moderne Reinartz Liatech 4 1 Les presses Toutes ces presses comportent une pi ce d usure non n gligeable qui est la vis sans fin Les constructeurs ont tendance sous estimer cet aspect l puisque certains pr conisent un remplacement de la vis partir de 10 000 heures de fonctionnement Or les utilisateurs ont plut t constat une usure pr matur e d s 3 000 heures de pressage de colza et seulement 1 600 heures avec du tournesol sur une presse trous de marque T BY La propret des graines la vitesse de rotation de la presse sont des l ments majeurs dans l usure de la presse 2 2 3 2 Purification de l huile brute JOYE P 2003 L huile obtenue en sortie de presse est compos e 95 de triglyc ride
134. s familles de moteurs Diesel selon deux modes d injection directe et indirecte 3 1 1 1 Les moteurs injection indirecte Ces moteurs quipent encore la plupart des v hicules automobiles et les tr s gros moteurs industriels sup rieurs au M gawatt Pour qu ils fonctionnent correctement le carburant et l air doivent tre correctement m lang s L injection indirecte constitue le moyen le plus simple de cr er une turbulence qui assure un m lange intime de la dose de carburant avec l air d j fortement comprim dans la chambre de combustion Figure 17 Ainsi le carburant n est pas directement inject dans la chambre de combustion principale mais est envoy dans une petite chambre de turbulence en spirale o s amorce en r alit la combustion temp rature lev e de l ordre de 500 600 C et cela d s 10 de puissance d livr e Les huiles v g tales br lent donc compl tement Ces moteurs sont obligatoirement quip s de bougies de pr chauffage du carburant l int rieur de la pr chambre de combustion La pompe injection est manuelle ou avec un petit peu d lectronique pour les plus r centes elle est charg e de distribuer le carburant successivement chaque cylindre en ouvrant les injecteurs les uns apr s les autres par la pression du gazole aux environs de 130 bars 60 INJECTION DIRECTE ee if LA injecteur r A piston ERA A Neska aai SSSR SSSR ER
135. s r sultats _ 40 Nez de presse NS A bre F 2 UN NN SELS NOTES VAA Tourteau Vis Huil e Bague chauffante Figure 9 Presse cylindre perfor JOYE P 2003 Anneau Etranglement circulaire Intervalle Tourteau Huile Figure 10 Presse cage d cureuil JOYE P 2003 En r sum le pressage froid de graines d ol agineux n cessite de trouver un compromis entre trois objectifs principaux maximiser la capacit de la presse d bit maximiser le rendement en huile minimiser les l ments ind sirables particules phosphore dans l huile D apr s toutes ces informations on peut en conclure qu en pression froid pour une utilisation d huile en carburant la recherche d une huile de qualit doit pr valoir devant la recherche d un rendement maximum x Le mat riel de pressage Il existe deux types de presses permettant la production d huile v g tale de premi re pression froid amp Les presses trous La vis entra ne les graines vers le nez de la presse o une compression croissante s op re depuis l entr e de la graine L huile extraite sous la pression remonte en amont vers les orifices les trous o elle peut s couler et le tourteau est vacu par le nez interchangeable t te de la presse Figure 9 Lors du d marrage de la presse pour favoriser et permettre la bonne s parat
136. seill d automatiser l installation pompes arr t automatique en cas de panne ou de d bordement au maximum limitant ainsi le temps consacr la production d HVP Enfin une fois purifi e l huile doit tre stock e dans les meilleures conditions possibles jusqu son utilisation carburant Il en est de m me pour le tourteau consomm par le b tail 3 1 6 Consommation d Huile V g tale Pure hors secteur agricole L utilisation d HVP carburant autre que pour les tracteurs agricoles n est pour l instant pas encore autoris e Mais faisons l hypoth se que le gouvernement fran ais vienne reconna tre HVP comme carburant part enti re l exemple de l Allemagne 3 1 6 1 Production La production d HVP comme en Allemagne pourrait rester la propri t des agriculteurs et permettre ainsi une diversification de leurs productions Comme nous l avons vu les quantit s d HVP potentielles sont restreintes au regard de la consommation totale de gazole en Rh ne Alpes Cependant la production d huile pourrait tre la base de micro fili res locales Pour tre vendue l huile devra tr s certainement r pondre une norme carburant qui s appuierait par exemple sur un itin raire technique de production d HVP pr cis d finir par le biais d exp rimentations 3 1 6 2 Cha ne logistique Afin d aboutir un succ s de cette fili re de biocarburant HVP doit satisfaire trois fa
137. sortie du tourteau 5 mm le rendement d extraction est plus lev au d triment cependant du rendement horaire qui est 25 35 plus faible qu avec une temp rature de 100 C Quelques fabricants de presses offrent un syst me de r cup ration de la chaleur du tourteau permettant un r chauffage des graines avant leur entr e dans la presse Str hle par exemple Attention toutefois cette unit de pr chauffage doit viter tout contact entre l air chaud et humide issu du tourteau et la graine froide sinon l humidit de la graine augmentera par condensation Si la graine est trop froide lt 10 C le rendement sera faible Une forte quantit de graines non press es se retrouvera dans le tourteau ainsi qu une forte concentration de particules solides dans l huile RTE Rendement d extraction de l huile s 9 H l 2 30 40 50 eo 70 Vitesse de rotation en de la vitesse maximale Graphique 8 volution du rendement d extraction en fonction de la vitesse de rotation et de la temp rature des graines JOYE P 2003 Broyage aplatissage d corticage Le broyage des graines avant pressage donne de mauvais r sultats et tout particuli rement une augmentation des teneurs en phosphore et particules dans l huile Ce traitement reste donc inutile dans le cas d esp ces ol agineuses provenant de nos climats temp r s En revanche pour les presses de grosses capacit s gt 1000 kg de gr
138. squeux que les acides gras qui les composent les huiles raffin es seraient donc plus visqueuses que les huiles brutes correspondantes si ces derni res ne contenaient pas des constituants mineurs qui peuvent avoir une grande influence sur la viscosit comme les phosphatides par exemple La viscosit est galement fortement d pendante de la temp rature Graphique 5 39 Produit huile de colza gazole EMHV Densit 0 915 0 835 0 860 Tableau 10 Densit de quelques carburants Point clair lt 0 C 0 21 C 21 55 C extr mement facilement ce inflammable inflammable ROM Tableau 11 Classes des produits inflammables en fonction de leur point clair Produit huile de colza gazole essence Point clair 316 C 70 C 40 C Tableau 12 Point clair de quelques carburants Produit huile de colza gazole EMHV PCI kJ kg 38 196 42 335 37 699 PCI kJ L 35 140 35 350 33 175 Tableau 13 Pouvoir calorifique de quelques carburants La viscosit peut s exprimer de deux fa ons diff rentes gt viscosit dynamique qui s exprime en centipoise gt viscosit cin matique qui est la viscosit dynamique divis e par la masse volumique elle s exprime en centistockes La viscosit des huiles v g tales est fonction de la nature des graines et est en g n ral plus lev e que la celle du fioul Cette viscosit lev e
139. sultats obtenus par le couple Graphique 13 gt 100 de charge peu de diff rences entres les diff rents carburants 3000 trs mn 43 5 kW pour le biodiesel contre 45 kW pour le gazole pur soit une diff rence de 3 5 gt 75 de charge diff rence l g rement plus marqu e en faveur des carburants pauvres en huile de colza 3000 trs mn 29 5 kW pour l huile de colza pure contre 32 5 kW pour le m lange contenant 95 de gazole soit une diff rence proche des 10 Les m mes explications que pr c demment peuvent tre avanc es pour justifier ces carts nature du carburant gestion lectronique 66 Moteur VW 1 2 Tdi Consommation massique w p S A amp 5 p z w S Vitesse moteur tour min Graphique 14 Consommation sp cifique massique du moteur de voiture en fonction de la proportion d huile de colza dans le carburant JOYE P 2003 4000 4500 Moteur VW 1 2 Tdi Consommation volumique 8 E EL B Consommation sp cifique ml kWh 5 3 8 Sa 2500 3000 3500 4000 4500 Vitesse moteur tour min Graphique 15 Consommation sp cifique volumique du moteur de voiture en fonction de la proportion d huile de colza dans le carburant JOYE P 2003 Moteur VW 1 2 Tdi Temp rature gaz Temp rature C 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Vitesse moteur tour min Graphique 16 Temp rature des gaz d chappement en
140. t d extraction et des teneurs en phosphore et particules solides de l huile brute Essais r alis s sur une presse T by 55 type presse trous 238 ines hui ation 8 Rendements horaire kg h 8 z 7 Vitesse de rotation en de la vitesse maximale Graphique 6 volution des rendements horaires en fonction de la vitesse de rotation JOYE P 2003 i j e d e ct en fonction de la vitesse de rotation w D b ta ee 24 0 aa a 5 x i x 30 4 3 s 7 s0 Vitesse de rotation de la vitesse maximum Graphique 7 volution du rendement d extration en fonction de la vitesse de rotation et du diam tre de la buse de sortie JOYE P 2003 Temp rature des graines Un pressage chaud de type industriel c est dire en pr chauffant les graines 90 100 C avant leur pressage permettra d obtenir un rendement d extraction relativement fort 80 90 avec en plus un tourteau faible taux de mati res grasses 8 12 Inversement une pression des graines froid va diminuer ce rendement d extraction 70 75 seulement et fournir un tourteau plus gras 14 25 qui est toujours utilisable en alimentation animale mais sous certaines conditions taux de mati res grasses maximum dans la ration noter que l on parle ici de pression froid mais il faut savoir que l huile et le tourteau sortent plus ou moins chauds l issue de
141. t aussi n cessaire tout en sachant que le stockage de la mati re premi re et des produits obtenus doit obligatoirement tre fait sur l exploitation Cet engagement de livraison sera v rifi sur la base d un seul crit re le rendement moyen de l exploitation pour la culture concern e Le producteur doit ensuite transmettre PONIOL une d claration de livraison de mati res premi res obligatoire pour l obtention de l ACE fournie par un collecteur agr au moment de la r colte Parall lement le collecteur lui adressera une d claration de r ception Cette d claration sera v rifi e sur la base du rendement moyen de l exploitation pour la culture concern e Le premier transformateur ou l agriculteur le cas ch ant doit d poser une caution de 60 ha aupr s de PONIOL et transformer toutes les quantit s pay es aux producteurs en cultures nerg tiques avant le 31 juillet de la deuxi me ann e suivant l ann e de r colte les produits nerg tiques devant tre obtenus par une cha ne de deux transformateurs maximum La d naturation des mati res premi res l tat de graine d huile ou de plante enti re est obligatoire Elle se r alise par incorporation de 5 de fioul domestique en cas de d naturation au stade de l huile celle ci doit intervenir d s le pressage des graines La caution sera rendue au premier transformateur apr s compl te transformation en produit nerg tique une p
142. t positive de 1 681 000 tonnes soit 32 de la production fran aise Tableau 3 1 6 Surfaces et volumes potentiels pour PHYP en Rh ne Alpes 1 6 1 Consommation actuelle de fioul dans l agriculture en Rh ne Alpes L agriculture rh nalpine consomme 106 millions de litres de fioul Tableau 4 92 sont destin s au carburant des tracteurs ce qui repr sente pour Rh ne Alpes 97 millions de litres de fioul Tableau 5 AGRESTE 1993 1 6 2 Transfert de surfaces destination de l HVP Comme nous l avons vu les surfaces rh nalpines sont actuellement pour le colza de 16 191 hectares en alimentaire et 6 148 hectares en industriel soit 22 339 ha de colza au total Le tournesol repr sente lui 26 713 hectares de SCOP et 2 295 hectares de gel industriel soit 29 008 ha de tournesol au total La sole ol agineuse a atteint un maximum la fin des ann es 80 1989 avec pr s de 81 000 ha colza tournesol et soja confondus AGRESTE 2005 Cependant la culture de soja n est pas en voie de reprendre les surfaces qu elle couvrait auparavant probl mes de prix par rapport au ma s de rendement et de prime PAC L hypoth se de l utilisation potentielle d ol agineux destination d HVP peut se calculer partir d un maximum de 76 140 hectares 81 000 ha moins les 6 de diminution de SCOP entre 1998 et 2005 de colza et tournesol potentiels en Rh ne Alpes SCOP jach re Actuellement le march alimentaire et
143. t totalement le tourteau de soja par du tourteau gras de colza ou tournesol Si l leveur souhaite incorporer du tourteau gras en remplacement total du tourteau industriel il faut alors raisonner les types de fourrages apport s dans la ration de base afin de diminuer les quantit s de mati res grasses la base La r gle principale pour l incorporation de tourteau gras dans la ration des bovins est de respecter un taux maximum de 5 6 MG x Exp rience belge d engraissement de taurillons JOYE P 2003 Une exp rimentation sur l engraissement de taurillons a t r alis e en Belgique par la Facult des Sciences Agronomiques de Gembloux Le but de ce test tait de comparer les performances zootechniques des taurillons blanc bleu belges culards engraiss s avec un r gime contenant du tourteau de colza fermier par rapport un r gime t moin avec du tourteau de lin et du Tefex aliment contenant de la graine de lin expand e Les param tres suivis ont t gt le Gain Moyen Quotidien GMQ kg j gt la consommation d aliment kg j taurillon gt l Indice de Consommation IC kg aliment kg poids vif Une ration avec 16 du compl ment en tourteau fermier gras de colza soit 1 6 kg jour atteint une teneur totale de 6 MG contre 4 45 pour la ration t moin UF Unit Fourrag re 5 GMQ Gain Moyen Quotidien s70 Les conclusions de cette exp rimentation l issue d une p riode
144. te lors de cette tape qui vont influencer plus ou moins fortement la quantit et la qualit du produit final Figure 7 Avec une teneur en huile de 44 en moyenne la trituration des graines permet d obtenir en moyenne 32 36 d huile les 8 12 restants se retrouvent avec le tourteau Figure 8 Les 8 12 d huile non extraite forment un tourteau contenant 12 8 17 7 de mati res grasses 8 x 100 62 6 12 8 MG x Les param tres de pressage Le r sultat du pressage d pend de diff rents param tres li s tout d abord aux graines tritur es et ensuite la presse elle m me Les graines influencent la trituration selon diff rents param tres esp ce le colza plus facile triturer que le tournesol use moins la presse le taux d impuret s le taux d humidit Les param tres li s la presse sont la vitesse de rotation du moteur elle est variable sur certains mod les le diam tre de la buse de sortie du tourteau la temp rature de la t te de la presse certaines sont quip es d un syst me de chauffage qui va faciliter la trituration au moins au d part 22 44 de la mati re s che de la graine MG mati res grasses RTE Huile pure 32 36 Huile r siduelle dans le tourteau Particules solides 0 3 1 4 Tourteau 67 7 62 6 Figure 8 Distribution des quantit s de produits lors de la trituration froid FERCHAU E
145. tes la ferme se situent sous la barre des 20 ppm x Teneur en phosphore P La teneur en phosphore indicateur de pr sence de phospholipides est galement importante en usage carburant En effet ces phospholipides sont montr s du doigt lors de certains probl mes d encrassement des soupapes et de la chambre de combustion des cylindres lors de l utilisation d huile v g tale carburant ph nom ne de gommage Les graines de colza et tournesol contiennent des teneurs importantes de phosphore Cet l ment est entra n en plus ou moins grande quantit avec l huile lors de l op ration de trituration en fonction de la m thode utilis e Les phospholipides sont des diglyc rides comportant un atome de phosphore et ont pour principale caract ristique de comporter un p le hydrophile et un p le hydrophobe Figure 2 Ils sont un constituant important des membranes cellulaires x Teneur en cires Uniquement pr sentes dans l huile de tournesol les cires sont principalement constitu es de c rides c est dire de monoesters d acides gras C14 C28 et d alcools aliphatiques C14 C32 longue cha ne Ces alcools gras sont en g n ral des alcools primaires nombre pair de carbones satur s et non ramifi s avec la m me cha ne carbon e que les acides gras mais le groupement acide COOH est remplac par un groupement alcool OH Les acides gras l tat libre sont des compos s tr s r actifs
146. tion d un kilogramme d HVP de colza Tableau 30 La consommation d nergie non renouvelable vient principalement des ressources utilis es par la culture 89 _58 8 1 066 kg graine 3 933 88 1 066 kg graine 0 148 8 1 066 kg graine 0 019 1 kg huile 0 003 1 kg huile 0 003 Total ENR MJ kg huile 4 722 100 Tableau 30 Consommations nerg tiques de la production d HVP partir du colza de la Dr me ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 1 063 kg graine 2 759 2 932 84 8 1 063 kg graine 0 148 0 157 4 5 1 066 kg graine 0 323 1 063 kg graine 0 323 0 343 9 9 1 kghuile 0 003 0 003 0 1 1 kg huile 0 003 0 003 0 1 Total ENR MJ kg huile 3 458 100 Rendement nerg tique 10 90 Tableau 31 Consommations nerg tiques de la production d HVP partir du tournesol de l Ain ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 1 063 kg graine 0 019 0 020 0 6 1 063 kg graine 2 167 2 302 814 1 063 kg graine 0 148 0 157 5 6 1 063 kg graine 0 019 0 020 0 7 1 063 kg graine 0 323 0 343 12 1 1 kg huile 0 003 0 003 0 1 1 kghuile 0 003 0 003 0 1 Total ENR MJ kg huile 2 828 100 Rendement nerg tique 13 33 Tableau 32 Consommations nerg tiques de la production d HVP partir du tournesol de la Dr me ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 x HVP de tournesol Pour HVP de tournesol nous partons d un rendement d huile de 34 5 En consid rant l huile 100 MS le
147. tockage sp ciale pour ce concentr c est notamment pour cela que l accord s est fait sur la base d une quantit minimale pour chaque livraison actuellement 4 t mois Cet exemple de valorisation de tourteau aupr s d une soci t d aliment montre qu il est possible pour des agriculteurs de valoriser un tourteau gras autrement que directement sur un levage autoconsommation Ceci pourrait permettre aux exploitants agricoles non leveurs de trouver un d bouch pour ce coproduit de trituration sgil L L Composition du prix du fioul 0 9 0 8 0 7 0 6 OT V A 0 5 BT I P P BPRIX DE VENTE H T T 0 4 4 0 3 0 2 0 1 ad janvier 2005 Composition du prix du gazole 0 9 OTVA 7e BTIPP B PRIX DE VENTE H T T 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 janvier 2005 Figure 23 Composition du prix des carburants
148. tournesol la teneur en P O et en KO dans les grains est de 1 2 et 0 9 37 Dans le cas du tournesol la teneur en P20 et en KO dans les grains est de 1 2 et 0 9 55 Mati re premi re X kg Y MS Proc d de transformation FAT Figure 16 Allocations massiques des diff rents produits ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 ulture 0 985 kg graine 3 925 36 i Z pee Transport 0985 kg graine 009 001 1 iturati 10 emi raffinage 3 M thanol 30 Est rification 18 istributi 1 Total ENR MJ kg huile 10 844 100 Rendement nerg tique 3 45 Tableau 25 Consommations nerg tiques de la production d EMHV partir du colza de l Ain ECOBILAN PRICEWATERHOUSECOOPERS 2002 99 LS FRAPPE 2 4 2 Bilans nerg tiques des biocarburants Pour calculer les rendements nerg tiques des fili res de production des biocarburants HVP et EMHV les tapes prises en compte sont Ja culture le s chage stockage l approvisionnement transport les proc d s de transformation Ja synth se de produits chimiques pour l EMHV Les fili res tudi es ont la particularit de pr senter de nombreux coproduits tout au long des tapes de production Conform ment la norme ISO 1404 la prise en compte des coproduits a suivi la r gle de l allocation massique Cette r gle est retenue aux diff rentes tapes lorsque le process conduit produire outre le produit de l
149. tre de la buse de sortie Ces tourteaux gras peuvent varier de 11 plus de 25 MG Les tourteaux industriels type fili re Diester sont press s chaud et d shuil s l hexane afin d en extraire le maximum d huile d o leur faible teneur en mati res grasses Pour les tourteaux produits par des presses la ferme la mati re grasse r siduelle pose deux probl mes la limitation d incorporation dans la ration des animaux et la conservation de cet aliment En revanche la production de tourteau fermier apporte un gage de tra abilit suppl mentaire en tant que tourteau non OGM par exemple De m me les leveurs en production biologique auront un int r t double au niveau conomique mais aussi tra abilit fabriquer un aliment riche en prot ines la ferme 75 Mati re s che Prot ines brutes Cellulose brute Mati re Azot e Mati re grasse Lysine M thionine Calcium Phosphore UFL UFV PDIN PDIE Totale Source unit Tourteau de colza Tourteau de colza Tourteau de colza Tourteau de colza Tourteau de tournesol Tourteau de tournesol Tourteau de soja kg brut industriel fermier gras fermier gras fermier tr s gras industriel fermier gras 91 87 8 45 3 98 27 89 29 24 1 9 2 3 21 8 a d m PS ES Kg 0 85 0 99 Kg 0 8 0 93 g kg 219 171 g kg 138 93 Figure 22 Valeurs nutritivies de diff rents tourteaux PROLEA CETIOM 2001 2003 CHAMBRE
150. tres sont con us pour recevoir un g teau de filtration Au d but de la filtration sur une dur e d environ 30 minutes l huile circule dans le filtre afin d obtenir un g teau assez pais Les toiles m talliques sont dispos es verticalement et peuvent tre de diff rentes formes rectangle ou circulaire Il existe d ailleurs des syst mes de filtres autonettoyants qui par rotation des toiles circulaires autour de l axe permettent de d tacher le g teau de filtration et de l vacuer Du fait de leur principe m me ces filtres peuvent laisser passer des particules solides de tailles plus ou moins importantes Ceci s explique par un g teau de filtration insuffisamment form en d but de cycle ou par des fissures pression d alimentation trop forte Pour cette raison les filtres toiles m talliques doivent imp rativement tre doubl s d un filtre principal pour garantir une qualit satisfaisante d huile carburant Les filtres automatiques autonettoyants Cette filtration sous pression va de 1 mm 30 um de finesse L huile issue de la presse est envoy e sous pression dans un panier perfor de finesse voulue dispos verticalement Un syst me de racloir permet d entra ner les particules solides retenues dans la partie inf rieure o elles seront ensuite vacu es Pour obtenir une qualit satisfaisante d huile carburant il sera n cessaire de r aliser par la suite une filtration plus fine
151. tures viter les variations de temp rature et donc la condensation d eau labri de lair et de l humidit les cuves m talliques seront donc pr f rables aux cuves plastiques cuves facilement nettoyables Certains param tres chimiques de l huile ont t suivis dans le temps l indice d acide l indice de peroxyde et l indice d iode JOYE P 2003 x Indice d acide L volution dans le temps de ce param tre a t tudi e pour des chantillons conserv s dans des conditions diff rentes gt chantillon A huile conserv e au r frig rateur labri de Pair et de la lumi re chantillon de r f rence gt chantillon B huile conserv e temp rature ambiante la lumi re et en contact avec l air gt chantillon C huile conserv e temp rature ambiante la lumi re et l abri de Pair gt chantillon D huile conserv e temp rature ambiante l abri de la lumi re et en contact avec l air amp chantillon E huile conserv e temp rature ambiante l abri de la lumi re et de l air Les r sultats apr s 6 mois et 1 an sont report s dans le tableau ci contre Tableau 18 On remarque que le contact de l air a une influence plus importante sur l acidification de l huile que la lumi re Les valeurs restent cependant dans des conditions acceptables lt 2 x Indice de peroxyde L volution dans le temps de ce par
152. ur de voiture en fonction de la charge JOYE P 2003 Moteur VW 1 2 Tdi Particules Particules mg m Vitesse moteur tour min Graphique 23 mission de particules d un moteur de voiture en fonction de la charge JOYE P 2003 3 1 4 L huile combustible Les chaudi res au fioul utilis es en chauffage domestique ou professionnel serres levages s choirs sont tout fait capables au m me titre que les moteurs de br ler l HVP condition de r aliser tout de m me certaines modifications mais plus simples en poste fixe Un br leur adapt polycombustibles est indispensable accompagn d un kit de pompage chauffage jusqu 140 C et filtration Le prix de la modification reste encore assez lev partir de 2000 chez Kroll par exemple Mais d autres constructeurs commencent appara tre sur le march notamment Ar Co L utilisation de l HVP en tant que combustible est techniquement et l galement possible mais compte tenu des surfaces disponibles il serait s rement plus judicieux de r server ce pr cieux produit pour l utilisation carburant des v hicules En effet de nombreux autres proc d s existent pour le chauffage comme la biomasse notamment bois c r ales 3 1 5 Autoconsommation d Huile V g tale Pure L autoconsommation d HVP comme carburant sur les exploitations en remplacement du fioul semble attractive pour les agriculteurs augmentation du
153. urcentage d HVP croissant Bien qu utilis e pure l HVP poss de une courbe d mission dans la moyenne Graphique 22 pleine puissance les courbes sont invers es et on observe une baisse des HC corr l e avec la teneur en gazole du m lange Le biodiesel se retrouve pour les deux essais avec de faibles valeurs d missions d HC Pour ce crit re on voit que les rejets d mission d pendent plus des conditions de fonctionnement du moteur que du carburant utilis Les particules Ce graphique montre que l augmentation du pourcentage d HVP dans le m lange carburant entra ne une diminution des suies rejet es Cette diff rence est importante entre P HVP pure et le gazole elle atteint 70 d missions en moins pour l HVP 3000 trs mn 100 de charge et 80 de moins 75 de charge Le biodiesel permet une diminution similaire l huile pure Graphique 23 La synth se des r sultats d missions de polluants par l HVP carburant permet de conclure une baisse de la teneur en CO une hausse limit e de NOx une baisse importante de particules Les r sultats du test HC ne permettent pas de faire ressortir une tendance 70 Moteur VW 1 2 Tdi Hydrocarbures imbr l s r a_a nm en jeans ten D Aai DR nel A Ataa sai HC ppm 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Vitesse moteur tour min Graphique 22 mission d hydrocarbures imbr l s d un mote

Mémoire sur les opportunités de l`HVP en Rhône

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