II. Le phénomène de l’absorption de CO2 grâce à la photosynthèse

a) Les 2 « types » de  CO2et l’importance de la photosynthèse

Contrairement à l’essence, le bioéthanol est issu des végétaux et offre une source d’énergie qui se renouvelle chaque année au rythme des récoltes, alors que pour le pétrole, nous puisons dans une source tarissable enfouie dans les sols depuis des millions d’années.

Il existe un CO2 bienfaiteur et un CO2 néfaste pour l’environnement :

Les plantes utilisées pour produire l‘E85 absorbent naturellement le dioxyde de carbone pour pousser. C’est le phénomène de photosynthèse qui permet cela. La photosynthèse transforme le carbone minéral en carbone organique. Ce mécanisme est fondamental pour le monde vivant car pour libérer l’oxygène indispensable à la vie, les plantes ont besoin d’énergie lumineuse, mais aussi de transformer l’eau provenant du sol et le CO2 en molécules biologiques. La photosynthèse est un processus qu’utilisent les végétaux, notamment les plantes et les algues (tout ce qui est plancton végétal), pour survivre et croître. Sans le CO2 la vie serait impossible sur notre planète. Il est nécessaire de régénérer le dioxygène de l’atmosphère consommé par la respiration des êtres vivants et par les combustions.

Ce que traduit le schéma suivant est la relation totale entre le cycle du carbone et celui de l’oxygène : en effet la photosynthèse intervient dans les 2 cycles. D’abord l’oxydation (perte d’électrons) est réalisée lors de la respiration et de la fermentation et grâce aux combustions vives de matières organiques combustibles. Elle produit du dioxyde de carbone atmosphérique ou dissous (en solution dans les eaux) : on trouve alors le carbone minéral.

C’est alors à ce moment qu’intervient la photosynthèse, en 2 étapes :

- elle fixe le CO2 et effectue la réduction (capture d’électrons) du carbone minéral : en effet, le carbone minéral est présent sous forme oxydé ; or dans les végétaux photoautotrophes, le carbone organique est sous forme réduite. 

- grâce au carbone organique, elle peut produire du dioxygène atmosphérique ou dissous qui servira à la respiration des êtres vivants.

Voici une représentation très simple de ce cycle dans lequel la photosynthèse est indispensable :

La photosynthèse utilise l'énergie solaire pour synthétiser la matière organique en fixant le carbone. Les végétaux sont capables, en captant cette énergie grâce à leur chlorophylle, de transformer le CO2 et l’eau en glucides et de dégager le dioxygène dans l’air (1) :

CO2 + H2O + énergie solaire ------------> CH2O + O2  (1)

La respiration est l'inverse de la photosynthèse: à partir de l'oxygène libre O2, elle transforme toute matière organique en dioxyde de carbone CO2. Elle est illustrée par l’équation (2) :

CH2O + O2 -------------> CO2 + H2O  (2) 

Ainsi le CO2 serait bénéfique pour l’environnement lorsqu’il y a un cercle vertueux. Cependant, du dioxyde de carbone "indésirable" vient s’ajouter à celui déjà présent dans l’atmosphère. Ce sont principalement les activités agricoles, les rejets industriels et ceux des pots d’échappement des voitures qui sont à l’origine de ce phénomène. En puisant une ressource enfouie depuis des millions d’années et en la rejetant dans l’atmosphère par le biais de la combustion de l’essence, nous ajoutons du dioxyde de carbone qui contribue à l’effet de serre. Il n’y a pas de cercle vertueux dans ce cas là. Le pétrole par exemple provient de la décomposition de la matière organique formée de débris végétaux et animaux marins microscopiques (plancton) qui se sont accumulés au fond de la mer et ont été mélangés à des sédiments minéraux.

Voici un récapitulatif des émissions de gaz à effet de serre par secteur en millions de tonnes de CO2 en France :


Emissions de gaz à effet de serre en France, par secteur, en millions de tonnes d’équivalent carbone
(Source : Institut Français de l’Environnement)
   

b) L’avantage du bioéthanol

    Cette étude rejoint le bioéthanol E85. Le bioéthanol est issu des cultures agricoles des plantes riches en sucre (betteraves, topinambours, canne à sucre...) ou en amidon (pomme de terre, céréales).

     Une grande partie du CO2 rejeté pendant la combustion a été au préalable absorbé pendant la croissance des plantes servant au bioéthanol. Cette partie précédemment  absorbée ne participe donc pas à l’augmentation  de l’effet de serre et c’est pourquoi l’utilisation de ce carburant permet un bilan global de dioxyde de carbone inférieur à celui de l’essence. Cette partie de CO2 est donc non néfaste pour l’environnement puisque ce dioxyde de carbone s’inscrit dans le cycle du carbone grâce à la photosynthèse.

     Chaque litre d’essence remplacé par 1 litre de bioéthanol permet de réduire entre 50 et 75% les émissions de gaz à effet de serre : le CO2 rejeté lors de la combustion est le même que celui que la plante a prélevé durant sa croissance. 1 hectare de betterave bioéthanol supprime les émissions annuelles de CO2 de 10 voitures. Pour rendre encore plus compte du fait, si en 2007, on produisait 20 000 hectares de betterave bioéthanol, on éliminerait les émissions de 200 000 voitures ! Puisque le bioéthanol est issu de l’agriculture, la photosynthèse qui en est à l’origine contrebalance l’émission de gaz à la combustion.

     Une étude indépendante, menée par les chercheurs de l'Imperial College de Londres, démontre que les émissions de CO2 rejetées par une Ford Focus Bioflex en cycle complet sont de 169 g/km. Mais cette donnée brute chute à 99,6 g/km lorsque l'on tient compte en amont de l'absorption de CO2 par la biomasse. A l’inverse, la consommation d’un carburant d’origine fossile tel que l’essence ajoute du  CO2 néfaste car il n’est pas issu de la production végétale : ce CO2 vient donc s’ajouter à celui déjà présent sur notre planète au lieu de  « recycler » celui qui s’y trouve déjà.

c) Quelques aspects environnementaux et énergétiques

Au niveau du bilan énergétique, les synthèses des biocarburants ont fait des progrès. En effet, si pour produire 1L de biocarburant, il faut consommer l'équivalent de plus de 1L de ce carburant, il n'y a aucun intérêt énergétique à le produire. Si le ratio est supérieur à 1(quantité d'énergie dégagée par 1 L de biocarburant / quantité d'énergie nécessaire à la production de 1 L de biocarburant), il y a un intérêt énergétique. Or le ratio est proche de 1.1 pour le bioéthanol issu du blé, et de 1.6 pour le bioéthanol à base de betterave sucrière.

Au niveau environnemental, il est certain que la production agricole des plantes nécessaires au bioéthanol peut entraîner des pollutions locales. Certains voyaient même dans les biocarburants une manière pour l'agriculture de produire toujours plus, et que donc cela entraînerait des pollutions chimiques importantes. Pourtant, la culture de ces plantes peut se faire dans des conditions non nuisibles pour l'environnement ; de plus, l'agriculture joue le rôle de gestionnaire de l'espace, et contribue à dynamiser les campagnes. Aussi, dans un contexte de politique agricole commune, les cultures de plantes destinées à la fabrication de bioéthanol est un moyen de valoriser des terres actuellement en jachère. On estime d'ailleurs, que si en France on incorporait 5% d'esters dans le gasoil et 5% de bioéthanol dans l'essence, il faudrait 250 000 Ha de plantes produisant du bioéthanol et 1 000 000 d'hectares de colza.

Conclusion de la partie :

Le fait que la combustion de l’éthanol émette du dioxyde de carbone (CO2) est compensé par l’absorption préalable de CO2 par les plantes qui le composent.

En roulant au bioéthanol, nous réduisons les renvois néfastes dans l’atmosphère, nous respirons donc mieux et contribuons également à diminuer considérablement le réchauffement climatique et autres effets dévastateurs de la pollution due aux carburants fossiles.