Biodiesel

Qu’est-ce que le biodiesel?

Le biodiesel est un substitut du carburant diesel utilisé pour les moteurs qui fonctionnent au diesel; il est fabriqué à partir de matières renouvelables comme :

  • de l’huile végétale : canola, caméline, soya, lin, médicinier, mahua, pongamia pinnata, moutarde, noix de coco, palme, chanvre et tournesol;
  • de l’huile de cuisson usée : graisse consistante ou graisses usées;
  • d’autres huiles : tallöl, poisson et algues;
  • des graisses animales : suif de bœuf ou de mouton, lard de porc ou graisse de volaille; et
  • possiblement des matières premières cellulosiques composées de biomasse agricole ou forestière.

Comment le biodiesel est-il produit?

La matière première subit un processus appelé la transestérification et consiste en des esters méthyliques d’acides gras (EMAG). La transestérification consiste en une réaction entre l’huile ou la graisse animale et un alcool et un catalyseur. La réaction chimique de la transestérification donne deux produits : du glycérol et un ester appelé biodiesel. Il n’est pas recommandé d’utiliser avec les moteurs au diesel de l’huile végétale brute ou des graisses animales qui n’ont pas subi un processus chimique/de raffinage et qui ne sont donc pas considérées comme du biodiesel.

Le biodiesel constitue un exemple courant de diesel renouvelable. Le diesel renouvelable produit par hydrogénation (DRPH) est un autre type de diesel renouvelable produit par l’hydrotraitement d’une graisse similaire ou d’une huile servant de matière première entrant dans la production de biodiesel. D’autres technologies de transformation de la biomasse en diesel renouvelable sont en développement.

Utilisation de la matière première dans la production de diesel renouvelable

Biodiesel : huile végétale, huile de cuisson usée, graisses animales, huile de poisson, huile d’algue

Diesel renouvelable produit par hydrogénation (DRPH) : huile végétale, huile de cuisson usée, graisses animales, huile de poisson, huile d’algue

Nouvelles technologies de carburants (Fisher-Tropsch, transformation de la biomasse en liquide) : Matière première cellulosique

Mélanges biodiesel

On combine le biodiesel au diesel afin de former un mélange. Ce mélange est composé de biodiesel pur, aussi appelé B100, mélangé à du diesel pétrolier selon diverses concentrations (Bn). La lettre n fait référence au pourcentage de biodiesel compris dans le mélange. Les mélanges courants sont :

Mélange Biodiesel pur (B100) Diesel pétrolier
B2 2 p. 100 98 p. 100
B5 5 p. 100 95 p. 100
B10 10 p. 100 90 p. 100
B20 20 p. 100 80 p. 100

Avantages

Environnementaux

Le biodiesel présente plusieurs avantages pour l’environnement :

  • Il est renouvelable : le biodiesel est produit à partir de ressources renouvelables.
  • Il est biodégradable : le biodiesel pur (B100) se décompose plus rapidement que le diesel pétrolier.
  • Il offre un potentiel de réutilisation des déchets : certains déchets, comme les graisses animales, peuvent être détournés des sites d’enfouissement.
  • Il permet de réduire les émissions de GES : comparativement au diesel, le biodiesel offre la possibilité de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) de plus de 80 p. 100 pendant son cycle de vie.
  • Il permet de réduire plusieurs émissions d’échappement : l’utilisation du biodiesel permet de réduire plusieurs émissions d’échappement, comme les matières particulaires, les hydrocarbures et le monoxyde de carbone qui sont rejetées de la plupart des moteurs modernes diesel ou à combustion interne (CI) à quatre temps1 malgré le fait que les mesures obtenues lors de certaines études ont indiqué une légère augmentation des émissions d’oxyde d’azote (NOx) lorsqu’on utilise du B100 plutôt que du diesel.
  • Il est moins toxique : un mélange de biodiesel serait moins toxique que le diesel pétrolier.

Économiques

Le biodiesel peut être produit localement au Canada et peut représenter pour les économies locales un nouveau marché pour les produits et les déchets agricoles (réduisant ainsi le coût de leur élimination pour l’industrie).

Les résidus agro-industriels comme les déchets des abattoirs, l’huile de cuisson usée des restaurants, l’huile vierge non comestible ou les excédents agricoles qui prenaient autrefois la direction des sites d’enfouissement deviennent un produit de base pour les entreprises de biodiesel.

À l’échelle nationale, l’ajout du biodiesel à l’ensemble des sources d’énergie favorisera de nouvelles occasions d’affaires, générera plus d’investissements, produira des emplois et fournira une nouvelle solution de remplacement en matière d’énergie.

Applications

On peut utiliser le biodiesel pour les moteurs au diesel dans plusieurs secteurs, y compris les véhicules routiers, le matériel mobile et les véhicules hors route, ainsi que le matériel fixe, mais il faut prendre certaines précautions.

Routier :

  • Parcs de véhicules
  • Camions lourds
  • Autobus scolaires
  • Autobus de transport en commun

Hors route :

  • Matériel agricole
  • Matériel de construction
  • Matériel d’exploitation forestière
  • Locomotives (trains)
  • Navires
  • Matériel d’exploitation minière

Fixe :

  • Génératrices (groupes électrogènes)
  • Appareils de chauffage

Sécurité et rendement

Ressources

Les renseignements fournis ci-dessous se trouvent dans le rapport final concernant les utilisateurs d’équipement diesel.

Légende :

  • B2 : 2 p. 100 de biodiesel mélangé à 98 p. 100 de diesel
  • B5 : 5 p. 100 de biodiesel mélangé à 95 p. 100 de diesel
  • B10 : 10 p. 100 de biodiesel mélangé à 90 p. 100 de diesel
  • B20 : 20 p. 100 de biodiesel mélangé à 80 p. 100 de diesel
  • B100 : 100 p. 100 de biodiesel, sans aucune teneur en diesel

Garantie

La plupart des fabricants de moteurs nord-américains acceptent désormais les mélanges de biodiesel jusqu’à la teneur B5. L’Engine Manufacturers Association a publié une déclaration technique indiquant que l’utilisation d’un mélange de biodiesel jusqu’à la teneur B5 ne devrait pas causer de problèmes pour le système d’alimentation ou le moteur. Comme le biodiesel fait l’objet d’essais et d’une utilisation plus étendus, les fabricants sont mieux placés pour appuyer l’utilisation d’une teneur plus élevée de biodiesel. Certains fabricants accordent une garantie pour les mélanges d’une teneur égale ou supérieure à B20, mais à des conditions bien précises.

Cependant, tout comme pour l’utilisation du diesel ordinaire, certains fabricants peuvent limiter la portée de leur garantie en précisant que les défectuosités dues à l’utilisation de tout carburant ne peuvent pas être attribuées à un défaut de fabrication. Par conséquent, le coût de la réparation dans ce cas (s’il y a lieu) ne serait pas couvert avec certaines garanties.

Il est recommandé de communiquer avec le fabricant de votre moteur ou avec votre concessionnaire, ou de consulter le guide d’utilisation de votre équipement afin d’avoir plus d’information sur la garantie, surtout si vous comptez utiliser des mélanges d’une teneur supérieure à B5.

Efficacité opérationnelle

En général, les projets de l’IDNDR permettent d’augmenter la confiance envers l’utilisation de carburants jusqu’à la teneur B5 pour les moteurs, selon les conditions dans lesquelles ont été réalisés les travaux, car aucune défaillance du moteur n’a été signalée.

Fonctionnement par temps froid

Tout comme le diesel pétrolier, le biodiesel peut former des cristaux par temps froid, lesquels peuvent bloquer le filtre. Les essais en laboratoire indiquent qu’un mélange de biodiesel forme des cristaux à une température plus élevée que le diesel pétrolier. L’expérience de fonctionnement par temps froid sur le terrain dépend de plusieurs facteurs, dont le type de matière première utilisée, car certains types de biodiesel forment des cristaux à des températures plus basses que d’autres selon la matière première utilisée et les caractéristiques du carburant.

Les solutions possibles pour éviter les problèmes de fonctionnement par temps froid sont semblables à celles qu’on utilise pour le diesel pétrolier, soit, entre autres, l’ajout d’additifs dans le carburant et l’utilisation d’un chauffe-moteur ou d’un dispositif de chauffage du filtre à carburant, ou encore l’entreposage des véhicules dans un bâtiment.

Plusieurs études, dont les projets de l’IDNDR, ont démontré qu’il est possible d’utiliser par temps froid des mélanges de biodiesel jusqu’à une certaine teneur peu élevée. Il est important que le fournisseur de carburant choisisse la bonne formule de biodiesel et que la teneur du mélange de carburant soit ajustée de manière à répondre aux spécifications de température recommandées par l’Office des normes générales du Canada pour l’utilisation en fonction de la saison et de la région. Si vous ne connaissez pas très bien cet aspect, il est recommandé de discuter de l’utilisation par temps froid avec votre fournisseur de carburant.

Pouvoir nettoyant

Le biodiesel agit comme un solvant doux et a un effet nettoyant. Il « élimine » les dépôts qui s’accumulent au fil du temps dans l’équipement et dans le réservoir de stockage de carburant, lesquels peuvent parfois bloquer le filtre, en particulier lorsqu’on commence à passer du diesel pétrolier aux mélanges de biodiesel. Toutefois, lorsqu’il est utilisé en faible concentration, comme la teneur B5, cela ne devrait pas entraîner de problèmes importants. Dans le cadre des projets de l’IDNDR, il n’est pas arrivé d’avoir des pannes de moteur dues au pouvoir nettoyant du carburant.

Lors de ses recherches, le National Renewable Energy Laboratory (NREL) des États‑Unis a constaté que le pouvoir nettoyant ne devrait pas être un problème avec les mélanges B5 et avec ceux d’une teneur moins élevée. Il est tout de même prudent d’avoir quelques filtres supplémentaires à portée de la main et de surveiller d’un peu plus près le risque de colmatage du filtre lorsqu’on commence à utiliser du biodiesel.

Compatibilité du matériel et équipement plus ancien

Les moteurs au diesel plus anciens n’ont pas nécessairement été conçus pour fonctionner avec les mélanges de biodiesel. Certaines pièces, comme les joints d’étanchéité, les joints statiques et les connecteurs faits de caoutchouc ou de métaux non compatibles, peuvent être endommagées si la teneur du mélange de biodiesel est élevée. Veuillez consulter le fabricant de votre moteur ou le guide d’utilisation de l’équipement (relatif à l’année de modèle en particulier de l’équipement) afin de déterminer quelle est la teneur maximale recommandée pour le mélange. De nos jours, la plupart des fabricants de moteurs acceptent l’utilisation de mélanges jusqu’à la teneur B5 sans annuler la garantie; toutefois, le mélange doit toujours répondre aux normes approuvées par l’industrie.

Le NREL a constaté qu’il n’y avait pas de problèmes importants de compatibilité du matériel avec le B20 (sauf si le mélange B20 avait été oxydé). Le NREL a constaté qu’avec les mélanges B20 ou d’une plus faible teneur, on minimise considérablement la plupart des problèmes associés à la compatibilité du matériel. Cette conclusion fournit de l’assurance supplémentaire quant aux effets minimes auxquels on peut s’attendre d’un mélange B5.

Dans le cadre des projets de l’IDNDR, l’année de modèle des véhicules allait de 1967 à 2010 (la plupart étant toutefois d’une année de modèle de 1994 ou plus récente), le fonctionnement avec un mélange B5 n’a pas entraîné un nombre important de pannes.

Il est recommandé de consulter votre concessionnaire ou le guide du véhicule, en particulier si vous comptez utiliser des mélanges de biodiesel d’une teneur supérieure au mélange B5 avec de l’équipement ancien.

Effets à long terme

Comme un nombre accru de motoristes acceptent le mélange B5, les projets de l’IDNDR n’ont pas examiné de façon générale les effets à long terme, comme l’usure, la compatibilité du matériel ou la longévité, et n’ont pas relevé de problèmes qui pourraient être attribués tout particulièrement à ces effets.

Matériel fixe ou de chauffage

Même si l’expérience d’utilisation du biodiesel comme combustible de chauffage au Canada est limitée, aucun effet nocif important lié à l’utilisation de mélanges de biodiesel à faible teneur pour les appareils de chauffage et les chaudières n’a été signalé lors des premiers essais. Le projet de l’IDNDR de La Compagnie Pétrolière Impériale a mis à l’essai des mélanges de biodiesel dans des appareils de chauffage de locaux. Les résultats ont indiqué que l’utilisation du biodiesel pour les appareils de chauffage ne devrait pas dépasser la teneur B10 afin d’être compatible avec les joints en place des pompes de carburant du matériel d’un modèle récent. Il est tout de même indiqué de communiquer avec le fabricant de votre appareil de chauffage, en particulier si vous comptez utiliser des mélanges d’une teneur en biodiesel supérieure à B10.

L’utilisation de mélanges B5 pour les génératrices dans les régions nordiques éloignées du Canada a été démontrée par temps chaud et par temps froid dans le projet de l’IDNDR de Manitoba Hydro et n’a pas entraîné de problèmes ou d’entretien supplémentaire nécessaire

Rendement

Puissance

Les moteurs fonctionnant au biodiesel offrent un couple et une puissance semblables aux moteurs fonctionnant au diesel.

Économie de carburant

Le contenu énergétique du biodiesel pur (B100) est environ 8 p. 100 inférieur à celui du diesel. Lorsqu’on diminue la teneur en biodiesel du mélange, la différence de contenu énergétique devient proportionnellement moins importante, les mélanges de teneur inférieure ou égale à B5 entraînant une différence de consommation de carburant par rapport au diesel qui est difficile à détecter.

Il est important de ne pas oublier que vos habitudes de conduite (notamment, le moment et l’endroit où vous conduisez, la fréquence et la vitesse de vos voyages et votre agressivité sur la route) ont une incidence importante sur la consommation et les coûts de carburant de votre véhicule. Des pratiques de conduite inefficaces peuvent entraîner une augmentation plus élevée de la consommation et des coûts de carburant que le passage du diesel pétrolier à un mélange de biodiesel B5.

Manipulation

Entreposage

Tous les carburants ont une durée de conservation limitée. Le stockage à long terme et le stockage accompagné de variations de température entraînent une détérioration du carburant. Même s’il est connu que le biodiesel a une durée de conservation plus courte que la plupart des diesels pétroliers, les normes en matière de carburant sont conçues de manière à assurer que tous les carburants procurent un rendement à long terme adéquat. L’ajout d’additifs adéquats devrait régler les problèmes d’entreposage à long terme.

Comme le diesel d’été risque de moins convenir à l’utilisation pendant l’hiver, il est conseillé d’épuiser ses réserves de carburant avant le changement de saison pour que le carburant reste adéquat selon la température.

Pour les mélanges à faible teneur de biodiesel, comme le B2 ou le B5, les utilisateurs finaux devraient pouvoir continuer à utiliser le contenu de leur réservoir actuel. Cependant, comme il a été indiqué ci-dessus, il est conseillé de garder des filtres supplémentaires à portée de main en raison du pouvoir nettoyant du biodiesel.

Sûreté

Le B100 est beaucoup moins inflammable que le diesel pétrolier, peut être entreposé à faible pression à la température ambiante et est plus sûr à manipuler et à transporter.

Recherche

Projets/études de l’Initiative de démonstration nationale sur le diesel renouvelable

Cinétique de la formation de particules saturées à base de monoglycéride [MGS] dans des mélanges de biodiesel et de diesel pétrolier; en anglais seulement, Collège militaire royal du Canada, 2010.

Secteur : Divers

Portée :

  • Cinétique de la formation de particules à base de MGS à diverses températures à partir du point de trouble par la surveillance des sédiments dans le carburant en fonction du temps; la composition chimique des sédiments a été établie et comparée au carburant de base.

Projet d’ infrastructure pour l’initiative de démonstration nationale sur le diesel renouvelable  (PDF, 972 Ko), EcoRessources, 2010.

Secteur : Industrie pétrolière

Portée :

  • Étude afin d’examiner l’état de préparation de l’infrastructure en vue de l’ajout d’une concentration moyenne de 2 p. 100 de diesel renouvelable dans le diesel et le mazout au Canada en 2011.

Autres recherches

Rapport final (PDF, 5,7 Mo), Alberta Renewable Diesel Demonstration, 2009.

Secteur : Véhicules routiers

Portée :

  • Rendement opérationnel par temps froid des camions lourds, des autobus scolaires et des parcs de véhicules lourds industriels.
  • Expérience avec l’infrastructure de mélange.

Étude sur la caractérisation du diesel renouvelable, en anglais seulement, (PDF, 3,5 Mo), Climate Change Central, 2008.

Secteur : Divers

Portée :

  • Caractérisation de l’applicabilité des mélanges de biodiesel par temps froid.
  • Essais de mélanges de diesel renouvelable produits à partir de diverses matières premières.
  • Matières premières et les mélanges de carburant renouvelable les plus prometteurs par temps froid.

Recherche et projet de démonstration sur le biodiesel; en anglais seulement, (PDF, 1,3 Mo), Washington State Ferries, 2009.

Secteur : Navires non routiers

Portée :

  • Essais pour les spécifications actuelles du combustible pour les mélanges de biodiesel.
  • Élaboration de directives sur la manipulation des produits contenant du biodiesel en vue de l’utilisation dans un environnement maritime.
  • Démonstration de l’utilisation réussie du biodiesel pour les applications maritimes dans le nord-ouest du Pacifique.

Évaluation de l’infrastructure de distribution du biodiesel au Canada (PDF, 3,1 Mo), Ressources naturelles Canada, 2007.

Secteur : Industrie du carburant

Portée :

  • Défis et obstacles que présente l’infrastructure relatifs à la distribution de mélanges de biodiesel.

Démonstration et évaluation du biodiesel à la Société de transport de Montréal (STM) (PDF, 150 Ko), Projet Biobus de Montréal, 2003.

Secteur : Véhicules routiers

Portée :

  • Essais de l’utilisation de biodiesel comme source d’alimentation pour le transport en commun.
  • Évaluation de la viabilité du carburant dans le cadre de l’exploitation régulière d’un parc d’autobus, en particulier par temps froid.
  • Mesure des répercussions environnementales et économiques du biodiesel.

Démonstration et évaluation du biodiesel pour les bateaux de croisière du Vieux-Port de Montréal et du Lieu historique national du Canada du Canal-de-Lachine (PDF, 3,1 Mo), BioMER, 2005.

Secteur : Navires non routiers

Portée :

  • Essais de l’utilisation du B100 comme carburant de remplacement pour les bateaux de croisières de tailles variées.
  • Évaluation de la viabilité économique et des avantages du biodiesel pour les activités régulières dans cette industrie.
  • Mesure des répercussions environnementales.

Le biodiesel prend le large! (PDF, 1,5 Mo), BioShip, 2006.

Secteur : Navires non routiers

Portée :

  • Efficacité opérationnelle et émissions des génératrices de navires fonctionnant au biodiesel.

Effet des impuretés du biodiesel sur la filtrabilité et la séparation de phase du biodiesel et de ses mélanges; en anglais seulement, (PDF, 480 Ko), Flint Hills Resources, 2007.

Secteur : Divers

Portée :

  • Évaluation des impuretés du biodiesel et de la filtrabilité et de la séparation de phase du biodiesel et de ses mélanges.

Directives pour la manipulation et les mélanges d’EMAG; en anglais seulement, (PDF, 365 Ko), Organisation européenne des compagnies pétrolières pour l’environnement, la santé et la sécurité (CONCAWE), 2009.

Secteur : Divers

Portée :

  • Essais de mélanges de biodiesel B20 sur des véhicules routiers sur leur trajet habituel, d’août 2005 à août 2006.

Publications

Les bases du biodiesel; en anglais seulement (PDF, 509 Ko), Département de l’Énergie des États‑Unis, 2011.

Portée : Renseignements généraux sur le biodiesel.

Guide sur le mélange du biodiesel; en anglais seulement, (PDF, 248 Ko), British Columbia Transit, 2008.

Portée : Guide pour effectuer des achats et des mélanges de biodiesel.

Réglementation et programmes gouvernementaux

Réglementation du gouvernement fédéral

Le Règlement sur les carburants renouvelables, publié le 1er septembre 2010 dans la Gazette du Canada, Partie II, exige qu’à compter du 15 décembre 2010 l’essence comprenne en moyenne 5 p. 100 de carburant renouvelable. Le règlement a été modifié en 2011 afin d’exiger une teneur moyenne de 2 p. 100 de combustible renouvelable dans le carburant diesel et le mazout de chauffage. Pour de plus amples renseignements sur le Règlement sur les carburants renouvelables, veuillez visiter le site d’Environnement Canada.

Programmes du gouvernement fédéral

Initiative de démonstration nationale sur le diesel renouvelable (IDNDR)
L’IDNDR a été lancée en décembre 2008 en vue de répondre aux questions de l’industrie et des utilisateurs finaux sur l’utilisation de diesel renouvelable en démontrant son efficacité dans les conditions canadiennes en vue du projet de règlement sur les carburants renouvelables. Le rapport final de l’IDNDR a été remis à l’organisme de réglementation à l’appui de l’élaboration et de la mise en œuvre de la réglementation prévue.

écoÉNERGIE pour les biocarburants
Dans le cadre de l’initiative écoÉNERGIE pour les biocarburants, on investit jusqu’à 1,5 milliard de dollars sur neuf ans afin d’accroître la production canadienne de biocarburants. L’initiative verse des incitatifs financiers à l’exploitation aux producteurs de solutions de remplacement pour l’essence et le diesel en fonction des niveaux de production et des conditions du marché. On rend ainsi plus intéressants les investissements dans les installations de production en compensant en partie les risques associés à la fluctuation du prix du carburant et des matières premières.

Fonds des biocarburants de la prochaine génération
Lors du budget de 2007, 500 millions de dollars ont été mis à la disposition de Technologies du développement durable Canada (TDDC) en vue d’investir avec le secteur privé dans la mise en place d’installations de démonstration à grande échelle pour la production de biocarburants de la prochaine génération.

Liens