Soutenance mémoire
La pollution atmosphérique est l’une des principales préoccupations de notre époque. En effet, elle constitue un problème majeur pour notre planète, puisqu’elle est la cause de nombreux impacts sur l’environnement, comme le réchauffement climatique, entraînant la fonte des glaciers. Notre santé est également atteinte par cette pollution qui provoque de nombreuses allergies et maladies graves. En vue de remédier à ce problème planétaire, les gouvernements commencent enfin à prendre certaines mesures. Ainsi, en 1997, 172 pays du monde ont ratifié le protocole de Kyoto, et de nombreux autres pays par la suite, visant à réduire tous rejets polluants. Ils leur semblent donc primordial de trouver une solution efficace afin de lutter contre cette pollution. De nos jours, différents types d’énergies renouvelables existent déjà, et aident à résoudre en partie ce problème. Mais les transports sont toujours responsables d’un quart des émissions de CO2, essentiellement dues à l’utilisation de pétrole. En effet, cette dépendance est considérable puisque les transports représentent près de la moitié de la consommation mondiale de pétrole. Celle-ci est en constante augmentation et atteint aujourd’hui plus de 30 milliards de barils par an (c’est-à-dire 13 milliards de litres par jour). Afin de diminuer cette dépendance, de nouveaux transports écologiques sont encouragés comme les voitures roulant aux biocarburants.
Présentation du contexte de ce mémoire
Total dans le monde
Spécialisé dans l’industrie pétrolière et gazière, le groupe Total fait partie des premières compagnies mondiales dans son secteur avec un chiffre d’affaire pour le premier semestre 2015 s’élevant à plus de 87 000 millions de dollars. Aujourd’hui, Total est présent dans plus de 130 pays et compte plus de 97 000 employés. Le groupe se positionne en tant que quatorzième entreprise mondiale, sixième européenne et première française. Le groupe est dirigé par Patrick Pouyanné (Président du conseil d’administration).
Historique de la plateforme de la Mède
Depuis son ouverture en 1935, la plateforme de La Mède a connu 6 périodes marquantes au cours de son évolution. La première grande période que l’on identifie se situe entre 1935 et 1939 et concerne le démarrage de la raffinerie lorsque, dans les années 30, la Compagnie Française de Pétrole décide de s’implanter à proximité du dépôt d’hydrocarbure de l’Union des Pétroles de Martigues. Puis vient la guerre de 1939 à 1945 où le site a été bombardé dès 1940 et où il a dû fonctionner avec des effectifs réduits. A la fin de la guerre, l’activité de la raffinerie progresse, cette période, allant de 1946 à 1948 voit la production dépasser les 1 300 000 tonnes de pétrole brut traitées par an. Cependant, la réelle période de croissance intervient entre 1949 et 1978 puisque la raffinerie augmente sa capacité de production en investissant dans des infrastructures telles que les distilleries par exemple. Cette croissance permet à la raffinerie de ne subir aucunes conséquences immédiates du premier choc pétrolier et de fonctionner à sa capacité maximale jusqu’en 1979 où le contrecoup des chocs pétroliers se fait sentir. Jusqu’en 1985, la production de la raffinerie baisse énormément (3 850 000 tonnes de brut traitées en 1984 contre 10 500 000 en 1968). Afin d’augmenter la valorisation des produits et de réduire les coûts de production, la raffinerie investit afin de se moderniser.
La plateforme aujourd’hui
La plateforme de La mède s’étend sur 250 hectares et compte 15 unités pétrolières. Ces 15 unités sont réparties entre deux secteurs, Est et Ouest (délimités par la route qui traverse la raffinerie et la coupe en deux parties). En plus des unités, deux autres secteurs sont également délimités, le secteur énergie/mouvement (traitement des eaux, transfert, stockage de produit), le secteur expéditions (poste de chargement wagon et camion-citerne). Enfin, un dernier secteur hors de la plateforme, situé à Lavéra, est dédié aux importations et exportations par voie maritime et au stockage des produits importés et exportés. Afin d’assurer son activité sept jours sur sept et vingt-quatre heures sur vingt-quatre, le site compte autour de 500 employés dont environ 300 composent les équipes de quart. Les employés sont répartis en six départements à travers lesquels sont répartis trente-et-un services. En plus des employés Total, le site accueille chaque année plus de 1 500 personnes issues d’entreprises extérieures afin qu’ils puissent fournir des prestations indispensables au bon déroulement de l’activité (entretien des locaux, des machines, divers travaux…). Aujourd’hui, la plateforme de La Mède se trouve dans un tournant de son histoire puisqu’elle est en phase de reconversion afin de devenir une bio-raffinerie spécialisée dans la production de biocarburant. Ce changement m’a amené à me poser des questions et explique donc le thème et la problématique de ce mémoire.
Les procédés de fabrication des biocarburants
Il paraît nécessaire d’expliquer tout d’abord ce qu’est un gaz à effet de serre. Les gaz à effet de serre (GES) sont des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre et contribuent à l’effet de serre. L’augmentation de leur concentration dans l’atmosphère terrestre est l’un des facteurs d’impact à l’origine du récent réchauffement climatique.
Hormis la vapeur d’eau, qui est évacuée en quelques jours, les gaz à effet de serre mettent très longtemps à s’éliminer de l’atmosphère. Étant donné la complexité du système atmosphérique, il est difficile de préciser la durée exacte de leur séjour. Ils peuvent être évacués de plusieurs manières :
● par une réaction chimique intervenant dans l’atmosphère : le méthane, par exemple, réagit avec les radicaux hydroxyles naturellement présents dans l’atmosphère pour créer du CO2.
● par une réaction chimique intervenant à l’interface entre l’atmosphère et la surface du globe : le CO2 est réduit par photosynthèse par les végétaux ou est dissous dans les océans pour former des ions bicarbonate et carbonate (le CO2 est chimiquement stable dans l’atmosphère).
● par des rayonnements : par exemple, les rayonnements électromagnétiques émis par le soleil et les rayonnements cosmiques « brisent » les molécules dans les couches supérieures de l’atmosphère. Une partie des hydrocarbures halogénés disparaissent de cette manière (ils sont généralement chimiquement inertes, donc stables lorsque introduits et mélangés dans l’atmosphère).
L’émission qui nous intéresse ici est celle du dioxyde de carbone. C’est un gaz incolore et inodore. Le dioxyde de carbone (CO2) est induit principalement par la combustion des combustibles composés de carbones, qu’ils soient d’origine fossile ou d’origine biomasse dans les secteurs résidentiels et tertiaires, transports et industriels. En France, cette combustion représente environ 95% des émissions totales hors Utilisation des Terres, Changement d’affectation des Terres et Foresterie (UTCATF). Il est aussi émis naturellement par la respiration des êtres vivants, les feux de forêts et les éruptions volcaniques. Une partie de ces émissions est absorbée par des réservoirs naturels ou artificiels appelés « puits », constitués principalement des océans, des forêts et des sols. Il est également le GES le plus émis dans l’atmosphère.
Contexte réglementaire
Le protocole de Kyoto
Tout a commencé en 1997 lorsque plusieurs pays ont décidé de signer le protocole de Kyoto. Le protocole de Kyoto est un accord international visant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et qui vient s’ajouter à la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques dont les pays participants se rencontrent une fois par an depuis 1995. Signé le 11 décembre 1997 lors de la 3 e Conférence des parties à la convention (COP3) à Kyoto, au Japon, il est entré en vigueur le 16 février 2005, c’est-à-dire, « au quatre-vingt dixième jour après la date à laquelle au moins 55 Parties à la Convention, incluant les Parties Annexe I qui comptaient en 1990 un total d’au moins 55 % des émissions de CO2 de ce groupe, avaient déposé leurs instruments de ratification, d’acceptation, d’approbation ou d’accession ».
Ce protocole visait à réduire, entre 2008 et 2012, d’au moins 5 % par rapport au niveau de 1990 les émissions de six gaz à effet de serre :
– le gaz carbonique ou dioxyde de carbone (CO2) provenant essentiellement de la combustion des énergies fossiles et de la déforestation (ayant pour conséquence une diminution des « puits »),
– le méthane (CH4) qui a pour origine principale l’élevage des ruminants, la culture du riz, les décharges d’ordures ménagères, les exploitations pétrolières et gazières,
– les halocarbures (HFC et PFC) sont les gaz réfrigérants utilisés dans les systèmes de climatisation et la production de froid, les gaz propulseurs des aérosols,
– le protoxyde d’azote ou oxyde nitreux (N2O) provient de l’utilisation des engrais azotés et de certains procédés chimiques,
– l’hexafluorure de soufre (SF6) utilisé par exemple dans les transformateurs électriques.
La directive du 8 mai 2003 : 2003/30/CE
Article premier
« La présente directive vise à promouvoir l’utilisation de biocarburants ou d’autres carburants renouvelables pour remplacer le gazole ou l’essence à des fins de transport dans chaque État membre, en vue de contribuer à la réalisation d’objectifs consistant notamment à respecter les engagements en matière de changement climatique, à assurer une sécurité d’approvisionnement respectueuse de l’environnement et à promouvoir les sources d’énergie renouvelables. » .
Cette directive donnait pour objectifs aux états membres de l’Union Européenne d’incorporer l’équivalent de 2 % du Potentiel Calorifique Inférieur (PCI) du combustible (diesel ou essence) en biocarburant avec pour date limite le 31 décembre 2005 au plus tard. Elle donnait comme autre valeur de référence 5,75 % du PCI du combustible en biocarburant avec pour date limite le 31 décembre 2010 au plus tard.
La directive du 23 avril 2009 : 2009/28/CE
La directive européenne 2009/28/CE fixe un objectif d’intégration des sources renouvelables dans le secteur des transports d’au moins 10 % du PCI du combustible en biocarburant pour chaque État membre d’ici 2020. Cette directive établit également des critères de durabilité pour les biocarburants (dans les articles 17 à 19), en accord avec l’objectif de réduction des gaz à effet de serre, de préserver les terres présentant une grande valeur sur le plan de la biodiversité. Parmi les critères fixés, les biocarburants doivent émettre au moins 35% de moins de gaz à effet de serre que les carburants traditionnels pour être considérés comme « durables ».
On résumera donc en disant que la réglementation européenne impose aux producteurs de carburant d’incorporer 5,75 % du PCI du carburant en matière végétale en 2010 et imposera 10 % du PCI en 2020. On précisera cependant, que la NF EN 590 (la norme carburant automobile gazole) n’autorise qu’une incorporation de 7 % de volume d’EMHV maximum dans le gazole fossile, mais aussi que la NF EN 228 (la norme carburant automobile essence) n’autorise qu’une incorporation de 10 % de volume d’éthanol maximum dans l’essence fossile. Les producteurs de carburant doivent donc atteindre les chiffres minimum de la réglementation européenne tout en prenant en compte les chiffres maximum des normes françaises.
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Table des matières
Introduction
I. Présentation du contexte de ce mémoire
1. Total dans le monde
2. Historique de la plateforme de la Mède
3. La plateforme aujourd’hui
II. Les procédés de fabrication des biocarburants
1. Contexte réglementaire
a. Le protocole de Kyoto
b. La directive du 8 mai 2003 : 2003/30/CE
c. La directive du 23 avril 2009 : 2009/28/CE
2. Procédé de fabrication de la bio-essence de première génération
a. L’essence
b. La voie éthanol
c. Comparaison essence brute / éthanol / bio-essence
3. Procédé de fabrication du bio-gazole de première génération
a. Le gazole
b. Les Esters Méthyliques d’Huiles Végétales
c. Les Huiles Végétales Hydro-traitées
d. Comparaison diesel brut / EMHV / bio-gazole
III. L’impact environnemental
1. Les étapes de production de carburant et biocarburant et leur émission en CO2
a. Carburant brut
b. Biocarburant
2. Comparaison des impacts environnementaux
IV. Les risques induits par les biocarburants
1. Le risque incendie/explosion
2. Le risque chimique : agent CMR
V. L’impact économique
VI. Les biocarburants de demain
1. Les biocarburants de 2ème génération
a. La filière essence
b. La filière gazole
2. Impact environnemental des biocarburants de 2ème génération
3. Les biocarburants de 3ème génération : les micro-algues
Conclusion
Bibliographie
