Energies complémentaires

Pour Total, la valorisation de la biomasse à plus large échelle se devra de satisfaire à quatre conditions d'acceptabilité :

• pas de compétition directe avec l'alimentation,
• un gain réel en émissions de gaz à effet de serre évitées sur tout le cycle de vie "du champ à la roue",
• des pratiques de culture et d'exploitation conformes à l'éthique du Groupe,
• et un certain niveau de rentabilité.

Afin de remplir ces conditions, le Groupe a élargi ses efforts de R&D aux procédés permettant de valoriser également la partie non alimentaire de la plante. Par contraste avec les procédés de première génération, qui utilisent exclusivement les molécules énergétiques facilement mobilisables que sont les sucres de stockages et les huiles, ces procédés dits « de seconde génération » visent à transformer les sucres de structure de la plantes (cellulose et hémicelluloses, qui constituent avec la lignine la « fraction lignocellulosique » des plantes). Ces sucres complexes, présents dans les tiges, la paille, le bois... sont nettement plus résistants à la "dégradation" et plus complexes à convertir en énergie. La R&D sera donc déterminante pour lever les verrous technologiques qui nous séparent d'une valorisation efficace et durable de la plante entière.

En aval de la dégradation de la lignocellulose, le Groupe explore plusieurs familles de procédés de transformation de la biomasse ou de molécules de stockage d'énergie issues de la biomasse, tels les sucres ou les lipides. Suivant le degré de maturité des technologies en jeu, les efforts vont de la R&D exploratoire à la réalisation de pilotes ou à l'amélioration de procédés déjà maîtrisés.

Les procédés oléochimiques (hydrotraitement d'huiles végétales et de graisses animales) permettent de fabriquer du biogazole de qualité au moins égale à celle des diesels issus des ressources fossiles.

Les procédés thermochimiques (via une transformation en gaz de synthèse) s'appliquent également au gaz ou au charbon.

Enfin, les procédés biochimiques mettent à profit la chimie du vivant (enzymes, microorganismes dédiés) pour réaliser efficacement des transformations complexes, parfois hors de portée de la chimie classique.

Les biocarburants de première génération, éthanol et EMHV, résultent déjà de procédés thermochimiques ou biochimiques. L'enjeu de la R&D est d'une part la mise au point de voies plus efficaces, ayant un meilleur rendement énergétique, mais également le développement de voies nouvelles menant à des produits à plus haute valeur ajoutée que les biocarburants 1G. Ces voies sont aujourd'hui susceptibles de conduire à une grande variété de produits : molécules de bases pour la chimie, électricité, autres vecteurs énergétiques tels que le méthanol, le DME (Diméthyl éther), l'hydrogène, alcools lourds, voire directement des hydrocarbures.

Afin d'identifier les facteurs-clés de succès dans ces nouveaux métiers, où nombre d'incertitudes demeurent, le Groupe a également noué des partenariats avec des entreprises spécialisées dans les bioénergies et prend part à différents programmes français, européens et internationaux sur ce thème. Il s'est engagé, en collaboration avec l'Agence Nationale de la Recherche (France), dans l'analyse comparée d'une vingtaine de filières possibles en termes de ressources et de technologies de conversion. Il participe, aux cotés d'Axens, Diester et Renault, au fonds Enerbio consacré au financement de projets dans ce domaine

Prolongeant cet effort accru en recherche appliquée, Total opère ou contribue au lancement de premières unités pilotes pré-industrielles.

Ces différentes options de transformation thermochimique sont aujourd'hui fréquemment regroupées par les technologues sous l'appellation « X to Y », pour caractériser tant la diversité des matières premières que celle des débouchés potentiels.

Etudier, sélectionner et optimiser les options les plus pertinentes

Dans le domaine des procédés thermochimiques, Total pilote ou participe à plusieurs programmes qui font appel aux compétences de plusieurs branches (Raffinage & Marketing, Gaz & Energies nouvelles, Chimie mais aussi Exploration & Production sur le volet captage-stockage de CO₂) et aux experts de sa direction scientifique.

Les cibles ? Identifier les meilleures ressources et techniques de conversion associées ; optimiser les bilans d'ensemble pour passer au stade industriel.

En 2008, le Groupe a également rejoint le consortium européen qui teste en Suède la production de bio-DME carburant à partir de "liqueur noire", un résidu de l'industrie papetière.

Total s'est associé au projet Futurol, projet qui doit aboutir à la validation industrielle de la production de biocarburants à partir de biomasse lignocellulosique par un procédé biologique comprenant une hydrolyse enzymatique suivi d'une fermentation alcoolique. Extraction de la cellulose, sélection des enzymes et des levures, mise au point des procédés les mieux adaptés à une matière végétale diversifiée : ce programme d'une durée de huit ans est conçu pour respecter une logique de développement durable tout au long de la filière. Son objectif global est de produire du bioéthanol 2G à un prix compétitif, avec les meilleurs bilans possibles, en consommation d'énergie et en émissions de CO₂, sur l'ensemble de la chaîne.

Toujours dans le but de préparer le futur énergétique et de trouver des voies de substitution efficaces au pétrole, Total investit plus en amont encore de son métier d'industriel. Ainsi, le Groupe construit ses compétences dans le domaine des biotechnologies, et développe de véritables collaborations R&D avec des laboratoires de recherche académiques. Les objectifs: comprendre puis lever les verrous biotechnologiques limitant l'efficacité et donc la faisabilité de nombreux procédés. Sur ce principe, la collaboration entre le Groupe et les chercheurs des laboratoires du CNRS à Marseille et de l'INSA à Toulouse (France) vise à construire un micro-organisme producteur d'alcools, capable de dégrader directement la ligno-cellulose. L'obtention d'un tel organisme permettrait de limiter les étapes de production de biomolécules à partir de biomasse, diminuant d'autant le coût énergétique et de production du procédé.