etat actuel des agro-ressources

76 Pages·2010·2.22 MB·French

ETAT ACTUEL DES AGRO-RESSOURCES
15802 10/05/2010
Commande n° Du
Commandé par : DIRECCTE REGION : LIMOUSIN
Type de prestation : A3
Marchén°0600844–lot1- Réalisationdeprestationsd’expertiseetd’assistance
Page 2/75 09/12/2010
SOMMAIRE
PREAMBULE.....................................................................................................................................3
CONTEXTEETOBJECTIFDEL’ETUDE............................................................................................4
1. La demande.............................................................................................................................4
2. Champ de l’étude.....................................................................................................................5
2.1. Agro-matériaux..................................................................................................................5
2.2. Biomolécules.....................................................................................................................5
2.3. Bioénergies........................................................................................................................5
3. Méthodologie proposée............................................................................................................6
3.1. Etatdes lieuxdes agro-ressourcesauplannational...........................................................6
3.2. Identificationde l’étatactueldes agro-ressourcesenLimousin...........................................6
3.3. Réalisationd’une analyseSWOT.......................................................................................6
ÉTATDESLIEUXDELAVALORISATIONDESAGRO-RESSOURCESENFRANCE.......................7
1. Lesatouts desagro-ressourcesenmatière de développementdurable....................................8
1.1. Lecaractère renouvelable des agro-ressources.................................................................8
1.2. La diversificationrentable desactivités...............................................................................8
1.3. L’impact positif en termes de création et de préservation d’emplois dans les territoires
ruraux8
2. Étatdes lieuxdes différentesfilièresde valorisationdes agro-ressources.................................9
2.1. Lesbiocarburants..............................................................................................................9
2.2. Biomasse énergie (dontbois)...........................................................................................15
2.3. Biomolécules...................................................................................................................21
2.4. Biopolymères etbiocomposites........................................................................................26
2.5. Boismatériaux,fibres etcomposites................................................................................31
ÉTATACTUEL DESAGRO-RESSOURCESENLIMOUSIN.............................................................35
1. Analyse desfilièresde valorisationdesagro-ressources enLimousin.....................................36
1.1. Le Limousin,une régionverteavec desatouts àvaloriser................................................36
1.2. Lavalorisationénergétique de la biomasse......................................................................38
1.3. Lavalorisationde la biomasse enbiocarburants...............................................................40
1.4. Chimie duvégétal:valorisationdes biomolécules............................................................41
1.5. Valorisationde la biomasseenagro-matériaux................................................................43
1.6. Valorisationde la biomasseenbioplastiques etbiocomposites.........................................46
2. Hiérarchisationdes domaines clés pourle Limousin...............................................................47
3. Recommandations etpistes d’actions.....................................................................................48
3.1. Favoriserla mobilisationde la biomasse..........................................................................48
3.2. Développerla biomasseénergie......................................................................................48
3.3. Faciliterl’émergence desagro-matériaux.........................................................................48
3.4. Se doterd’une stratégieconcernantlachimie duvégétal.................................................49
3.5. Suivre l‘émergence des bioplastiques...............................................................................49
ANNEXES........................................................................................................................................50
Page 3/75 09/12/2010
PREAMBULE
Cette étude n’est pas un document technique. Il s’agit d’une analyse géo-sectorielle destinée
à évaluer les potentiels et les enjeux de la valorisation des agro-ressources en Limousin. S’appuyant
sur les dernières sources disponibles (Draaf, Chambre régionale d’Agriculture, Ademe, Insee…), ce
travailaétéconduitsurla base d’entretiensavec des experts etdeschefs d’entreprisesdusecteur.
Page 4/75 09/12/2010
CONTEXTE ET OBJECTIF DE L’ETUDE
La tenue du Grenelle de l’environnement a marqué une rupture : d’une contrainte perçue comme
pesantsurl’économie,la protectionde l’environnementestdevenue une opportunité d’investissement
génératrice decroissanceetd’emplois.
Ainsi, pour faire face au changement climatique et à l’épuisement progressif des ressources fossiles,
les engagements duGrenelle de l’environnementontorienté lesinvestissements de la Francevers les
filières qui permettent de lutter contre le changement climatique en réduisant les émissions de gaz à
effet de serre par une moindre consommation d’énergie ou par le développement de sources
d’énergie décarbonées.
Cette dynamique a été reprise lors des États généraux de l’industrie (EGI) en Limousin. En effet, ils
ont mis en avant la nécessité de constituer de véritables «écosystèmes » autour de filières vertes
porteusesd’avenircomme la laine,la chimie verte ouencorela rénovationdes bâtiments.
Dans ce cadre, la DIRECCTE Limousin a souhaité identifier les filières clés dans le domaine de la
valorisation des agro-ressources, matières premières renouvelables capables de substituer la plupart
des produits issus dupétrole.
1. La demande
1. Définition des agro-ressources et état des lieux au plan national : périmètre, domaines
concernés,acteurs majeurs auplan national,marché.
Place des agro-ressources par rapport au Grenelle de l’environnement et aux Etat généraux de
l’industrie (EGI).
2. Identification de l’état actuel des agro-ressources en Limousin : nature de la ressource,
acteurs concernés,perspectives de développement.
3. Elaborationdespremières pistes d’action.
Page 5/75 09/12/2010
2. Champ de l’étude
Les agro-ressources sont définies stricto-sensu comme la valorisation non alimentaire des produits
agricoles. Plus généralement, cette définition peut-être étendue à l’utilisation de toutes matières
premières végétales.
Lesagro-ressourcessontaujourd’hui principalementvalorisées dans trois grands domaines :lesagro-
matériaux,les biomolécules etles bioénergies.
2.1. Agro-matériaux
Biopolymères : polymères issus de ressources végétales renouvelables tels que l’amidon ou des
dérivés de glucose. Les biopolymères sont utilisés notamment pour la fabrication d’emballage
ménageretindustrieletdesacs poubelles.
Matériaux composites : assemblage d’au moins deux matériaux dont l’un, au minimum, est issu de
matière première végétale. Voici quelques exemples de matériau composite : panneaux,
contreplaqué,plastique renforcé,etc.
Fibres : formations élémentaires végétales se présentant généralement sous forme de faisceaux.
Quelques exemples connus de fibres principales sontle chanvre,le lin,le coton,etc.
Bois : produits issus de la matière première bois (fibres, cellulose,…), par exemple les panneaux,
contreplaqués,composites…
2.2.Biomolécules
Intermédiaires chimiques : éléments de base obtenus par des procédés de physicochimie classique,
de fermentations etde conversions enzymatiques à partir de la biomasse. Ceux-ci servant de base à
la formationde molécules plus complexes.
Biotensioactifs :tensioactifs (molécules dont les propriétés principales sont leurs pouvoirs mouillants,
solubilisant,détergentetémulsionnant)produits à partirdevégétaux.
Biosolvants : solvants (liquides ayant la propriété de dissoudre, de diluer) d’origine végétale. Ils
trouvent des applications au sein de trois segments de marchés : le secteur du nettoyage, celui des
huiles etdes mouillants phytosanitairesetles biofluxants.
Bioadhésifs:colles etautres adhésifsproduits à partirde matièrepremière d’originevégétale.
Biolubrifiants :huiles d’origine végétale,mélangées ounonà des huiles minérales.
2.3.Bioénergies
Biocarburants : représentent tout combustible liquide ou gazeux utilisé pour le transport et produit à
partir de la biomasse (ensemble de la matière organique d'origine végétale ou animale). Ils sont
composés des biocarburants de première génération (bioéthanol,..) de deuxième génération (BTL,..)
etde troisième génération(à partird’algues).
Biocombustibles : rassemblent les combustibles solides d'origine végétale qui permettent la
productiond'énergie (chaleurou/etélectricité).Ondistingue les biocombustibles d'origine agricole des
biocombustibles d’origine forestière.
Page 6/75 09/12/2010
3. Méthodologie proposée
Pour répondre à la demande de la Direccte et aboutir à la formulation de recommandations, deux
phases complémentaires ont été réalisées : collecter les données territoriales et nationales avant
d’identifierles secteursà potentieldans la régionduLimousin.
3.1.Etatdes lieux desagro-ressources auplannational
La première phase, réalisée entre juillet et août 2010, consiste à recueillir les informations sur les
différentes filières de valorisation des agro-ressources à l’échelle nationale et leur environnement.
Pour ce faire, l’Adit a mis en œuvre les moyens habituels : recherche sur Internet, animation du
réseaude correspondants etprise decontactavec des expertsdusecteur.
Ces données recueillies ont permis de réaliser une synthèse : définition du périmètre des domaines
technologiques concernés avec les principales applications, les débouchés et les indications de
marché ainsi que l’identificationdesacteurs etprojetsmajeurs.
3.2.Identificationde l’étatactueldesagro-ressourcesenLimousin
Dans une seconde approche,unétatdes lieuxdes ressources disponibles dans la région,leur nature,
ainsi que les acteurs locauxconcernés (entreprises,laboratoires,centre de transferttechnologique…)
a été réalisé. Cette étape a consisté, notamment, à recueillir les informations territoriales remontées
par les différents experts, que ce soit des membres des services de l’État en région (Direccte, Dreal,
Draaf),les chambres consulaires (Chambre régionale d’agriculture),les universités etlaboratoires,ou
encore leschefs d’entreprisesconcernés (oupotentiellementconcernées).
3.3.Réalisationd’uneanalyse SWOT
Les deux précédentes étapes ont été compilées dans une analyse SWOTdans le but d’identifier les
forces, faiblesses, opportunités et menaces de la valorisation des agro-ressources en Limousin. Elle
permetd’identifierdes filières-clés pourlesquelles des recommandations ontété formulées.
Page 7/75 09/12/2010
ÉTAT DES LIEUX DE LA VALORISATION DES AGRO-RESSOURCES
EN FRANCE
Les plantes sont constituées, dans leur extrême richesse et diversité, de molécules aux structures
complexes,dontles fonctionnalités répondent,lorsqu’elles sontvalorisées,auxdifférents besoins.Au-
delà de leur utilisation alimentaire, le végétal a également toujours répondu à d’autres besoins
humains essentiels, en offrant les matériaux nécessaires à son habitat (bois, paille), ou à sa santé
(plantes médicinales), ou bien encore les fibres textiles naturelles (lin, chanvre, coton, jute), aux
multiples usages (habillement,linge de maison).
Les ressources végétales présentent, en outre, l’avantage, à la différence des ressources fossiles et
minérales, d’être renouvelables et d’être très largement présentes dans leur diversité sur l’ensemble
des terresmisesenculture ouoccupées parla forêt.
Les agro-ressources, valorisées non-alimentairement, sont des matières premières renouvelables
permettant de fabriquer et de substituer la plupart des produits issus du pétrole. Leur utilisation
contribue également à réduire les émissions de gaz à effet de serre par stockage ou réduction des
émissions de CO2 atmosphérique, et à améliorer l’éco-compatibilité et l’innocuité des produits tant
dans les applications énergétiques que chimiques. De plus, leur production estcréatrice d’emplois et
de valeurajoutéesurles territoires,notammentdans l’agriculture etl’industrie.
En cela, la valorisation des agro-ressources peut participer au développement d’une croissance
durable. Dans la continuité du protocole de Kyoto,la France s’estengagée au travers du Grenelle de
l’environnement à construire un système économique qui, à long terme, utilise moins ou mieux la
ressource énergétique et les matières premières non-renouvelables. L’enjeu est donc de promouvoir
une économie à la foissobre etdécarbonée :
-qui émetbeaucoup moins de gazà effetde serre;
-qui privilégie les écotechnologies :l’ensemble des technologies dont l’emploi estmoins néfaste pour
l’environnement que le recoursauxtechniques habituelles répondantaux mêmes besoins ;
- qui pratique la production et la consommation responsables, pense les productions en termes de
cycle de vie;
- dans laquelle les transports sont raisonnés, les villes durables, les territoires pensés et gérés
globalementselonun mode de développementdurable ;
-qui protège etrétablitlesservices écosystémiques rendus parl’eau,les sols,la biodiversité;
-qui évalue les effets des décisionssurles générationsfutures.
Ces évolutions constituent un contexte favorable au développement des agro-ressources dans le
cadre d’une stratégie de développement durable. Ainsi la valorisation des agro-ressources permet de
limiter la dépendance de l'économie au pétrole, réduire les émissions de gaz à effet de serre,
maintenir et créer de la valeur ajoutée et de l'emploi, participer à la croissance verte sur le plan
internationaletenfinrépondre auxexigences durèglementeuropéenREACH1.
1 L’enregistrement, évaluation et autorisation des produits chimiques (REACH) est un règlement du
Parlement européen et du Conseil de l'Union européenne, adopté le 18 décembre 2006, qui
modernise la législationeuropéenne enmatière desubstanceschimiques,etmetenplace unsystème
intégré unique d'enregistrement, d'évaluation et d'autorisation des substances chimiques dans l'Union
européenne. Le nouveau règlement vise progressivement à supprimer dans l'Union européenne les
substances chimiques les plus dangereuses, en invoquant le principe de précaution. Pour cela, la
charge de la preuve de l'innocuité des produits chimiques couramment utilisés est inversée : c'est à
l'industriel(etl'importateur)de démontrer l'innocuité de ces substances pourl'homme etla nature,par
des études surles risques surla santé humaine etsurl'environnement,avantleur mise surle marché
ouleurutilisation.
Page 8/75 09/12/2010
1. Les atouts des agro-ressources en matière de développement durable
1.1.Le caractère renouvelable desagro-ressources
Les ressources fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) sont exploitées à la fois pour produire de
l’énergie sous forme de chaleur, d’électricité et de carburant pour les transports et comme matière
première de la chimie ducarbone,à la base de la productiondes matières plastiques,des tensioactifs
utilisés comme détergents et solvants, des lubrifiants, des produits cosmétiques et d’hygiène
corporelle,pourne citerque quelques applications industrielles.L’épuisementprobable,à l’horizon de
la fin de ce siècle, des ressources fossiles, du moins dans des conditions d’exploitation
économiquementacceptables,conduità rechercheractivementdes produits de substitutionrépondant
aux mêmes besoins d’utilisation.
S’agissant,parexemple,de la productiond’énergie,d’autres alternativesque le recoursà la biomasse
existent, par exemple l’énergie atomique (celle-ci posant aussi le problème de sécurité et de
dépendance à l’égard de la matière première) ou la mobilisation d’autres sources renouvelables, à
partir des éléments naturels (soleil, vent, houle, géothermie, hydroélectricité). En revanche, pour la
chimie du carbone, il n’existe pas d’alternative à l’utilisation du carbone fossile,en dehors du carbone
fixé par les plantes.La chimie verte a donc vocation à se substituerà la pétrochimie. Les dérivés des
plantes peuventen effetremplacerle pétrole dans nombre de processus industriels,des cosmétiques
auxdétergents ettextilesenpassantparles produits d'hygiène,d'entretienetd'emballages.
1.2.La diversificationrentable desactivités
D’une manière générale, l’exploitation économiquement, socialement et écologiquement responsable
des agro-ressources locales renforce l’indépendance d’approvisionnement en énergie et en matières
premières de base et favorise une croissance régulière moins soumise aux aléas des marchés
internationaux.Ainsi seraitlimité l’impactsocialnégatifde certainescrises économiques.
Il faut cependant être vigilant et s’assurer que les filières de valorisation non-alimentaires des
productions agricoles ne concurrencent pas l’utilisation alimentaire. Pour cela, les nouvelles
générationsissues utilisentplutôtles sous-produits agricoles.
1.3.L’impact positif en termes de création et de préservation d’emplois dans les
territoires ruraux
Valoriser sur place des agro-ressources, existantes ou potentielles, insuffisamment exploitées,
constitue un moyenprivilégié de «relocaliserdesemplois »,carilssontdirectementliés àla présence
des « gisements verts» que constitue la biomasse,enparticulierdans les territoires ruraux.
S’il est difficile de quantifier de façon précise le nombre d’emplois directs ou indirects, créés ou
maintenus, il ne fait aucun doute que toute création d’activités nouvelles, visant à produire des biens
destinés à se substituer à des approvisionnements extérieurs, présente un bilan globalement positif.
Cela se vérifie particulièrement lorsqu’il s’agit de substituer de nouvelles sources d’énergie ou de
matières premières aux produits fossiles (pétrole et gaz naturel), dont l’exploitation est, par nature,
très capitalistique et procure des rentes très importantes aux pays où sont localisées les ressources,
etauxopérateurs.
Page 9/75 09/12/2010
2. État des lieux des différentes filières de valorisation des agro-ressources
Les agro-ressources peuvent être valorisées en trois grandes catégories : agro-matériaux, les
biomolécules et les bioénergies. Pour définir l’état actuel de ces filières en France, nous les avons
détailléesencinqfiches :
 Biocarburants ;
 Biomasse énergie (dontbois);
 Biomolécules ;
 Biopolymères etbiocomposites ;
 Bois matériau,fibres etcomposites.
2.1. Lesbiocarburants
a. Secteur&environnementtechnologique
Définition
L’épuisement des ressources en énergies fossiles et le réchauffement climatique dus à
l’industrialisationdes pays ontincité l’homme à rechercherun moyende diversifierses ressources en
carburants mais égalementde diminuerles émissions de CO2.
Les biocarburants sont des carburants d’origine végétale issus de la biomasse (agricole, forestière,
déchetsorganiques,etc.).
Ondistingue actuellementtrois générations de biocarburants :
Source :CEA
- Les biocarburants dits de première génération produits à partir des plantes oléagineuses (colza,
tournesol, …) et des plantes riches en sucre (blé, orge, canne à sucre, betterave, …), sont le
bioéthanol / ETBE et l’EMVH (Ester méthylique d’huiles végétales). On en dénombre également huit
autres définis par la Directive Européenne 2003/30/CE : le biogaz, biométhanol, biométhyléther, bio-
MTBE,biocarburants synthétiques,biohydrogène ethuile végétale pure.
La France est actuellement le leader européen en la matière. Cependant ces biocarburants de
première génération font l’objet d’une controverse car ils nécessitent une surface agricole trop
importante au détriment de l’utilisation à des fins alimentaires. On impute également à cette
génération de biocarburant la forte hausse du coût des matières premières du fait de la concurrence
entre la production agricole à vocation alimentaire et énergétique. Le bilan environnemental de ces
biocarburants est quant à lui assezalarmant ; la production agricole intensive entraîne une réduction
de la biodiversité due à la pollution des eaux (pesticides, engrais ...) et à la déforestation dans
certainesrégionsdu monde (Brésil,Malaisie ...).
Page 10/75 09/12/2010
Source :energie.sia-conseil.com
- Les biocarburants de seconde génération utilisent la totalité de la biomasse ligno-cellulosique
(pailles, bois, déchets, etc.) ; ce qui représente un avantage notable carelle constitue une ressource
abondante et bon marché ; elle utilise la partie non-alimentaire de la plante, elle n’entre donc pas en
compétition avec l’exploitation agricole, sujet de discorde pour les biocarburants de la première
génération. Ces biocarburants se distinguent par deux voies de production : une thermochimique
avec la production de BtL (Biomass to Liquid) et une autre biochimique avec la production d’éthanol
ligno-cellulosique.
Les bilans environnemental et énergétique de ces biocarburants ont été améliorés par rapport à la
première génération.
Source :IFP
- Il existe également une troisième génération de biocarburant, actuellement à l’étude, qui produit de
l’hydrogène à partir de micro-organismes (algues, etc.) par la photosynthèse. Cette génération de
biocarburant sera incontournable dans un futur proche car sa production sur une même surface est
beaucoupplus importante (cultures enétages,cultures aquatiques ...)mais elle estsurtouthorssolet
évite parconséquentles désagréments des deuxautres générations.
Applications