Paul Colonna

Potentiel chimique des végétaux
Paul Colonna
Agro-chimie
Agro-ressources
La bio-économie
Les bioproduits (bioproducts)
Chimie du végétal
Chimie verte du Carbone renouvelable
Chimie bio-sourcée (bio-based)
Economie décarbonée
Usages de la biomasse
Valorisations agricoles non alimentaires (VANA)
Valorisation de la biomasse
Population humaine
2010 : 6,9 M
2050 : 8 à 9,5 M, MEA
Imbrication des systèmes alimentaires,
chimiques et énergétiques pour les besoins de l’homme
Homme
habitat
16,2
transports
15,7
habillement
hygiène
alimentation
flux
Biosphère
S. Nucléaire &
renouvelables
énergie
stock
7,8
6,5
flux
stock
Système C
fossile
Système
Carbone
renouvelable
15,5 – 2,6
%, Source: INSEE, 2006
stock
flux
eau,
intrants
soleil
D’une chimie fondée sur le C fossile à une économie
fondée sur le C renouvelable ?
Glissement vers un développement neutre au plan Carbone (décarboné)
Carbone
fossile
Innovations
de rupture
Champs
Mines,
Puits,
plateformes
Conversion
Biotechnologies
blanches
Biotechnologies vertes
Déchets
Carbone
renouvelable
Raffinerie
Ressources
végétales
Systèmes
agricoles,
Forestiers et
algaux
Thermochimie
Bioraffineries
Conversion
Economie circulaire
Facteur 4
Fonctions d’usage: habillement, habitat,
transport, hygiènd …
105 produits
Formulation, mise en forme, …
•
Biomasse
Grain, tige
Bioraffinerie
Voie physique
Bioénergies,
bioressources,
biomatériaux
1ère g
Amidon, fibre, lipides
2ème g
Voie chimique
Glucose, ac. gras,
amidon, sucre
Molécules ou réassemblages
ayant des
propriétés
d’usage
3ème g
Acides gras, glycérol,
hexoses, pentoses
Syngas, CO, H2
Voie biochimique
Synthons
(réactivité)
Voie
thermochimique
Les innovations dans la chaîne de valeur
2
4
Ressources
végétales
3
Systèmes
de culture
5
1
Biomasse
Fractionn
ement
Fonctionn
alisation
Formulati
on
Qualités
D’usage
6
Les biotechnologies vertes
Les bioraffineries
Champagne-céréales
Les biotechnologies blanches
Roquette
- Chemicals – Crystalsev, pour de l’éthylène à partir de bioéthanol ;
- DSM – Roquette, pour l’acide succinique ;
- DuPont – Tate & Lyle BioProducts sur le 1,3 propanediol ;
- GoodYear – Danisco Genencor sur les élastomères.
- Dupont achète Danisco (Genencor)
Comparaison entre le C fossile et le C renouvelable (MtC)
dans le monde en 2005-7 et en 2030-2035.
•
Seuls éléments partagés au niveau mondial:
– le caractère limité des ressources fossiles et minières
– La spécificité régionale des bouquets énergétiques
En 2005,
9.489
En 2030,
Energie
9.430 –
14.285
Energie
9.090
Chimie
399
Chimie
664 –
996
C fossile
8.451
8.090
369
(9% pétrole,
5% gaz)
7.960 –
12.300
498 – 664
C biomasse
1035
1.000
30
(3%
biomasse)
1.470 – 1.985
166 – 332
20 à 40%
Sources ADEME, DGCIS, ACS, DOE, AIE
Le C renouvelable est-il forcément durable ?
Le mode de vie actuel avec du C fossile ne l’est pas !
Reduce, recycle, reuse, new sourcings
Durabilité environnementale
(ACV, …)
Produits périssables
forte
Carbone
renouvelable
faible
Carbone
fossile
Produits durables
Problématique de flux
Arbitrage utilité / impact
Enjeux de biodégradabilité
Aucun arbitrage sociétal
Réglementation et labellisation
Travailler sur l’impact
environnemental en
fabrication et
utilisation
Produits non
durables
Reach
Substituer ou
supprimer
Travailler sur l’impact
environnemental en
utilisation et fin de vie
Produits d’investissement
Problématique de stock
Remise en cause de l’obsolescence
programmée ?
Longue
courte
Durée de vie
Des enjeux de durabilité qui ouvrent des perspectives
de restructuration / relocalisation / réindustrialisation
de la bioéconomie
Ressources
végétales
Systèmes
agricoles,
Forestiers et
algaux
Economies
d’énergie, d’eau
Equilibres
écologiques
Complémentarité
et concurrence
avec les autres
Usages du sol
Economies
d’atomes
Et d’énergie
REACH
Bioraffineries
Conversion
Biotechnologies
blanches
Complémentarité et concurrence
avec les autres Usages
de la matière végétale:
Alimentations humaine et animale
Economie circulaire du Carbone renouvelable
Complémentarit
é
Et concurrence
avec les
produits
Du C fossile
Fonctions d’usage: habillement, habitat,
transport, hygiènd …
Biotechnologies vertes
Déchets
Economies
d’atomes
Et d’énergie
Formulation, mise en
forme, …
Bouquet
énergétique
Les lignes d’action
Innover
ƒ Investir dans les biotechnologies pour des innovations
technologiques.
ƒ Garder une capacité d'analyse critique des innovations
de
ruptures
Maîtriser le risque
ƒ Expliciter les objectifs et les critères : souveraineté alimentaire, recyclage du
carbone, indépendance énergétique, valeur ajoutée …
ƒ Associer recherche - secteurs professionnels - société civile.
Rester compétitif
ƒ Revisiter les systèmes avec l’éco-conception de systèmes de
production/transformation dédiés, pour tendre vers une économie
circulaire, aux dépens de la logique de substitution.
ƒ Penser "système" : process - plantes - systèmes de production - organisation
des acteurs - effets externes avec un rôle central de la bioraffinerie.
ƒ Favoriser le développement d’une économie du carbone renouvelable (bioéconomie).