Quelles sont les questions que les chercheurs ont posées et pourquoi les ont-ils posées?
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Les réserves mondiales de pétrole ne sont pas éternelles. Leur exploitation pour du combustible augmente les émissions de gaz à effet de serre qui contribuent au changement climatique. La biomasse renouvelable constitue une solution de rechange prometteuse aux produits à base de pétrole en tant que source de bioénergie et d’autres bioproduits, comme les substances chimiques à valeur ajoutée et les additifs alimentaires.
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MRN est le commanditaire de la construction d’un prototype d’une unité mobile de pyrolyse rapide pour déterminer si la bio-huile peut être produite et entreposée avec succès. Le MRN est aussi intéressé à découvrir quelles substances chimiques à valeur ajoutée cette bio-huile pourrait contenir et quelle en serait l’utilité.
Qu'ont-ils fait?
En novembre 2009, Penguin ASI a testé la bioraffinerie du MRN et produit un lot de bio-huile à partir de sciure de chêne rouge. Une équipe de scientifiques de l’IRFO dirigée par Tom Noland a entreposé des échantillons de bio-huile et les a analysés en 2010 et 2011 pour déterminer leur composition en substances chimiques et la qualité de l’entreposage sur une longue période. Ils ont aussi étudié les publications scientifiques pour établir les utilisations potentielles des substances chimiques.
Qu'ont-ils appris?
- Ils ont trouvé que la bio-huile pouvait être générée en milieu rural, transportée vers une bioraffinerie, et entreposée dans des conditions adéquates pendant 2 ans jusqu’à ce qu’elle soit traitée et ce, sans modifications importantes sur le plan chimique.
- Leurs analyses biochimiques ont montré que la bio-huile produite par l’unité de pyrolyse du MRN est semblable aux bio-huiles dérivées de la biomasse, composée principalement d’espèces oxygénées (molécules chimique réactives qui contiennent de l’oxygène) comme les phénols, les alcools, les cétones, les aldéhydes et les acides carboxyliques.
- Leur analyse documentaire a révélé que les substances résultant de la pyrolyse de la biomasse offrent beaucoup de possibilités, surtout parce que la bio-huile est pratiquement neutre en carbone. Mais il n’est pas encore économique de l’utiliser comme carburant. Les seuls deux produits dérivés de la bio-huile qui sont commercialisés de manière rentable sont la fumée liquide et la fumée naturelle condensée. D’autres composés sont susceptibles d’être utilisés pour la production de polymères biologiques, d’adhésifs, de solvants, lubrifiants, de résines et de médicaments. La production de bioproduits dérivés de la bio-huile se heurte à deux défis :
- l’absence de procédés de production et de technologies efficaces et rentables. Les chercheurs dans d’autres territoires étudient la manière de les améliorer.
- l’aire de répartition de la biomasse se situe en milieu rural, ce qui rend coûteux la récolte et le transport vers les bioraffineries. Les bioraffineries mobiles comme celle que le MRN a commanditée (et qui est désormais la propriété de l’Université Laurentienne) pourraient s’avérer utiles.
Qui peut utiliser les fruits de cette recherche?
Les personnes qui participent à l’élaboration des politiques ou à la planification de la gestion forestière, le personnel de l’industrie forestière et les chercheurs qui étudient la bioéconomie.
Pour de plus amples renseignements
Veuillez communiquer avec Tom Noland, chercheur scientifique de l’IRFO ou lire la publication intitulée « A Prototype Portable Biomass Pyrolysis Unit and Its Potential to Produce Value-Added Chemicals and Fuel » (Forest Research Note No. 72).
Joe Maure de la Section de l'innovation forestière et du développement des marchés de l’IRFO et Meghan Garside, ancienne stagiaire du programme Expérience Été, ont participé à ce travail.
Le saviez-vous? Faits sur la bio-huile à base de bois
La bio-huile :
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| Le plus ancien produit commercial connu fabriqué avec de la bio-huile est la fumée liquide, utilisée pour donner un goût fumé à des aliments sans qu’il soit nécessaire de les fumer réellement. |
- est un combustible liquide qui ressemble un peu à du sirop d’érable ambre foncé
- est produit à partir d’une biomasse à haute température grâce à un procédé nommé pyrolyse
- peut être produite en utilisant diverses matières végétales; lors de la recherche de Tom Noland, on a utilisé de la sciure de chêne rouge
- offre deux avantages clés comparativement aux combustibles fossiles : c’est une source d’énergie renouvelable et elle est presque neutre en carbone
- contient plus de 300 composés organiques, ce qui pourrait être utile pour fabriquer de nombreux produits comme :
- des pneus et autres produits en caoutchouc
- des polymères biologiques (utilisés dans la fabrication d’emballages pour la nourriture ou d’autres sortes, de divers produits en plastique comme des jouets, des sièges de toilette, etc.)
- des adhésifs (par exemple, pour coller des copeaux de bois ensemble et créer des panneaux OSB)
- des solvants
- des adjuvants de détergent
- des textiles comme le nylon, le Kevlar et des tapis
- des pesticides
- des médicaments
- du pétrole synthétique
- du carburant aviation
Les seuls deux produits dérivés de la bio-huile qui sont commercialisés de manière rentable sont la fumée liquide et la fumée naturelle condensée. La fumée liquide est utilisée pour donner un goût fumé à des aliments sans qu’il soit nécessaire de les fumer réellement. Le produit a été découvert par un adolescent nommé Ernest C. Wright qui, alors qu’il travaillait dans un atelier d’imprimerie, a remarqué un liquide noir dégouttant d’un tuyau de poêle. Il est plus tard devenu pharmacien à Kansas City, au Missouri, et a trouvé le moyen de recueillir et de mettre ce liquide en bouteille, le vendant d’abord comme aromatisant alimentaire en 1895. Cliquez ici pour en savoir plus sur l’histoire de la fumée liquide (en anglais seulement).
