Essence synthétique - Définition

L'essence synthétique a été créée pendant la Seconde Guerre mondiale par l'industrie chimique allemande afin de permettre à la Wehrmacht de se passer de pétrole. Les territoires conquis par le IIIe Reich n'étaient pas gros producteurs, et les véhicules essentiels pour le Blitzkrieg en étaient gros consommateurs.

Histoire

Avant 1939

Divers procédés avaient été élaborés avant la Seconde Guerre mondiale : Eugène Houdry, en France, fabrique de l'essence à partir de lignite (années 1920), mais le procédé est trop coûteux, et abandonné en 1930. En 1920, deux chimistes allemands, Fischer et Tropsch parviennent à liquéfier un gaz synthétique produit à partir du charbon.

Il existait également un procédé mis au point par Friedrich Bergius. Il consistait à faire réagir de l'hydrogène avec du charbon et des goudrons à une température de 450 degrés, sous une pression de 200 atmosphères, en présence d'un corps excitateur.

L'essor dû à la Seconde Guerre mondiale

Ce sont les impératifs militaires allemands qui forcent à l'usage d'essence synthétique. De nombreuses usines en fabriquent, avec des rendements variables. Certaines sont situées dans les camps de concentration. L'essence synthétique n'a connu qu'une courte période d'utilisation, la défaite nazie entraînant son abandon.

Cependant, dans les années 50, l'Afrique du Sud de l'Apartheid, gênée par le blocus, a repris et amélioré le procédé.

Fabrication

Un carburant de synthèse peut en théorie être produit à partir de toute matière première contenant du carbone et de l’hydrogène : charbon, biomasse (déchets agricoles, ménagers, industriels...), ou gaz naturel. Les étapes sont les suivantes :

1. Production d’un gaz de synthèse (mélange de CO et d’H₂) par vaporeformage, gazéification ou oxydation partielle ;
2. Transformation de ce gaz en une cire (Procédé Fischer-Tropsch) ;
3. Hydrocraquage de la cire.

On parle des filières CTL (coal to liquid, du charbon vers le liquide), BTL (biomass to liquid, de la biomasse vers le liquide), GTL (gas to liquid, du gaz vers le liquide) en fonction de la matière première. Aujourd’hui, seuls gaz naturel et charbon sont à l’origine de productions industrielles de carburant.

Le carburant obtenu est un diesel d’excellente qualité bénéficiant d’un indice de cétane (combustion) très élevé : il ne contient ni soufre, ni molécules aromatiques (benzène, toluène) et sa combustion produit moins de particules fines qu’un diesel traditionnel. Compte tenu de la réglementation et de sa densité plus faible, ce carburant est pour l’instant utilisé comme additif au diesel. Liquide, il ne nécessite aucune transformation des moteurs ni réseau de distribution dédié… Ces qualités pourraient selon ses promoteurs en faire le diesel propre des villes de demain.

Bilan environnemental

En l’état actuel des technologies, la production de synthifuels est aussi émettrice de CO₂ que le raffinage, voire bien davantage, lorsqu’il est issu du charbon. Et l’état des technologies en fait un mode de production d’énergie très consommateur d’énergie, et donc coûteux. Seul le développement de la filière BTL (gazéification de la biomasse) présenterait une réelle alternative. Les biocarburants 2^e génération ainsi produits utilisent l’ensemble des plantes, pailles, tiges, déchets, bois et non pas les seules graines ou fruits comme les biocarburants actuels. Mais la filière BTL n’en est qu’à ses balbutiements. Si de nombreux projets de recherche sont en cours, aucune unité industrielle n’est encore active.

Le renouveau de la filière GTL

Si Shell a mis en marche une petite unité GTL (Gas to liquid) en 1993 en Malaisie, la renaissance du GTL date des années 2000. Sasol, Chevron, Shell, ExxonMobil, Syntroleum, ont notamment signé des accords avec Qatar Pétroleum au Qatar, dont les réserves gazières sont considérables. Les premières unités de production vont entrer en production en 2006-2007 ; combinés, ces projets devraient produire à l’horizon 2011 quelque 800 000 barils par jour (la production totale de pétrole étant de l’ordre de 84 millions de barils/jours). D’importants projets GTL ont également été lancés au Nigeria, en Égypte, Indonésie, Afrique du Sud... Ce dernier reste le premier producteur de carburants synthétiques au monde (200 000 barils/jour), avec sa production issue du charbon. La Chine se lance également dans de grands projets de carburants extraits du charbon.

L’Agence internationale de l'énergie (AIE) estime à 2,4 millions de barils/jour la capacité de GTL installée à l’horizon 2030... chiffre à mettre en perspective avec la prévision concernant l’évolution de la demande à la même échéance : 120 millions de barils par jour.

En mars 2006 en Europe, 3 constructeurs automobiles (DaimlerChrysler, Renault, VW) et 2 pétroliers (Chevron, Shell) ont fondé l’AFSE (Alliance for synthetic fuels in Europe) dont l’objectif est de promouvoir ces carburants en Europe.

Perspectives

Une unité de production GTL exigeant un investissement deux à trois fois plus important qu’une raffinerie et l’accès à une matière première bon marché, seuls des projets d’envergure ont pour l’instant vu le jour chez les gros producteurs de gaz naturel (Moyen-Orient, Asie, Afrique), dans des pays qui y voient une manière supplémentaire de le valoriser.

Issu d’une ressource hydrocarbure, le bilan environnemental des carburants synthétiques issus de la filière GTL reste modérément intéressant, même si des innovations technologiques peuvent l’améliorer. L’utilisation de la biomasse (BTL) pourrait en revanche présenter un potentiel intéressant, environnemental et en termes de dépendance énergétique des pays non-exportateurs d’hydrocarbures.

Le maintien du brut à des prix élevés devrait toutefois accélérer le développement des filières GTL, voire CTL, et amener les carburants synthétiques à occuper une place importante dans le bouquet énergétique du futur.