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FAISABILITE TECHNIQUE ET INTERETS ECONOMIQUES DE LA PRODUCTION D’HUILE VEGETALE PURE POUR DES USAGES DE BIOCARBURANT AGRICOLE ET BIOCOMBUSTIBLE Mémoire de fin d ’é tudes pr ésent é par Johann Barth élémi (promotion 2000) Devant la commission de Jury pr ésid ée par : M. MERLE Fran çois Responsable du D épartement Sciences économiques et sociales Enseignant en économie Rurale Membres M. VALTER Francis Ma ître de stage Chef du Service d utilit é agricole de Transfert de Technologie (SUATT) de la Chambre r égionale d agriculture du Centre M. SOURIE Jean -Claude Professeur de stage Directeur de recherche INRA Grignon M. GATTIN Isabelle Enseignant en Sciences de l Environnement à lEsitpa Septembre 2005 Mme G ATTIN I sabelle

ET INTERETS ECONOMIQUES DE LA PRODUCTION D’HUILE … · leur clarifiant les aspects techniques, économiques et législatifs de ce nouvel atelier. L’étude de la faisabilité

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F AISABILITE TECHNIQUE

ET INTERETS ECONOMIQUES

DE LA PRODUCTION D’HUILE VEGETALE PURE

POUR DES USAGES

DE BIOCARBURANT AGRICOLE

ET BIOCOMBUSTIBLE

M é moire de fin d ’é tudes pr é sent é par Johann Barth é l é mi (promotion 2000)

Devant la commission de Jury pr é sid é e par :

M. MERLE Fran ç ois Responsable du D é partement Sciences é conomiques et sociales Enseignant en é conomie Rurale

Membres

M. VALTER Francis Ma î tre de stage Chef du Service d ’ utilit é agricole de Transfert de Technologie (SUATT) de la Chambre r é gionale d ’ agriculture du Centre

M. SOURIE Jean - Claude Professeur de stage Directeur de recherche INRA Grignon

M. GATTIN Isabelle Enseignant en Sciences de l ’ Environnement à l ’ Esitpa

Septembre 2005

Mme GATTIN Isabelle

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Remerciements

Je remercie Francis Valter, Chef du Service d’Utilité Agricole de Transfert de Technologie de la Chambre

régionale d’agriculture du Centre, de m’avoir encadré durant ces 6 mois de stage. Sa rigueur, ses conseils et

son écoute m'ont été bénéfiques. Je lui suis reconnaissant de la confiance et de l'autonomie qu'il m'a

accordées.

Je remercie François Merle, Tuteur de stage et Responsable du département Économie de l'Esitpa, pour son

écoute, sa disponibilité et son encadrement.

Merci à Jean-Claude Sourie, Professeur de stage et Directeur de Recherches en Économie publique de

l'INRA-INAPG, pour ses propositions d'organisation et de méthodologie.

Je remercie le groupe du PRDA Énergies renouvelables (Sophie Dal, Aurélie Toutain, Jean-Marie Bourreau,

Jean Louis Chopineau, Dominique Descoureaux, Laurent Lejars, François Bouron, Bertrand de Torcy,

Pierre-Louis Cazaux et Francis Valter) pour l'ensemble des échanges, pour leur confiance et pour m'avoir

permis d'intervenir dans les départements de la région Centre.

Je remercie également Laurence Charles, assistante de Francis Valter, pour son aide, sa patience et surtout

son calme face à mes perpétuels "je peux t'embêter deux minutes ?". Laurence mérite bien son surnom de

"Maman des stagiaires".

Un grand merci à la Chambre régionale d'agriculture du Centre pour son accueil et ses conseils.

Merci aux "Bouffeurs d'huile", groupe informel de stagiaires sur l'HVP pour toute cette motivation sur le

sujet.

Enfin, merci à Isabelle sans qui ce travail n'aurait pas pu être aussi complet.

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« Il n'y a qu'une chose plus puissante que toutes les armées de la terre,

c'est une idée dont l'heure est venue. »

Victor Hugo

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Sommaire

INTRODUCTION..............................................................................................................................6

1. CONTEXTE ..................................................................................................................7

1. 1. UNE NOUVELLE THÉMATIQUE POUR LA CHAMBRE RÉGIONALE D’AGRICULTURE DU

CENTRE............................................................................................................................7 1. 1. 1. La Chambre régionale d’agriculture du Centre ......................................................7

1. 1. 2. Le Service d’Utilité Agricole Transfert de Technologie ..........................................8

1. 1. 3. Des producteurs demandeurs de références sur l’huile végétale pure ....................8

1. 2. LE DÉVELOPPEMENT DES ÉNERGIES RENOUVELABLES : CONTEXTE GÉOPOLITIQUE........10 1. 2. 1. Un prix du baril qui grimpe et une dépendance qui devient pesante.....................10

1. 2. 2. Les carburants participent au réchauffement climatique ......................................11

1. 2. 3. Des mesures politiques pour développer les énergies renouvelables ....................12

2. BASES POUR L’ÉTUDE DE L’HVP EN RÉGION CENTRE....... .......................13

2. 1. LA RÉGION CENTRE : TERRITOIRE PROPICE AUX BIOCARBURANTS.................................13 2. 1. 1. Typologie des exploitations en région Centre........................................................13

2. 1. 2. Les biocarburants en région Centre.......................................................................13

2. 2. MOTEURS DIESEL ET QUALITÉ DE CARBURANT...............................................................14 2. 2. 1. Les différents moteurs ............................................................................................14

2. 2. 2. Les caractéristiques du fuel....................................................................................15

2. 3. ENCADREMENT DES BIOCARBURANTS............................................................................16 2. 3. 1. Dispositif européen de promotion des biocarburants ............................................16

2. 3. 2. En France, une défiscalisation soumise à agréments ............................................17

2. 4. COÛT DES BIOCARBURANTS...........................................................................................18 2. 5. UN BIOCARBURANT INDUSTRIEL : L’EMHV ..................................................................18

2. 5. 1. Procédé de fabrication de l’EMHV........................................................................18

2. 5. 2. Caractéristiques des produits de la filières EMHV ...............................................19

2. 5. 3. Atouts et contraintes de l’EMHV ...........................................................................20

3. PROBLÉMATIQUES.................................................................................................22

4. MÉTHODOLOGIE ....................................................................................................23

4. 1. ACQUISITIONS DES BASES...............................................................................................23 4. 1. 1. Recherche de travaux sur le sujet ..........................................................................23

4. 1. 2. Rencontre avec les différents acteurs.....................................................................24

4. 2. SITUATION SUR LE TERRAIN...........................................................................................24 4. 2. 1. Etat des lieux des projets........................................................................................24

4. 2. 2. Niveau de connaissance .........................................................................................25

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4. 2. 3. Les besoins des agriculteurs ..................................................................................25

4. 3. ACTION MISE EN OEUVRE...............................................................................................25 4. 3. 1. Démarche de conseil ..............................................................................................25

4. 3. 2. Outil d’aide à la décision .......................................................................................26

5. L’HVP, UN BIOCARBURANT ARTISANAL ................... .....................................28

5. 1. UNE LÉGISLATION EN PLEINE ÉVOLUTION......................................................................28 5. 1. 1. Position actuelle française .....................................................................................28

5. 1. 2. Perspectives d’évolution ........................................................................................29

5. 2. TECHNIQUES DE PRODUCTION DE L’HVP .......................................................................30 5. 2. 1. Pressage / Trituration ............................................................................................30

5. 2. 2. Décantation ............................................................................................................31

5. 2. 3. Filtration ................................................................................................................32

5. 2. 4. Conservation ..........................................................................................................33

5. 3. CARACTÉRISTIQUES DES PRODUITS : ..............................................................................33 5. 3. 1. L’Huile Végétale Pure carburant et combustible ..................................................33

5. 3. 2. Le tourteau .............................................................................................................35

5. 4. UTILISATION DE L’HVP EN TANT QUE CARBURANT.........................................................38 5. 4. 1. Historique...............................................................................................................38

5. 4. 2. Une utilisation limitée ............................................................................................39

5. 5. UTILISATION EN TANT QUE COMBUSTIBLE......................................................................42 5. 6. ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX......................................................................................43

5. 6. 1. Bilan énergétique ...................................................................................................43

5. 6. 2. Bilan gaz à effet de serre........................................................................................43

5. 6. 3. Mal utilisée l’HVP pollue.......................................................................................43

6. L’HVP UNE RENTABILITÉ AU CAS PAR CAS ............... ...................................45

6. 1. HYPOTHÈSES DE TRAVAIL..............................................................................................45 6. 2. DIMENSIONNEMENT ET VALORISATION DU TOURTEAU : 2 FACTEURS CLÉS....................46

6. 2. 1. Dimensionnement ...................................................................................................47

6. 2. 2. Prix du tourteau .....................................................................................................47

6. 3. CALCUL DU PRIX DE REVIENT DE L’HVP POUR UN PROJET CARBURANT.........................48 6. 4. CALCUL DU PRIX DE REVIENT DE L’HVP POUR UN PROJET TOURTEAU............................48 6. 5. VALORISATION THERMIQUE DES PRODUITS DE PRESSAGE...............................................50

7. QUELLES EXPLOITATIONS SONT LES MIEUX ADAPTÉES À L’H VP ?....52

8. RELATIVISATION ET CRITIQUE DE LA MÉTHODE ........... ..........................53

CONCLUSION.................................................................................................................................55

RÉFÉRENCES.................................................................................................................................57

SIGLES .............................................................................................................................................59

ANNEXES.........................................................................................................................................61

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Graphique n°1 Réserves d’énergie dans le monde en 2003 ........................................................................................9 Graphique n°2 Évolution du prix du fuel domestique.................................................................................................9 Graphique n°3 Répartition par secteur des émissions de gaz à effet de serre ...........................................................10 Graphique n°4 La part des énergies renouvelables dans la consommation totale d’énergie primaire (non corrigé du

climat) en 2003 en métropole (Mtep)................................................................................................11 Graphique n°5 Prix de Marché des Tourteaux. Campagne 2001/02 à 2004/05 ........................................................19 Graphique n°6 Évolution de la viscosité en fonction de la température....................................................................34 Graphique n°7 Évolution du taux d’extraction de l’huile et taux de matière grasse du tourteau ..............................35 Graphique n°8 Comparaison de Puissance entre tournesol / Diesel dans un tracteur de 150ch................................41 Graphique n°9 Indicateur effet de serre pour les filières huile et EMHV .................................................................43 Graphique n°10 Comparaison d’émission de polluant entre l’huile de colza et le gazole en combustion incomplète44 Graphique n°11 Comparaison d’émission de polluant entre l’huile de colza et le gazole en combustion complète...44 Graphique n°12 Prix des graines françaises campagne 2001-02 à 2004-05 colza ......................................................46 Graphique n°13 Pourcentage de colza sur les terres arables en région Centre............................................................52

Tableau n°1 Évolution du prix du fuel domestique (2003-2005)............................................................................9 Tableau n°2 Émission de CO2 dans le monde dû à l’utilisation de l’énergie (en volume) ....................................10 Tableau n°3 Répartition de la consommation de l’énergie par secteur en % ........................................................11 Tableau n°4 Production d’énergie primaire en région Centre ...............................................................................11 Tableau n°5 Caractéristique du Fuel .....................................................................................................................15 Tableau n°6 Agréments actuels et évolutions .......................................................................................................17 Tableau n°7 Taxe Intérieur de Consommation (TIC) sur les carburants...............................................................18 Tableau n°8 Évolution des dispositifs de défiscalisation de la part des biocarburants incorporés au gazole........18 Tableau n°9 Comparaison EMHV Gazole ............................................................................................................19 Tableau n°10 Caractéristiques chimiques et nutritionnelles : comparaison du tourteau de soja 48 et du tourteau de

colza déshuilé....................................................................................................................................19 Tableau n°11 Bilan énergétique ..............................................................................................................................21 Tableau n°12 Etat des lieux des projets HVP en région Centre ..............................................................................24 Tableau n°13 Groupe de travail HVP......................................................................................................................25 Tableau n°14 Caractéristiques de l’huile végétale pure ..........................................................................................33 Tableau n°15 Comparaison entre un tourteau industriel de colza (déshuilé) et un tourteau fermier de colza (gras)36 Tableau n°16 Comparaison de Puissance entre tournesol / Diesel dans un tracteur de 150 ch...............................41 Tableau n°17 Pouvoir Calorifique Inférieur............................................................................................................42 Tableau n°18 Bilan énergétique ..............................................................................................................................43 Tableau n°19 Bilan gaz à effet de serre...................................................................................................................43 Tableau n°20 Mesure d’émissions de 3 tracteurs fonctionnant à l’HVP.................................................................44 Tableau n°21 Prix de revient de l’HVP, hors main d’œuvre, en fonction du prix du tourteau et du taux

d’utilisation (capacité presse 40kg/h) ...............................................................................................47 Tableau n°22 Capacité de transformation (ha de colza ou litre d’HVP) des presses les plus courantes en fonction

du taux d’utilisation ..........................................................................................................................47 Tableau n°23 Prix de revient de l’HVP sur un projet carburant de 6 500 L............................................................47 Tableau n°24 Retour sur investissement en fonction de la valorisation du tourteau ...............................................48 Tableau n°25 Alimentation des porcs (sources AIRFAF).......................................................................................49 Tableau n°26 Capacité minimale de presse pour un besoin annuel défini (kg/h)....................................................49 Tableau n°27 Comparaison de différents Investissements ......................................................................................50 Tableau n°28 Prix énergétique de différents combustibles .....................................................................................51 Tableau n°29 surface en colza dans la région Centre..............................................................................................52

Carte n°1 Principaux bassins agricoles .............................................................................................................13 Carte n°2 Répartition des surfaces de colza industriel en 2003 ........................................................................14

Photographie n°1 Atelier de production d'HVP.............................................................................................................30

Schéma n°1 Moteur à injection indirect................................................................................................................14 Schéma n°2 Moteur à injection directe .................................................................................................................15 Schéma n°3 Procédé de fabrication du Diester .....................................................................................................18 Schéma n°4 Schéma de production d’HVP...........................................................................................................30 Schéma n°5 Flux de matière lors du pressage à froid...........................................................................................30 Schéma n°6 Presse à barreaux ..............................................................................................................................30 Schéma n°7 Presse à vis........................................................................................................................................31 Schéma n°8 Système de décantation par débordement .........................................................................................31 Schéma n°9 Principe de filtration tangentiel.........................................................................................................32 Schéma n°10 Atelier de trituration..........................................................................................................................33

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Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 6

INTRODUCTION

Inscrit dans un contexte mondial de préservation de l’environnement et de multiplication des sources

énergétiques, la production d’énergies renouvelables permet aux agriculteurs de se diversifier.

Le regain d’intérêt des agriculteurs français et de la région Centre, pour les biocarburants agri-industriels en

est un exemple.

La possibilité de produire un biocarburant à l’échelle de l’exploitation, à partir simplement d’huile végétale

pure, permettant de s’affranchir des coûts énergétiques, intéresse de plus en plus les agriculteurs.

Le Service d’Utilité Agricole Transfert de Technologie (SUATT), au sein de la Chambre régionale

d’agriculture du Centre, s’est vu confier la mission d’accompagner les agriculteurs dans cette démarche, en

leur clarifiant les aspects techniques, économiques et législatifs de ce nouvel atelier.

L’étude de la faisabilité technique de production et d’utilisation permet de juger de la possibilité de mettre en

place cet atelier sur l’exploitation. Les caractéristiques physico-chimiques de l’huile étant différentes de

celles du fuel, certaines adaptations sont nécessaires. De plus, les contraintes environnementales d’émission

impliquent des moteurs de plus en plus exigeants sur la qualité du carburant. Il semble nécessaire d’adapter

ce nouveau carburant aux moteurs, les constructeurs ne semblant pas être intéressés pour développer de

nouveaux moteurs pour ce biocarburant.

La mise au point d’outil économique permet de chiffrer ces projets et d’en vérifier l’intérêt face au fuel

agricole détaxé. De plus, il est essentiel que les 2/3 de la matière première, formant du tourteau, ne soient pas

considérés comme un déchet.

Enfin, l’aspect législatif interdisant actuellement certaines utilisations semble être en évolution.

Ce mémoire permet de clarifier la situation autour de l’HVP.

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Contexte

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 7

1. CONTEXTE

1. 1. UNE NOUVELLE THÉMATIQUE POUR LA CHAMBRE RÉGIONALE

D’AGRICULTURE DU CENTRE

1. 1. 1. La Chambre régionale d’agriculture du Centre

Basée à Orléans, la Chambre régionale d’agriculture du Centre est constituée d’une assemblée de

54 membres, élus ou désignés par les membres des six Chambres départementales d’agriculture de la région

(Cher, Eure-et-Loir, Indre, Indre-et-Loire, Loir-et-Cher, Loiret). Elle favorise les échanges d’informations et

la synergie entre ces six Chambres départementale, et d’autres partenaires.

Elle remplit deux missions :

• Représenter l’agriculture régionale

• Agir pour le développement de ses productions, de ses entreprises, de ses terroirs et promouvoir la

formation des hommes.

La stratégie de la Chambre régionale d’agriculture s’articule sur celle des Chambres départementales :

• Développer une compétence reconnue en matière d’économie et de prospective agricole et

agroalimentaire

• Développer le transfert de technologie et resserrer les liens entre la Recherche, l’Industrie et la

Profession agricole

• Contribuer à l’expansion du secteur agricole et agroalimentaire en région Centre, en collaboration étroite

avec les entreprises coopératives et privées

• Étudier les incidences de l’activité économique sur l’environnement des exploitations et évaluer l’impact

des techniques agricoles sur le milieu

• Contribuer à mobiliser l’esprit d’entreprise des agriculteurs.

Les membres de la Chambre régionale d’agriculture se repartissent dans quatre Commissions permanentes

(Développement économique, Aménagement et Politiques, Environnement, Formation - Installation -

Emploi) qui ont un rôle d’information, de réflexion et de proposition. Les politiques définies sont appliquées

au travers de l’action de quatre Services d’Utilité Agricole (SUAD Régional, SUA Politiques agricole,

territoriale et européenne, SUA Covalor France, SUA Transfert de Technologie).

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Contexte

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 8

1. 1. 2. Le Service d’Utilité Agricole Transfert de Technologie

Le Service d’Utilité Agricole Transfert de Technologie a pour objectif de promouvoir l'innovation au sein de

l'entreprise agricole et des entreprises de collecte et première transformation. La structure est un interlocuteur

entre l'agriculture, la recherche, l'industrie et le commerce (partenariat avec les Universités, Centres

techniques, industriels…). Son action entre dans le cadre des politiques définies dans le contrat de plan État -

Région, des programmes des Ministères de la Recherche, de l'Agriculture et de l'ADEME. Le Comité

Directeur du SUATT, présidé par Jacques SIRET, valide les orientations et appuie les initiatives.

Le Service est dirigé par Francis VALTER, assisté dans son travail par Laurence CHARLES.

L’action du SUATT s’articule autour de quatre missions :

• Valorisation industrielle des productions agricoles : veille technologique, prospection et promotion de

l’innovation à travers les programmes régionaux, de mise en relation entre partenaires du transfert de

technologie (agriculture, recherche, industrie), d’accompagnement des initiatives de projets

• Prescripteur d’aides financières à l’innovation

• Suivi des dossiers biocarburants, biolubrifiants, molécules végétales pour la chimie fine, agro-matériaux,

agro-tensio-actifs

• Ouverture aux domaines agriculture-recherche sur la sécurité, les capteurs, les systèmes d’information

géographique, la logistique.

Les programmes développés par le SUATT concernent par exemple le développement de cultures à très

hautes teneurs en oléique pour des usages lubrifiants en Champagne Berrichonne (BIOLEA), la mise au

point de BIOLUBRIFIANTS pour des usages hydrauliques et moteurs de tracteurs ou encore la structuration

de filières d’approvisionnement (projet PAILLE-ENERGIE).

Dans le cadre de ces compétences et suite à des demandes de références des conseillers départementaux, le

SUATT a récemment été amené à s’intéresser à l’utilisation d’huile végétale pure en tant que biocarburant

et biocombustible au sein des exploitations du Centre.

1. 1. 3. Des producteurs demandeurs de références sur l’huile végétale pure

La volonté d’autonomie alimentaire et d’indépendance énergétique a conduit certains « pionniers » à

redécouvrir la possibilité d’utilisation de l’huile végétale pure en remplacement du fuel, tout en produisant

un tourteau fermier. Cette technique, restée « discrète » jusqu'alors a connu un regain d’intérêt récent. Celui-

ci peut être imputé à 3 facteurs :

• la hausse des prix du pétrole

• la manifestation Innov’agri de 2004 où les agriculteurs ont pu découvrir le fonctionnement des presses à

colza et l’utilisation de l’huile en carburant dans les tracteurs

• le fort relais médiatique mettant en avant des expériences et le témoignage des utilisateurs.

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Graphique n°1 : Réserves d’énergie dans le monde en 2003 (en milliard de Tep)

Sources : Observatoire de l’Énergie d’après : BP Amoco Rewiew of Word Energy (2004) Conseil Mondial de l’Énergie

DIREM

Graphique n° 2: Evolution du prix du fuel domestiqu e

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

55,00

janv-04

févr-04

mars-04

avr-04

mai-04

juin-04

juil-04

août-04

sept-04

oct-04

nov-04

déc-04

janv-05

févr-05

mars-05

€ / hl

prix TTC

Sources : chiffres issus douane.fr

Tableau n°1 : Évolution du prix du fuel domestique (2003-2005)

En euro courant TTC 2003

moyenne annuelle

2004

moyenne annuelle

2005

15 janvier

Prix d’un hectolitre

Pour une livraison de 2 000 à 4 999 L

(PCI 11.80 kWh/kg)

39,20 45,21 47,76

Prix pour 100 kWh PCI

Pour une livraison de 2 00 à 4 999 L 3,93 4,54 4,79

Sources : http://www.industrie.gouv.fr/energie/statisti/pdf/dep2000.pdf

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Contexte

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 9

Ce nouveau débouché est également apparu comme une possibilité de réappropriation de la valeur ajoutée

des productions agricoles sur l’exploitation.

Avec ce regain d’intérêt, les Chambres départementales d’agriculture ont été confrontées à des demandes de

conseils de plus en plus fréquentes. Face à un manque de connaissances claires et actualisées, la Chambre

régionale a proposé d’organiser les références et de construire une démarche de conseil. C’est dans ce cadre

que s’inscrit le présent mémoire.

Cette nouvelle fonction pour l’agriculteur de « producteur d’énergie » s’inscrit dans un cadre géopolitique

et environnemental plus global qu’il convient d’expliciter.

1. 2. LE DÉVELOPPEMENT DES ÉNERGIES RENOUVELABLES : CONTEXTE

GÉOPOLITIQUE

1. 2. 1. Un prix du baril qui grimpe et une dépendance qui devient pesante

Sur les bases de consommation actuelle, les prévisions font état d’une réserve mondiale de pétrole de 39 ans

(graphique n°1). L’exploitation progressive de nappes moins accessibles, augmentant les coûts d’extraction

et le déséquilibre entre l’offre et la demande devraient se traduire par une hausse croissante des cours du

baril. Les cours du pétrole brut sur les marchés internationaux ont déjà atteint des niveaux record, depuis fin

2004, à plus de 50 $ le baril. Les prévisions à long terme (2010/2011) ne laissent pas présager d’un retour à

des cours plus bas. Le cours à l’horizon 2010, qui avait peu fluctué jusqu'en 2002, entre 18 et 22 $, a donc

plus que doublé sur les deux dernières années1.

La hausse du prix du baril se répercute sur le prix des produits pétroliers, comme en témoigne les chiffres

pour le fuel domestique présenté au graphique n°2 et tableau n°1. Les prix ont fortement augmenté entre

2003 et 2005 et les variations au cours de l’année sont importantes avec des pics à quasiment 55 $ le baril

(octobre novembre 2004 et mars 2005).

Avec une consommation corrigée du climat de 92,8 millions de tonnes équivalent pétrole (Tep) en 2003 dont

plus de la moitié consacrée aux transports, le pétrole représente 33,8 % de l'énergie primaire consommée en

France. La quasi totalité (90,4 %) du pétrole brut consommé en France est importée (principalement de Mer

du Nord (30,6 %), Moyen Orient (24,2 %) et Afrique (21,7 %)).

Fortement dépendante et confrontée à une augmentation des cours qu’elle ne maîtrise pas, la France

s’interroge aujourd’hui sur les alternatives possibles aux produits d’origine pétrolière.

1 Source Institut Français du Pétrole IFP

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Tableau n° 2: Émission de CO2 dans le monde dû à l’utilisation de l’énergie (en volume)

En million de t de Carbone 1985 1990 1995 1997

Etats-Unis 1 263,8 1 329,0 1 417,9 1 491,8

UE à 15 858,8 877,1 866,7 875,2

France 105,0 103,1 98,5 99,0

Monde 5 288,7 5 794,4 6 019,9 6 267,0

Sources : Ministère de l’économie, des finances et de l’industrie – 2000

Graphique n°3 : Répartition par secteur des émissions de gaz à effet de serre

Sources : E. Poitrat ADEME

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Contexte

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 10

1. 2. 2. Les carburants participent au réchauffement climatique

Depuis plus de cent ans, les hommes, par l’industrialisation, rejètent massivement dans l’atmosphère des gaz

à effet de serre (CO2, CH4, NOx…) qui augmentent et « dérèglent » le climat. Les émissions françaises liées

à l’utilisation de l’énergie (bien qu’en baisse) représentaient 99 Mt en 1997, soit 11 % des émissions de

l’Union européenne à 15 (tableau n°2).

Le secteur des transports (graphique n°3), représente à lui seul plus du 1/4 des émissions de gaz à effet de

serre (essentiellement CO2), l’agriculture quant à elle représente 20 % (NOx, CH4…).

Au niveau de la région Centre, l’association de surveillance de la qualité de l’air (LIG’AIR) a relevé pour

2002 des émissions supérieures à 15 Mt de CO2 par an. La région émet 10 % des émissions nationales de

Composés Organiques Volatiles non méthaniques, soit 223 609 t.

Le secteur routier émet à lui seul 85 % des NOx émis en Centre. Les secteurs agricoles et non anthropiques

sont les principaux émetteurs de CH4, N2O et NH3 avec plus de 94 %.

1. 2. 3. Des mesures politiques pour développer les énergies renouvelables

1. 2. 3. 1. Une volonté européenne

La prise en compte au niveau mondial de l’importance de notre environnement, s’est traduite par

l’organisation de grandes conférences depuis une dizaine d’années (Rio 1992, Kyoto 1997, la Hayes 2000,

Marrakech 2001). Elles ont fixé les objectifs de réduction et les moyens de développement des alternatives

aux produits fossiles, pour parvenir à une diminution des émissions des gaz à effet de serre (réduction

moyenne de 5,2 % sur la période 2008-2012 par rapport à 1990, permis d’émission de gaz à effet de serre).

Les engagements pris lors de ces conférences orientent la politique de maîtrise de la demande et le choix des

filières énergétiques.

Dans son Livre Blanc, présenté en 1997, et intitulé « Sources d’énergies renouvelables et efficacité

énergétique : stratégie et plan d’action », la Commission européenne fixe globalement aux États membres

l’objectif de doubler la part des énergies renouvelables (l’éolien, le solaire thermique ou photovoltaïque,

l’hydraulique, la biomasse et la géothermie) dans la consommation totale d’énergie en la faisant passer de

5,3 %, en 1995, à 12 % en 2010.

Pour atteindre cet objectif et accroître l’efficacité énergétique, la Commission a adopté de nombreux

instruments législatifs depuis 2000 (liste en annexe 1)2.

2 Communication de la commission au conseil et au parlement européen. La part des sources d’énergie renouvelables dans l’UE Rapport de la Commission conformément à l’article 3 de la directive 2001/77/CE – évaluation des incidences des instruments législatifs et des autres politiques communautaires visant à augmenter la part des sources d’énergie renouvelables dans l’UE et propositions d’actions concrètes ; Bruxelles,.2004

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Graphique n°4 : La part des énergies renouvelables dans la consommation totale d’énergie primaire

(non-corrigé du climat) en 2003 en métropole (Mtep)

Sources : ADEME Bioénergies, Biomasse et Filières Organiques

Tableau n° 3 : Répartition de la consommation de l’énergie par secteur en %

Industrie Résidentiel et tertiaire Transport agriculture Centre 19,5 50,0 26,8 3,6 France 30,0 44,3 23,9 1,6

Sources : DRIRE 1997 dans CES Centre 2005

Tableau n°4 : Production d’énergie primaire en région Centre

1995 1996 1997 1998 1999 Pétrole brut en millier de T 55 51 48 42 44

Electricité thermique en Gwh 76 606 79 441 80 188 74 307 73 878 Hydraulique Gwh 194 161 104 161 167

Biomasse (déchets urbains) ktep 17 17 16 16 NR Bois ktep 546 587 524 537 505

Total ktep 17 650 18 302 18 361 17 072 16 888 Sources DGEMP

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Contexte

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 11

La définition d'objectifs d’expansion des sources d'énergies renouvelables dans chaque État en fonction de

leur propre potentiel vise à stimuler les efforts en vue :

• d'une plus grande exploitation du potentiel disponible

• d'une meilleure contribution à la réduction de CO2

• d'une réduction de la dépendance énergétique

• du développement de l'industrie nationale

• de la création d'emplois.

Pour nombre de pays, l’un des secteurs les plus affectés sera celui de l’électricité. La France qui produit

90 % de son électricité à partir d’hydraulique et de nucléaire, doit porter ses efforts sur d’autres filières pour

atteindre l’objectif de stabilisation des émissions.

1. 2. 3. 2. Des orientations adaptées au niveau national et régional

� En France

La part des énergies renouvelables dans la consommation totale d’énergie primaire en 2003 représentait

6,68 % (graphique n°4) et doit atteindre 12 % en 2010.

Les énergies renouvelables font partie des axes majeurs de la politique énergétique française redéfinie

récemment. Pour répondre à l’objectif quantitatif national, des moyens incitatifs importants sont mis en

œuvre pour l’ensemble des filières.

Le titre II de la Loi d’Orientation sur l’Énergie de 2005 modifie ainsi l’action des collectivités territoriales et

le code de l’urbanisme. Elle permet, par exemple, aux communes qui élaborent un Plan Local d'Urbanisation

(PLU) d’exiger le recours aux énergies renouvelables dans les constructions neuves.

� En région Centre

En région Centre, 40,3 % de la consommation d’énergie se fait sous forme pétrolière, et 39,9 % sous forme

électricité, selon la répartition dans le tableau n°3.

On note dans ce tableau les caractéristiques économiques de la région Centre, avec une sous représentation

des industries et un fort secteur agricole.

En région Centre, 2ème région française en matière de production d’électricité d’origine nucléaire, les

énergies renouvelables ne constituent que 3 % des ces capacités de production qui s’élèvent à 17 000 kTep3

(tableau n°4).

Au niveau régional, des initiatives sont prises pour favoriser le développement des énergies renouvelables.

On note déjà la présence de sucreries (Artenay, Toury) permettant la production d’éthanol, mais aussi la mise

3 M. Lallier; L’énergie. CES régional centre. 2005

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Contexte

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 12

en place de collecte de paille pour fournir de l’énergie (Berry-Paille-Appro). Ce mémoire s'intéresse à des

projets de dimension plus petite, à savoir la substitution de fuel agricole par l’Huile Végétale Pure (HVP).

Parmi les filières industrielles de production d’énergies renouvelables, deux interviennent en complément ou

en remplacement du carburant d’origine fossile (bioéthanol/ETBE pour la filière essence, et l’Ester

Méthylique d’Huile Végétale (EMHV) pour la filière diesel/fuel).

Les agriculteurs peuvent participer à la production de ces deux biocarburants au sein d’une filière

structurée. En parallèle et à l’échelle de l’exploitation, naissent des tentatives de promotions de l’Huile

Végétale Pure (HVP) à des fins de carburant en remplacement du fuel.

Ces deux voies d’orientation ont des dimensions et des ambitions différentes, mais complémentaires.

La partie bioéthanol/ETBE ne sera pas abordée dans ce mémoire.

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Carte n° 1 : Principaux bassins agricoles

www.centre.chambagri.fr

Sources : Mémento chiffres clé Rosace 2004

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Bases pour l’étude de l’HVP en région Centre

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 13

2. BASES POUR L’ÉTUDE DE L’HVP EN RÉGION CENTRE

Afin de comprendre la possibilité de substitution du fuel par l’HVP et d’en voir les intérêts et les limites, il

est nécessaire de présenter la région d’étude, de définir ce qu’est un carburant et le fonctionnement d’un

moteur diesel.

Pour que l’HVP et l’EMHV ne soient pas confondus, nous préciserons le contexte dans lequel l’EMHV se

développe ainsi que ses spécificités.

2. 1. LA RÉGION CENTRE : TERRITOIRE PROPICE AUX BIOCARBURANTS

La région Centre présente une diversité dans son système agricole. En effet, composée de six départements,

la région comprend de nombreux bassins de production, allant de la culture pure (SCOP) à l’élevage en

passant par tous les intermédiaires de polyculture élevage, et une diversité des productions animales.

2. 1. 1. Typologie des exploitations en région Centre

Comme le montre la carte n°1, le Nord de la région (Beauce) et une partie du sud de la région sont

principalement en système culture pure, le sud est caractérisé par un système d’élevage à forte densité

(Brenne, Boischaud, Vallée de Germigny). Des systèmes intermédiaires (Champeigne, Val de Loire,

Boischaut Nord) présentant une diversité de productions animales (bovins viande, porcins, ovins caprins…)

sont entre les deux, avec une zone fortement boisée (Sologne).

Le schéma ci-dessous présente la répartition des différents types d’exploitations:

4 350 exploitations spécialisées (viticulture,

arboriculture…)

12 100 exploitations « grandes cultures »

7 900 exploitations « élevage ou mixtes cultures-élevages »

33 050 exploitations en région Centre

24 350 « professionnelles »

Source : Cra Centre, typologie ROSACE

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Carte n°2 : répartition des surfaces de colza industriel en 2003

Sources : ONIOL

Schéma n°1 : Moteur à injection indirect

Sources : CIRAD

Injecteur

Préchambre de combustion

Piston

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Bases pour l’étude de l’HVP en région Centre

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 14

2. 1. 2. Les biocarburants en région Centre

La région Centre dispose de nombreux atouts par rapport aux perspectives de développement des

biocarburants. En effet, la production agricole y est performante, la région est à proximité des marchés (Ile

de France) et dispose d’atouts logistiques, de centres industriels ou universitaires de recherche dans le

domaine des biocarburants et de la motorisation.

Des travaux y sont menés sur la filière des carburants de synthèse et de deuxième génération (Pôle de

Formation et de Développement de Véhicule Terrestre d’Orléans), ou encore la filière hydrogène (spécificité

du Centre d’Étude Atomique de Tours).

Bien que privée de structure de transformation d’EMHV, le Centre est la première région productrice de

colza industriel (carte n°2). Les principaux bassins de production (Nord-Est de la France) sont situés à

proximité des lieux de transformation en biocarburant : DICO/SAIPOL à Grand-Couronne, ROBBE à

Compiègne et NOVOAL à Verdun.

en 2002 50 474 ha et en 2003 52 447 ha de colza sur jachère ont été cultivés à des fins de biodiesel (soit

18 % de la surface de production française).

Les perspectives pour 2010 des surfaces de colza cultivées à des fins énergétiques (avec l'hypothèse 5,75 %

de biodiesel et d'éthanol dans les carburants) sont estimées à 1 575 000 ha de colza biodiesel en France soit

283 000 ha pour la région Centre, ce qui représente pour le seul biodiesel l'équivalent de la surface régionale

totale actuelle de colza.4.

2. 2. MOTEURS DIESEL ET QUALITÉ DE CARBURANT

2. 2. 1. Les différents moteurs

Il existe deux grands types de moteur diesel : le moteur à injection indirecte, le plus ancien, et le moteur à

injection directe, ancienne et nouvelle génération.

2. 2. 1. 1. Le moteur à injection indirecte

Ce type de moteur se trouve sur quasiment tous les anciens tracteurs diesel et se fait de plus en plus rare. Il

est caractérisé par un système de préchauffage avec une chambre de précombustion interne au moteur

(schéma n°1), équipée de bougies de préchauffage (qui réchauffent l’atmosphère dans le moteur froid avant

l’arrivée du carburant par les injecteurs). La pression nécessaire pour une bonne explosion est « faible »

(entre 120 et 130 bars).

4 Estimation Benoit Tassin, Chambre régionale d’agriculture du Centre

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Schéma n°2 : Moteur à injection directe

Sources : CIRAD

Tableau n°5 : Caractéristiques du Fuel

Caractéristiques Gazole

Masse volumique (kg/m3, à 15°c) 820-845

Viscosité à 40°C (mm2/s) 2-4,5

Point éclair (°C) >55

Point de trouble (°C) <-5

CFPP (°C) <-15

PCI (kJ/kg) 42 300

Indice de cétane 51

Teneur en soufre (mg/kg) 350

Sources :Proléa dossier DIESTER

Injecteur

Zone de combustion

Piston

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Bases pour l’étude de l’HVP en région Centre

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 15

2. 2. 1. 2. Le moteur à injection directe

� Ancienne génération

On trouve généralement les moteurs à injection directe d’ancienne génération sur les camions, les tracteurs,

les groupes électrogènes, les machines agricoles et les bateaux. Il n’y a pas de système de préchauffage, le

carburant est directement injecté dans la chambre de combustion (schéma n°2) et la pression aux injecteurs

est plus forte (environ 200 bars), pour faciliter la combustion.

� Nouvelle génération

L’injection du carburant, contrôlée électroniquement, varie entre 1 000 et 2 500 bars de pression selon les

modèles. La pulvérisation du carburant est beaucoup plus fine et mieux répartie dans la zone de combustion,

ce qui nécessite un carburant très propre. Ces moteurs polluent et consomment beaucoup moins.

2. 2. 2. Les caractéristiques du fuel

Les moteurs ont été conçus pour fonctionner avec un type de carburant précis. Le tableau n°5 présente les

principales caractéristiques du fuel, l’ensemble des caractéristiques et des normes sont en annexe n°2.

L’agent traceur est le colorant rouge qui permet de faire la distinction « fiscale » gazole/fuel agricole.

La viscosité est une propriété importante du carburant. Elle influe sur le fonctionnement du système

d’injection, particulièrement à basse température. En effet, une augmentation de la viscosité affecte la

fluidité du carburant. Une viscosité plus élevée rend plus difficile l’atomisation du carburant et diminue ainsi

l’efficacité des injecteurs. La viscosité du fuel est de 9,5 mm²/s à 20°.

Le point éclair est la température à laquelle le carburant commence à émettre des vapeurs susceptibles de

former avec l'air un mélange dont l'inflammation se produit au contact d'une petite flamme utilisée comme

amorce.

Le point de trouble est la température à laquelle la paraffine ou la cire commence à se solidifier lorsque le

carburant est refroidi.

Le PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) est la quantité de chaleur produite par la combustion. Le PCI est de

42 300 kJ/kg.

L’indice de cétane est l’un des principaux critères d’appréciation du carburant diesel. Il caractérise le délai

d’allumage du carburant au moment de son injection dans la chambre de combustion. Un indice de cétane

élevé traduit un délai d’allumage court, cela facilite le démarrage à froid et réduit le bruit.

Le fuel contient du soufre qui a un rôle de lubrifiant pour les moteurs. Les évolutions législatives imposent

une réduction de 50 ppm en 2005 à 10 ppm d’ici 2009.

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Bases pour l’étude de l’HVP en région Centre

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 16

La température limite de filtrabilité permet de prévoir l’efficacité des carburants par basses températures.

Le point d’écoulement est la température à laquelle la quantité de paraffine (ou de cire) d’une solution est

suffisante pour faire figer le carburant ; il s’agit donc de la température la plus basse à laquelle le carburant

peut s’écouler.

La teneur en sédiment correspond aux impuretés présentes dans le carburant.

L’indice d’iode permet de mesurer le degré d’insaturation d’un carburant.

2. 3. ENCADREMENT DES BIOCARBURANTS

2. 3. 1. Dispositif européen de promotion des biocarburants

2. 3. 1. 1. Les directives

En 1999, une « campagne de décollage » est lancée par la Commission avec un objectif de 5 Mt de

biocarburants en 2003. Pour atteindre ces objectifs, deux directives ont été émises par la Commission

européenne, les directives 2003/30/CE et 2003/96/CE.

La première directive (2003/30/CE) contraint les États membres à incorporer une part minimale de

biocarburants dans les carburants fossiles. De 2 % en 2005, cette part doit augmenter de 0,75 % par an pour

atteindre en 2010 5,75 % de l’ensemble de l’essence et du gazole vendus pour le transport (calcul sur la base

énergétique). Cette directive est appelée la directive promotion.

La directive promotion des biocarburants précise également que, lorsque la teneur en biocarburant dépasse

5 % des mélanges, un étiquetage spécifique est imposé aux points de vente. La possibilité d’utilisation

d’HVP est explicitement citée dans cette directive5. « "huile végétale pure" : huile produite à partir de

plantes oléagineuses par pression, extraction ou procédés comparables, brute ou raffinée, mais sans

modification chimique, dans les cas où son utilisation est compatible avec le type de moteur concerné et les

exigences correspondantes en matière d'émissions ».

La deuxième directive (2003/96/CE) permet aux États membres de baisser le niveau de taxation sur les

carburants qui contiennent du biocarburant, à concurrence du montant de l’accise qui serait due sur le

volume de biocarburant mais avec un maximum de 50 % du montant de l’accise normale du carburant

correspondant (gazole dans le cas de l’EMHV).

Chaque pays membre a la possibilité d’adapter sa fiscalité en fonction des orientations choisies.

5 Directive 2003/30/CE article 2, paragraphe j

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Tableau n°6 : agréments actuels et évolutions

Production en 2003 Projection en 2010

(Estimation à partir des rapports de production actuels)

Ester d’huile produit

% d’incorporation

dans le gazole en énergie

Surface consacrée

co-produits Ester

d’huile à produire

% d’incorporation dans le gazole

(Directive promotion)

surface à consacrer

co-produits

310 000 T 0,95 %

(322 605 T incorporées)

220 000 ha

Glycérine 31 000 T

Tourteaux 477 000 T

1,950 MT 5,75 % 1,385 Mha

Glycérine 195 000 T Tourteaux

3 MT

Sources : I Ghestem CA 27

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Bases pour l’étude de l’HVP en région Centre

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 17

2. 3. 1. 2. Aide aux cultures énergétiques

Au-delà des mesures fiscales, il existe un Crédit Carbone qui est une importante incitation financière (Aide

aux Cultures Energétiques - ACE) favorisant la production de carburants verts. L’ACE instaurée dès la

récolte 2004 s’élève à 45 €/ha6. Elle concerne plus particulièrement les producteurs qui consacrent une partie

de leurs surfaces hors jachère à des cultures destinées à la production de produits énergétiques (chaleur,

électricité ou carburant).

2. 3. 2. En France, une défiscalisation soumise à agréments

La France est à l’origine du développement des biocarburants sur les terres mises en jachère. Elle est la

première à mettre en place les filières industrielles correspondantes grâce à une forte mobilisation des

organisations professionnelles agricoles des secteurs céréale, betterave et oléagineux. Elle reste le seul pays à

avoir créé simultanément deux filières, l’une pour l’éthanol incorporé à l’essence, l’autre pour l’EMHV

incorporé au diesel.

2. 3. 2. 1. Agréments

En France, la production d’EMHV fait l’objet d’agréments de production permettant une défiscalisation sur

la vente de biocarburant (387 500 tonnes défiscalisées en 2004). Cette aide est répartie entre différents

opérateurs :

• DIESTER INDUSTRIE, 3 usines d’estérification

- Venette (60) - Société ROBBE : 83 500 t

- Grand-Couronne (76) - Société DICO/SAIPOL : 260 000 t

- Boussens (31) - Société COGNIS : 33 000 t

• NOVAOL à Verdun (55) : 1 000 t

• ADM

- Leer (Allemagne) : 5 000 t

- Hambourg (Allemagne) : 5 000 t

La France a incorporé 322 605 t d’ester d’huile en 2003 soit 0,95 % du gazole consommé (en énergie)7. Pour

respecter la directive promotion, les capacités de production devraient être multipliées par 6 d’ici 2010 (pour

un total de 1,95 Mt d’ester d’huile (tableau n°6).

Le gouvernement a prévu un agrément de 480 000 t supplémentaires de biodiesel d’ici 2007.

De nouvelles usines entreront en service d’ici 2007, les usines de Sète (160 000 t), Mériot (130 000 t),

Compiègne (90 000 t) et Saint-Nazaire (120 000 t)8.

6 Politique Agricole Commune (PAC) 2003 : Le crédit Carbone : l’aide aux cultures énergétique (ACE)

7 Vincent M-H. Dossier biocarburants, Réussir Céréales grandes cultures, déc 2004.

8 Agrafil 7 juin 2005

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Tableau n°7 : Taxe Intérieur de Consommation (TIC) sur les carburants

Pour 2004 Unité Taxe intérieure €

Supercarburant hl 63,96

Supercarburant sans plomb hl 58,92

Gazole hl 41,69

Émulsion d'eau dans le gazole (EEG) hl 24,54

Fioul domestique hl 5,66

Essences aviation hl 32,36

GPL carburant hl 5,99

Fiouls lourds t 18,50

Sources : d’après le ministère de l'économie, des finances et de l'industrie, les lois de finances successives et l'évaluation des voies et moyens annexée au projet de loi de finances pour 2004.

Tableau n°8 : Évolution des dispositifs de défiscalisation de la part des biocarburants incorporés au gazole

2002 2003 2004

EMHV

Montant de la réduction

(en euros/hectolitre) 35,06 35 33

Taux de TIPP applicable (en euros/hectolitre)

2,29 puis 3,84

4,19 8,69

Sources : d'après le Ministère de l'économie, des finances et de l'industrie, les lois de finances successives et l'évaluation des voies et moyens annexée au projet de loi de finances pour 2004

Schéma n°3 : Procédé de fabrication du Diester

Sources : Proléa

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Bases pour l’étude de l’HVP en région Centre

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 18

Le gouvernement a annoncé le 18 mai 2005, le lancement d’un nouvel appel à projets concernant 700 000 t

d’agréments supplémentaires d’EMHV pour 2008-2010.

2. 3. 2. 2. Éléments de fiscalité

Le tableau n°7 présente la Taxe Intérieure de Consommation (TIC), anciennement Taxe Intérieure sur les

Produits Pétroliers (TIPP). En France, le gazole est taxé à hauteur de 41,69 €/hl. La défiscalisation accordée

par le gouvernement sur les EMHV de 33 €/hl pour 2004 (tableau n°8), ce qui porte la TIC à 8,69 €/hl.

2. 4. COÛT DES BIOCARBURANTS

Les biocarburants restent, malgré tout, handicapés par leur prix par rapport aux carburants fossiles. Le coût

de production des biocarburants avant défiscalisation se situe autour de 0,45 €/L quand le prix de vente hors

taxe des carburants en France oscillait en 2003 entre 0,24 et 0,36 €/L. Avec de plus grandes capacités, de

meilleurs rendements et la baisse des frais d'amortissements, les coûts de production seront moins élevés.

Pour pouvoir se développer et présenter un avantage certain par rapport aux carburants classiques, il est vital

que les filières concernées bénéficient d'un avantage fiscal. Sans aide, les biocarburants deviennent

compétitifs quand le prix du baril de pétrole dépasse les 45 à 50 $ (si 1,0 € = 1,3 $)9.

2. 5. UN BIOCARBURANT INDUSTRIEL : L ’EMHV

2. 5. 1. Procédé de fabrication de l’EMHV

La fabrication d’EMHV comprend deux phases (extraction et estérification), qui conduisent à la production

d’huile estérifiée, de tourteaux (2 % de matière grasse) et de glycérine (utilisée en cosmétique).

Le colza est une plante oléagineuse qui peut contenir jusqu’à 44 % d’huile. L’huile est extraite de la graine

par un procédé industriel, dit « extraction à chaud ». Ce type de procédé permet d’extraire la quasi-totalité de

l’huile par solubilisation dans des solvants organiques (hexane). L'extraction se fait par lavage par

percolation à contre-courant du solvant chauffé à 50-60°C pendant 4 à 5 heures.

Le miscella (mélange d'huile et de solvant) est ensuite distillé pour séparer l'huile et l'hexane. Les tourteaux

sont désolvantisés par chauffage à 115 - 120°C sous aspiration puis par injection de vapeur dans un toaster.

Les vapeurs du toaster sont condensées pour récupérer l'hexane entraîné.

L’huile végétale subit une trans-estérification pour être substituée aux produits pétroliers. La réaction

chimique (schéma n°3) entre l’huile et un alcool (méthanol) permet d’obtenir de l’ester méthylique d’huile

végétale, communément appelé DIESTER® (contraction de DIesel et ESTER, marque déposée par

SOFIPROTEOL). 1 tonne d’huile donne 1 tonne d’EMHV.

9 J MASSE. La montée en puissance d’une filière. ARVALIS - Institut du végétal. Conférence de presse BIOETHANOL du 01.03.05 au SIMA

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Tableau n°9 : Comparaison EMHV Gazole Caractéristiques Gazole Ester de colza

Masse volumique (kg/m3, à 15°c) 820-845 880-885 Viscosité à 40°C (mm2/s) 2-4,5 4,5

Point éclair (°C) >55 188 Point de trouble (°C) <-5 -3

CFPP (°C) <-15 -12 PCI (kJ/kg) 42 300 37 040

Indice de cétane 51 49-51 Teneur en soufre (mg/kg) 350 10-2

Sources : www.prolea.com

Graphique n°5 : Prix de Marché des Tourteaux. Campagne 2001/02 à 2004/05

Tableau n° 10 : Caractéristiques chimiques et nutritionnelles : comparaison du tourteau de soja 48 et du tourteau de colza déshuilé

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Bases pour l’étude de l’HVP en région Centre

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 19

2. 5. 2. Caractéristiques des produits de la filières EMHV

2. 5. 2. 1. L’huile estérifiée

Les industriels de la lipochimie sont à la recherche d’acides gras à chaîne longue qui présentent des

caractéristiques assez proches des molécules issues de l’industrie pétrolière. L’estérification permet de

s’affranchir des caractéristiques physico-chimiques de l’huile pure pour s’approcher de celles du gazole

(tableau n°9) auquel elle peut alors être mélangée à hauteur de 30 % sans qu’il y ait de modification à

apporter aux moteurs des véhicules.

L’EMHV se différencie toutefois du gazole par sa masse volumique plus importante, son point éclair plus

élevé, son PCI plus faible et sa teneur en soufre bien moins importante. Ces différences permettent

d’améliorer la qualité du gazole grâce au mélange.

L’EMHV contient 11 % d’oxygène ce qui favorise la combustion du carburant dans les moteurs (avec un

indice de cétane identique).

Des expérimentations menées par l’Institut Français du Pétrole (IFP) ont montré que l’incorporation d’ester

d’huile de colza à hauteur de 2 % améliore significativement le pourvoir lubrifiant des gazoles. L’EMHV

permet ainsi de réduire la teneur en soufre des gazoles. L’absence de soufre dans le DIESTER® améliore le

fonctionnement des pots catalytiques10.

2. 5. 2. 2. Caractéristique du tourteau industriel

Contrairement aux tourteaux issus de pressage à la ferme, les tourteaux produits lors de la fabrication

d’EMHV ont une teneur faible en huile (2 à 3 %). Le prix du tourteau de colza a fortement chuté depuis

2001 (graphique n°5), passant de 180 à 110 €/t en juin 2005. Depuis 1 an, les cours fluctuent aux alentours

de 110 à 120 €/t.

Le tourteau de colza peut se substituer au tourteau de soja avec lequel il est en concurrence (tableau n°10).

Obtenu à partir de variétés double zéro, il est dépourvu d’effets anti-nutritionnels préjudiciables à certains

animaux (porcs, volailles).

Moins concentré en protéines et moins énergétique que celui de soja, le tourteau de colza demeure, pour cette

raison, moins bien adapté à l’alimentation des volailles (croissance rapide réclamant une alimentation

concentrée en protéines), l’incorporation peut se faire jusqu’à 15 % en volaille de chair.

En alimentation porcine (porc en croissance), le tourteau de colza industriel procure un avantage économique

significatif, car il peut partiellement être substitué au tourteau de soja (15 %).

10 Béatrice MAURER, Bruno COSTES « BIOCARBURANTS PSA Peugeot Citroën et les biocarburants ». Oléagineux, Corps Gras, Lipides. Volume 9, Numéro 5, 304-7, Septembre - Octobre 2002, La filière

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Bases pour l’étude de l’HVP en région Centre

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 20

Pour l’alimentation des bovins à viande, une substitution totale par du tourteau de colza est, elle aussi,

économiquement compétitive11.

En ce qui concerne l’alimentation des vaches laitières12, le tourteau de colza présente en plus des avantages

qualitatifs, en abaissant le taux butyreux (TB) du lait sans changer le taux protéique (TP). L’incorporation de

colza aurait également un effet positif sur la quantité de lait produite.

En plus de la production de tourteau dont la France est déficitaire (production de 1,9 Mt en 2002 dont 40 %

de colza et importation de 5,4 Mt en 2002 dont 83 % de soja)13, la production d’EMHV présente de

nombreux autres atouts (environnementaux, sociaux) mais aussi des contraintes en matière d’utilisation.

2. 5. 3. Atouts et contraintes de l’EMHV

2. 5. 3. 1. Emplois créés ou maintenus par la filière colza biodiesel14

La marge brute supplémentaire de cette filière pour les agriculteurs de la région Centre est évaluée à

13 millions d’euros pour 50 000 ha.

En effet, les paiements PAC sont inchangés, qu’il y ait culture énergétique ou non sur la jachère. Le

supplément de marge brute de la jachère est donc constitué par la vente de colza.

Ces 13 millions d’euros représentent 297 emplois (marge brute d’1 UTA grande culture : 43 767 € hors

subventions).

En ce qui concerne les organismes stockeurs, l’activité économique supplémentaire est équivalente à

100 emplois créés ou maintenus (suppléments marges brutes collectes et suppléments marges brutes ventes

intrants).

11 Le tourteau de colza une source de protéines équilibrée en alimentation animale. Fiche technique. PROLEA CETIOM. Janvier 2001

12 ENFA Toulouse – Auzeville avec la participation de l’ITEB, de l’ONIDOL et du CETIOM. Tourteau de colza 00 testé sur sept troupeaux laitiers de lycées agricoles.

13 www.prolea.com.

14 Estimation Benoît Tassin Chambre régionale d’agriculture du Centre

€/ha Ha de colza biodiesel Supplément

Supplément de Marge brute colza + 210

Marge négative intrant sur jachère - 50 50 000 13 millions

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Tableau n°11 : bilan énergétique

Sources : ECOBILAN ADEME

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Bases pour l’étude de l’HVP en région Centre

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 21

2. 5. 3. 2. Des bénéfices pour l’environnement

Le Diester est inodore et biodégradable à plus de 98 % en 21 jours.

Dans une étude menée par le cabinet PricewaterhouseCoopers15 , deux indicateurs permettent de qualifier les

effets sur l’environnement des différents carburants :

• indicateurs gaz à effet de serre (impact des émissions de CO2, CH4, et N2O)

L’impact sur l'effet de serre de la filière fossile est 3,5 fois supérieur à celui des filières EMHC (ester

méthylique d’huile de colza), ce qui signifie qu’une tonne d’EMHC permet d’économiser 3,5 t de CO2.

Si l’on compare les émissions d’un mélange contenant 30 % de Diester (autorisé dans les flottes

captives) à celles du diesel, on constate16 :

- une réduction des hydrocarbures imbrûlés de près de 15 %

- une réduction du monoxyde carbone d’environ 13 %

- pas d’augmentation des oxydes d’azote

- une réduction de près de 20 % des particules.

• Bilan énergétique

En terme énergétique (tableau n°11), le rapport énergie restituée/énergie non renouvelable mobilisée

est, là aussi, bien meilleur pour les filières biocarburants avec un rapport de 2,99 pour l’EMHC contre

0,917 pour le gazole.

L’étape de culture contribue pour 40 % au bilan de EMHC, la première transformation industrielle

(transformation des graines en huile) contribue pour 20 % et la seconde (estérification) pour 20 %.

2. 5. 3. 3. Limitation d’utilisation

L’EMHV ne peut pas être utilisé à 100 % en substitution du gazole. La France autorise l’adjonction de 5 %

de biodiesel dans le gazole (ce taux bénéficiant de la garantie des motoristes) pour une distribution banalisée,

ce seuil pouvant être relevé à 30 %, avec des dérogations possibles jusqu’à 50 % (mais sans la garantie de

tous les motoristes) pour les véhicules appartenant à des flottes captives directement approvisionnées par des

distributeurs de carburant.

Les procédés industriels permettent d’augmenter les rendements d’extraction, et l’estérification de l’huile

permet d’avoir un carburant stable, répondant ainsi aux exigences des moteurs. C’est la voie choisie par la

profession qui s’est structurée et organisée autour de ce procédé. L’EMHV est utilisé pour le carburant,

l’utilisation de combustible reste à base de produits pétroliers.

Il est techniquement possible d’extraire de l’huile de façon artisanale et de l’utiliser en carburant et

combustible, sans passer par l’estérification. Cette possibilité se fait tout de même sous des conditions bien

précises. C’est ce que nous allons voir dans la suite de ce mémoire.

15 ADEME, ECOBILAN, DIREM. Bilans énergétiques et gaz à effet de serre des filières de production de biocarburants en France. Note de synthèse. Décembre 2002.

16 IFP. Octobre 2000

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Problématiques

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 22

3. PROBLÉMATIQUES

Le potentiel de développement des énergies renouvelables dans les exploitations agricoles est une voie de

diversification des agro-ressources. 4 % de l’énergie produite en France est issue de la biomasse.

De plus en plus d’agriculteurs s’intéressent au solaire, à l’éolien, à la méthanisation et à la valorisation

énergétique des différentes ressources végétales.

L’intérêt renforcé des agriculteurs depuis quelques temps pour les filières « courtes » d’utilisation d’huiles

végétales non estérifiées comme carburant et combustible, crée un nouveau champ de compétence pour les

conseillers qui doivent répondre à ces nouvelles demandes en conseils et références.

Les Chambres départementales d’agriculture et la Chambre régionale d’agriculture du Centre souhaitent se

donner les moyens d’accompagner les agriculteurs dans leurs démarches en fournissant les informations

nécessaires (techniques, économiques et législatives) à la prise de décision.

La filière courte HVP prend de plus en plus d’ampleur. Les projets se lancent et se concrétisent, notamment

en région Centre. Les aspects techniques concernant le procédé de transformation de l'huile sont de plus en

plus étudiés par les agriculteurs eux-mêmes, et de nombreux revendeurs de matériel sont présents sur le

marché français.

Les aspects économiques sont en revanche moins pris en compte par les agriculteurs qui mettent en avant

l’indépendance énergétique et l’autonomie alimentaire de leurs exploitations.

Il devient donc nécessaire de faire un état des lieux de cette micro filière, en région Centre, en étudiant la

faisabilité technique (synthétiser et formaliser les données actuelles) et les intérêts économiques de la

production d’Huile Végétale Pure en circuit court pour des usages de biocarburant et biocombustible.

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Méthodologie

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 23

4. MÉTHODOLOGIE

Le travail qui m’a été confié par la Chambre régionale d’agriculture du Centre est d’éclaircir la situation

technique, économique et législative autour de l’utilisation d’HVP en tant que biocarburant et

biocombustible, afin de pouvoir répondre clairement et objectivement aux demandes des conseillers et des

agriculteurs de la région.

Menés en parallèle, un travail bibliographique de relevé et recoupement de travaux et d’expériences, ainsi

qu’un recensement des projets dans la région ont permis d’une part de faire le point sur l’existant (technique

et législatif) et d’autre part de cibler les besoins des différents groupes (conseillers, agriculteurs, autres

partenaires tels que l’ADEME). Suite à la définition de ces besoins, des outils ont été établis pour pouvoir y

répondre.

4. 1. ACQUISITIONS DES BASES

4. 1. 1. Recherche de travaux sur le sujet

Bien que depuis les années 80, le sujet de l’HVP soit connu, les références et les écrits dans le domaine sont

peu nombreux. Les travaux de Scheidecker (1997), de Ferchau du Folkcenter (2000) et le projet TRICOF de

Valbiom (2004) sont les plus récents et ceux qui touchent le sujet dans son ensemble.

Plus récemment, de nombreuses Chambres d’agriculture, ainsi que différentes OPA et associations se sont

penchées sur certains points précis de la production et l’utilisation d’HVP, en France.

En effet, on peut citer les expériences sur le tourteau de colza à la ferme des Trinnotières par la Chambre

d’agriculture de Maine-et-Loire, le travail de la FDCUMA Mayenne et du CIVAM Loire-Atlantique sur les

petits ateliers de pressage, les essais moteurs (mesure d’émissions de polluant) par l’ADEME, la FNCUMA

et l’ESA d’Angers, les essais de puissance et d’adaptation moteur par le CIRAD, les essais de combustible

par IRIBIOM, le CIRAD et Cuéno...

La presse agricole, locale et nationale, relate de plus en plus de lancements de projets, et réalise quelques fois

des petits dossiers sur ces nouveaux sujets. Une revue de presse est disponible en annexe n°3.

De nombreux sites Internet traitent du sujet des HVP, avec plus ou moins de sérieux et de rigueur. On trouve

également les sites Internet des constructeurs et revendeurs de matériels de production et d’utilisation

d’HVP, ainsi que de nombreuses explications et schémas pour modifier les moteurs.

Ces sites peuvent être triés en différentes classes :

• Les sites personnels : certains utilisateurs expliquent comment ils ont modifié leurs moteurs, comment ils

fabriquent ou se fournissent de l’HVP. Ce sont souvent des sites à forte tendance écologique, où est mis

en avant le caractère renouvelable, non polluant et naturel de ce type de carburant.

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Tableau n°12 : Etat des lieux des projets HVB en région Centre

Cher Eure-et-Loir Indre Indre-et-Loire Loir-et-Cher Loiret

HVP 1 10 26 2 3 9

dont réalisé 0 1 3 1 0 0

en réflexion 0 8 15 1 1 7

Chaudière polycombustibles 2 1 23 3 0 2

Autres 0 3 3 0 0 2

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Méthodologie

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 24

• Les sites d’association : on peut citer l’association « roule ma fleur », l’IFHVP (Institut Français des

Huiles Végétales Pures) comité de soutien à Alain Juste, gérant de la Société Valénergol.

• Les forums de discussion : Très nombreux, ces forums fournissent un grand nombre d’informations, de

contacts et d’échange de techniques. Les thématiques générales de ces forums concernent les énergies

renouvelables mais avec un poids très important donné à l’HVP.

• Les sites de professionnels : constructeurs et revendeurs de matériel, et OPA qui suivent le mouvement

impulsé par les agriculteurs.

Les données présentées dans ce mémoire sont en partie issues du recoupement et de la synthèse des

informations fournies par ces sources.

4. 1. 2. Rencontre avec les différents acteurs

De nombreux contacts téléphoniques avec les constructeurs, revendeurs et utilisateurs ainsi que des

rencontres avec les professionnels lors de différents salons (SIA, SIMA, Salon des énergies renouvelables de

Lyon) ont permis de collecter des informations et de les rediffuser.

La prise de contact avec différents conseillers et animateurs m’a permis de voir que l’ensemble des

compétences agricoles était mobilisé sur le sujet (conseillers diversification, machinisme, élevage…).

Enfin, de nombreux stagiaires de formations et structures d’accueil diverses, travaillent sur ce sujet

(Chambres d’agriculture, CUMA, Syndicats, Associations). Nous avons échangé des informations. Un forum

de discussion par l’intermédiaire de listes de diffusion mail nous a permis d’avancer dans nos recherches et

nos méthodologies. Une réunion a été organisée entre ces stagiaires afin de présenter nos travaux respectifs

et de prendre connaissance des travaux en cours en France.

4. 2. SITUATION SUR LE TERRAIN

4. 2. 1. Etat des lieux des projets

Afin visualiser la situation des projets HVP en région Centre et de juger du dynamisme de la région sur les

énergies renouvelables, un état des lieux a été réalisé par le biais des GDA (320 envois). Une prospection a

été menée en parallèle auprès des Chambres d’agriculture et des CUMA.

Des contacts téléphoniques et rencontres avec les porteurs de projets les plus avancés ont permis d’affiner les

données.

Le tableau n°12 fournit les résultats de ces retours. Une part important des projets à l’état de réflexion montre

bien la dynamique et l’intérêt que porten les agriculteurs de la région à l’HVP.

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Tableau n°13 : Groupe de travail HVP

STRUCTURE NOM

Chambre régionale d’agriculture du Centre VALTER Francis

Chambre départementale du Cher DAL Sophie

Chambre départementale d’Eure-et-Loir TOUTAIN Aurélie

Chambre départementale d’Indre BOURREAU Jean Marie

Chambre départementale d’Indre-et-Loire CHOPINEAU Jean Louis

Chambre départementale du Loir-et-Cher DESCOUREAUX Dominique

Chambre départementale du Loiret LEJARS Laurent

ADEME CAZAUX Pierre Louis

FRCUMA BOURON François

FRGEDA DE TORCY Bertrand

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Méthodologie

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 25

Selon les retours, on dénombre 5 presses en fonctionnement en région Centre. Néanmoins, il est

vraisemblable que des investissements aient été réalisés par des agriculteurs hors des circuits consultés par

l’enquête (GDA, CUMA) ou ne souhaitant pas faire connaître leur activité.

4. 2. 2. Niveau de connaissance

Lors de discussions ou d’interventions, il m’a été permis de constater que les connaissances étaient confuses,

voir inexistantes sur certains points. En effet, des confusions avec l’EMHV étaient très souvent présentes et

de fausses certitudes sur la législation étaient bien ancrées à cause d’informations erronées. Enfin, certains

groupes ne se rendaient pas compte de la charge de travail que pouvait demander ce nouvel atelier.

Il existe, sur ce type de projet, deux catégories d’agriculteurs dans la région, mais aussi en France :

• Les « convaincus » : ces agriculteurs ou groupes d’agriculteurs se sont déjà lancés dans cet atelier, bien

souvent par conviction, et se font leur propre expérience. L’aspect économique de l’atelier n’est pas pris

en compte ou vient au second plan.

• Les « prudents » : ces agriculteurs intéressés par l’atelier veulent des garanties avant de se lancer. Pour

ce groupe, l’aspect économique à un poids important, mais non essentiel. La situation législative freine

une partie d’entre eux.

4. 2. 3. Les besoins des agriculteurs

Ce recensement a également permis de mettre en évidence les besoins des groupes.

Ces besoins étaient d’ordre :

• Techniques : Quels matériels sont disponibles ? Comment produire et utiliser de l’HVP ?

• Économiques : Quel est le prix de revient de l’HVP ? Est ce réellement intéressant ?

• Législatifs : Quelle est la situation législative française sur les différentes utilisations ?

La définition de ces besoins a permis d’établir un plan d’action complémentaire à la collecte d’information, à

savoir la création d’outils méthodologiques d’aide à la décision et à la communication.

4. 3. ACTION MISE EN OEUVRE

4. 3. 1. Démarche de conseil

4. 3. 1. 1. Création d’un réseau d’échange d’information, d’un groupe de travail

Un groupe travail, composé de différents organismes et structures, a été créé autour du sujet des HVP en

région Centre (tableau n°13).

Sa création a facilité la centralisation et la diffusion d’informations sur l’HVP. Les questions sur la

production, l’utilisation, la législation et les intérêts économiques de l’atelier reviennent dans chaque

département. Ce groupe a, par ailleurs, échangé expériences, contacts et conseils.

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Il a également permis de mettre en contact un interlocuteur privilégié par département avec les structures

régionales (Chambre régionale, ADEME, FRCUMA et FRGEDA).

4. 3. 1. 2. Communication et aide à la structuration des projets

La diffusion d’informations s’est faite par différents moyens :

• Envois de synthèses à l’ensemble du groupe de travail

• Réunions d’information et bilan de stage en Chambre régionale avec ce même groupe

• Interventions en Chambres départementales auprès de conseillers (Indre, Eure-et-Loir)

• Réunions d’informations auprès des agriculteurs en partenariat avec les conseillers (Eure-et-Loir et

Loiret)

• Intervention auprès de groupes d’agriculteurs (Loir-et-Cher)

• Participation à un salon régional de la FRCUMA (Méca-Céréales, dans le Loiret)

• Réponses téléphoniques apportées aux agriculteurs

• Création de poster grand public, affiches et PowerPoint pour fêtes agricoles…

• Publication dans "Les nouvelles brèves de la Chambre régionale" (annexe n°4), rédaction d'un encart

(A4 recto-verso) diffusé à environ 600 interlocuteurs (membres de Chambres, Chambres régionales de

France, OPA, partenaires…)

4. 3. 2. Outil d’aide à la décision

Pour investir dans l’atelier HVP, il est nécessaire d’être en possession de l’ensemble des paramètres. Il est

donc important de connaître le matériel disponible pour optimiser son projet et ne pas calquer son projet sur

ce que l’on peut voir.

4. 3. 2. 1. Liste de matériel

Deux types d’équipement sont nécessaires : les équipements de production et les équipements de

consommation. La centralisation des références de ce matériel permet de fournir aux conseillers et

agriculteurs une liste, non exhaustive, de matériel utilisable. Cela permet de voir qu’il en existe plus que ce

que l’on peut voir dans la presse.

� Les équipements de production

Il existe de nombreuses presses à froid de différentes capacités. Le recensement effectué est présenté en

annexe n°5. Les expériences en France tournent autour de quelques modèles (TÄBY 55, Oléane, Oekoteck et

Reinartz AP08). Hormis quelques retours d’expériences, il n’existe aucune étude comparant les

performances des différents matériels disponibles.

Il en va de même pour la partie filtration. Il existe de nombreux filtres disponibles sur le marché (annexe

n°6), seul quelques-uns sont utilisés, bien souvent pour des raisons de disponibilité. Généralement les

revendeurs de presses fournissent le filtre. L’agriculteur peut donc acheter directement son « pack HVP »,

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Méthodologie

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 27

composé d’une presse et d’un filtre, au lieu de le composer lui-même en fonction des différents produits

existants.

On peut également adapter des outils d’autres filières comme les filtres utilisés en agroalimentaire.

� Équipement de consommation

L’utilisation d’HVP en tant que biocarburant nécessite souvent d’équiper son tracteur d’un kit de

bicarburation. Les prix varient de 500 € à plus de 1 000 € en fonction du degré d’automatisme. Ces kits sont

disponibles chez les revendeurs français de matériel de pressage (EURL Laplace, Barrault…) mais aussi

disponibles en commande sur Internet (ATG, Elsbett…).

Pour utiliser l’HVP en tant que biocombustible, il est nécessaire d’avoir un brûleur adapté à l’huile. Bien que

l’IFHVP 17 fournisse une liste de brûleurs à huile, seul trois marques paraissent disposer réellement d’une

offre adaptée. Il s’agit des marques allemandes Guierch et Kroll et de la marque italienne AR-CO. Celles-ci

proposent des brûleurs de petites et moyennes capacités pour le chauffage individuel ou de capacités

supérieures pour le séchage de fourrage ou céréales.

4. 3. 2. 2. Feuille de calcul.

Afin de répondre aux attentes économiques des agriculteurs et des conseillers, une feuille automatisée de

calcul de prix de revient de la production d’HVP a été conçue (annexe n°7). Elle permet de pointer les

facteurs induisant les variations économiques, de proposer une liste (non exhaustive) de matériels pouvant

répondre aux projets et de faire correspondre la simulation à l’exploitation (en rentrant ses propres

références).

Cette feuille a été testée et utilisée avec des agriculteurs afin de la valider. Elle a permis d’établir des

simulations chiffrées de projets concrets.

La feuille de calcul a également été mise à la disposition de tout utilisateur du site Internet de la Chambre

régionale d’agriculture du Centre où elle est téléchargeable18.

17 IFHVP Comité de soutien Valénergol. Fabricants européens de brûleurs pour chaudière fioul compatibles avec l’ Huile Végétale Pure.2004

18 www.centre.chambagri.fr -dossier économie- calcul du prix de revient de l’HVP

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 28

5. L’HVP, UN BIOCARBURANT ARTISANAL

5. 1. UNE LÉGISLATION EN PLEINE ÉVOLUTION

Comme indiqué au chapitre « encadrement des biocarburants », l’utilisation en biocarburant d’huile végétale

pure est autorisée par la Directive européenne 2003/30/CE. La France doit retranscrire cette directive depuis

le 1er janvier 2005.

5. 1. 1. Position actuelle française

5. 1. 1. 1. L'utilisation de l’HVP à la carburation est interdite

La composition des carburants est fixée par arrêtés ministériels. Les huiles végétales pures ne sont pas

reprises par l'arrêté du 22/12/78 modifié qui fixe la liste des carburants autorisés au regard des dispositions

de l'article 265 ter du code des douanes. L'usage de l’HVP à la carburation, même dans des engins agricoles

et sur le site de l'exploitation agricole, est donc interdit.

Cette interdiction est valable sur les moteurs roulants (tracteurs, moissonneuses-batteuses…) et sur les

moteurs fixes (pompe d’irrigation, groupe électrogène…).

5. 1. 1. 2. L'utilisation de l’HVP comme carburant rend la TIC exigible

L'article 265-3 du code des douanes qui reprend le principe communautaire d'équivalence prévoit que « Tout

produit destiné à être utilisé, mis en vente ou utilisé comme carburant pour moteur ou comme additif ou en

vue d'accroître le volume final des carburants pour moteur est assujetti à la taxe intérieure de consommation

au taux applicable au carburant dans lequel il est incorporé ou auquel il se substitue ».

Dès lors, l’utilisation d’huile végétale pure en tant que carburant peut faire l’objet d’une taxe de 5,66 €/hl,

équivalent à celle appliquée au fuel

5. 1. 1. 3. L’utilisation de l’HVP comme combustible

A ce jour, il n’existe aucune taxe frappant l’HVP utilisée en tant que combustible. Cependant, la situation

actuelle ne présage pas de l’évolution future de la réglementation fiscale. Celle-ci intégrera, dans le droit

national français, la directive européenne 2003/96/CE, instituant la taxation de toutes les matières

énergétiques.

L’utilisation et la vente de l’HVP en substitution du fuel de chauffage (FOD) sont autorisées. Un taux de

TVA de 19,6 % est appliqué lors de la vente.

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 29

� Le crédit d’impôt de 40 %

Depuis le 1er janvier 2005, le crédit d'impôt pour les dépenses d’équipement de l’habitation principale est

désormais ciblé sur les équipements les plus performants en matière d’économie d’énergie (15 % à 25 % de

crédit d’impôt) et soutient fortement (40 %) les équipements utilisant les énergies renouvelables.

L’arrêté du 9 février 2005 de la Loi de finance 2005 précise la liste des équipements, matériaux et appareils

concernés ainsi que les caractéristiques techniques et les critères de performance minimale requis pour

l’application du crédit d’impôt.

Les chaudières polycombustibles et à l’huile peuvent bénéficier théoriquement de ce crédit d’impôt.

« Equipements de chauffage ou de production d’eau chaude fonctionnant au bois ou autres biomasses dont

le rendement énergétique doit être supérieur ou égal à 65 % ».

5. 1. 2. Perspectives d’évolution

Le projet de loi d’orientation agricole prévoit l’autorisation de l’utilisation d’HVP en tant que carburant

agricole ainsi que son exonération totale de TIC, sous certaines conditions.

L’article 12 du projet de loi modifie l’article 265 bis A du code des douanes en ajoutant l’article suivant : « 1

bis. - Les huiles végétales pures, utilisées dans les conditions prévues à l’article 265 ter comme carburant

agricole dans les exploitations agricoles sur lesquelles elles auront été produites bénéficient d’une

exonération de la taxe intérieure de consommation. »

Il modifie également l’article 265 ter par « (…) 2. Dans les cas où elle est compatible avec le type de moteur

utilisé et les exigences correspondantes en matière d’émissions, l’utilisation en autoconsommation comme

carburant agricole d’huile végétale pure dans les exploitations agricoles sur lesquelles elle aura été

produite peut être autorisée à titre expérimental jusqu’au 31 décembre 2007 dans les conditions prévues par

décret. (…) »

Il est prévu que la loi soit discutée à l’automne au parlement. Sauf amendement modifiant ces dispositions,

l’autorisation d’utilisation pourrait être effective courant 2006, après la parution d’un décret d’application.

La loi semblant évoluer dans un sens d’ouverture, il est important de montrer qu’il est techniquement

possible de produire et d’utiliser, sur l’exploitation, un carburant composé entièrement d’huile, en

substitution au fuel. La conformité aux exigences environnementales doit également être démontrée.

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Schéma n°4 : Schéma de production d’huile Photographie n°1 : Atelier de production d'HVP

Sources : Chambre départementale d'agriculture de l'Eure Schéma n°5 : Flux de matière lors du pressage à froid

Sources : Ferchau, Folkcenter

Schéma n°6 : presse à barreaux

Sources : Folkcenter for renewable energy, 2000

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 30

5. 2. TECHNIQUES DE PRODUCTION DE L ’HVP

A la différence des procédés industriels qui requiert de nombreux traitements, seules trois étapes sont

nécessaires à la production d’Huile Végétale Pure:

• la trituration qui est la phase d’extraction de l’huile

• la décantation qui permet de supprimer les grosses impuretés

• la filtration qui permet de purifier l’huile.

Le schéma n°4 et la photographie n°1 permettent de visualiser le procédé artisanal de la production d’huile.

Le flux de matière durant ce procédé est représenté dans le schéma n°5. La trituration du colza produit 1/3

d’huile et 2/3 de tourteau.

5. 2. 1. Pressage / Trituration

Un taux d’humidité compris entre 5 et 8 % et un taux d’impureté inférieur à 2 % permettent d’optimiser la

trituration. Il n’est pas nécessaire d’installer un trieur, un réglage correct de la moissonneuse batteuse suffit19.

Une presse permet, au moyen d’une vis sans fin, de produire de l’huile de première pression à froid et du

tourteau. Les débits varient de 4 à 1 800 kg de graines pressées par heure selon la dimension de l’installation.

Les prix des presses s’échelonnent de 1 500 € à plus de 150 000 € (annexe n°5). Il est possible de presser

différentes espèces de graines oléagineuses. Si le prix de la presse est un élément important, la définition des

besoins est primordiale pour dimensionner son investissement.

La presse est approvisionnée en graines par différents systèmes (silo, vis…). Deux types de presses sont

proposées : les presses à vis et les presses à barreaux20.

Toutes les presses sont équipées d’une vis, c’est la cage de presse et la forme de la vis qui permettent la

distinction.

� Presse à barreaux (schéma n°6)

L’embout de sortie de l’huile se présente comme un tamis, des structures métalliques étant disposées les unes

à coté des autres. La dimension du jour entre chaque structure est réglable en fonction du type de graines à

presser. Le diamètre de la vis sans fin est croissant, augmentant la pression sur la graine. Les tourteaux

sortent généralement sous forme de « chips ».

Ces presses ont des capacités de 15 kg/h à plus de 2 000 kg/h.

� Presse à vis (schéma n°7)

19 C. Lachaise, JP. Couvreur, CIVAM DEFIS, FDCUMA Mayenne. Compte rendu d’étude : Faisabilité sur l’utilisation d’huile végétale pure pour la production d’énergie en agriculture. Mars 2004.

20 FERCHAU Erik, Equipment for decentralised cold pressing of oil seeds, Folkecenter for Renewable Energy. 2000

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Schéma n°7 : presse à vis

Sources : Folkcenter for renewable energy, 2000

Schéma n°8 : système de décantation par débordement

Sources : Folkcenter for renewable energy, 2000

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 31

La sortie de l’huile s’effectue au travers de perforations dans le corps de presse. La pression croît lorsque les

graines avancent vers la fin de la vis. Les tourteaux sont formés par des buses interchangeables. Une bague

de réchauffement autour de la buse (nozzle) évite les blocages dans les buses au démarrage. Ce système se

limite généralement aux petites capacités de pressage (< 100 kg /h).

� Une qualité propre à chaque réglage

Les différents types de presses (vis ou barreaux) semblent, selon les retours d’expériences, fournir des

tourteaux à teneur en matières grasses différentes.

L’influence de la vitesse de rotation de la vis va avoir des conséquences sur le produit final. En effet, selon

les tests réalisés par Valbiom21, plus la vitesse de rotation est faible, plus le rendement d’extraction est élevé ;

plus le diamètre de la buse de sortie est faible, plus le rendement d’extraction est élevé mais plus le

rendement horaire décroît.

Les avis concernant les différences d’élévation de températures de l’huile selon les deux systèmes sont

contradictoires. En général, une élévation de température traduit un échauffement lié à un cisaillement trop

important de la graine. Celui-ci favorise la libération dans l’huile des phospholipides contenus dans les

parois cellulaires des graines. Les phospholipides sont des facteurs d’encrassent de la culasse et des têtes

d’injecteurs. Quel que soit le matériel, une pression à basse température est à privilégier.

Après cette première phase de pressage, l’huile peut être stockée pour la phase de décantation.

5. 2. 2. Décantation

La sédimentation est la manière la plus simple et la plus économique pour nettoyer l’huile. La différence de

densité entre l'huile et les particules est employée pour séparer le mélange solide-liquide. L'inconvénient de

la sédimentation est une perte d'huile dans le sédiment (fond de cuve).

Les durées de sédimentation varient en fonction de chaque utilisateur, de moins de 72 heures, jusqu’à plus

d’une semaine22.

Ferchau (2000) et Jossart et Novak (2004) préconisent une durée de 3 semaines de décantation. L’huile reste

de 2 à 4 jours par cuve avant de passer dans la suivante par le moyen d’un système de débordement (schéma

n°8).

21 MH. NOVAK, JM. JOSSART. Diversification agricole: guide pour la production et les débouchés d’huile et de tourteau de colza à la ferme. Juin 2004

22 EURL Laplace, brochure Presse TÄBY, préparation des huiles carburant

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Schéma n°9 : Principe de filtration tangentiel

Sources: Ferchau, 2000

Huile brute Cadre filtrant Huile pure

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 32

Les durées de décantation peuvent être allongées si l’air ambiant est plus froid car la viscosité augmente.

Enfin, il ne faut pas dépasser 3 mois de délai entre le pressage et la filtration de l’huile, afin de limiter

l’oxydation.

Dans des conditions optimales, la sédimentation enlève toutes les particules > 8 µ de l'huile. Une décantation

bien faite permet d’améliorer les rendements de filtration.

Pour un emploi comme carburant dans un moteur ou comme combustible en chaudière, il est nécessaire de

nettoyer l’huile par filtration.

5. 2. 3. Filtration

La filtration de l’huile peut s’effectuer soit directement en sortie de presse soit après des phases de

décantation. Dans ce dernier cas, on pourra filtrer tout de suite finement car la décantation aura déjà éliminé

une partie de particules.

La valeur de filtration minimum de 5 µ correspond au diamètre de filtration des filtres à gazole de tracteurs.

Une filtration plus grossière entraînera rapidement des encrassements de filtres à gazole. La filtration peut

encore être affinée jusqu’à un diamètre de 1 µ.

La filtration de l’HVP de colza s’effectue à température ambiante, en revanche, pour le tournesol, il est

impératif de filtrer à moins de 15° afin que les cirres, solidifiées à cette température, soient retenues par le

filtre.

Il existe deux types de filtre : les filtres à cartouche et les filtres à plaques.

Pour les filtres à cartouche, la filtration se fait à l’aide d’une cartouche filtrante. Le filtre se colmatant, un

changement régulier est à prévoir. Valbiom montre que sur une installation à Köln, un filtre à cartouches

élimine les particules > à 1 µ. Les 6 éléments du filtre sont changés tous les 6 000 à 8 000 L. Ces filtres sont

à priori interdits pour les usages alimentaires en raison des composés utilisés pour leur fonctionnement.

Pour les filtres à plaques, on trouve des filtrations par « accumulation » et des filtrations tangentielles. Lors

de la filtration par « accumulation », l’huile recircule à l’intérieur du filtre, à travers des cadres de filtration

en coton ou en polypropylène. Le gâteau formé par les impuretés aide à la filtration. Au bout d’un temps

défini, l’huile est évacuée.

Pour la filtration tangentielle (schéma n°9), l’huile sous pression passe entre les cadres et, est séparée de ses

impuretés. L’huile ne fait qu’un seul passage dans le filtre.

Une fois décantée et filtrée, l’huile est directement utilisable comme carburant ou combustible (avec le

matériel et dans les conditions appropriées).

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Schéma n°10 : atelier de trituration

Sources : NOVAK et JOSSART, Valbiom

Tableau n°14 : Caractéristiques de l’huile végétale pure

PARAMETRES UNITE RESULTATS VALBIOM HVP 2002

RESULTATS VALBIOM HVP 2003

Densité Kg/m3 920 915

Point éclair °c 312 316

Pouvoir calorifique inférieur KJ/Kg 38911 39197

Viscosité cinématique (40°c) mm²/s 33 35

Résidus Carbone % (MM) 0,43 0,31

Indice d'Iode g/100g 112 100

Teneur en Soufre mg/Kg 16 <10

Contamination mg/Kg 479

Indice d'acidité mg KOH/g 0,9 1,93

Stabilité à l'oxydation h 5,6 8,1

Teneur en Phosphore mg/Kg 17 4

Teneur en cendre % (MM) 0,008 <0,01

Teneur en eau % (MM) 0,0744 0,064

Sources NOVAK et JOSSART ; Valbiom

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Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 33

Une telle huilerie est réalisable dans un hangar ou garage, comportant au minimum un silo de stockage des

graines, la presse, les cuves de décantation et le filtre, comme le montre le schéma n°10.

5. 2. 4. Conservation

La conservation des tourteaux est un point sensible. Conditionnés en sacs durant moins de 3 mois et sans

choc thermique, la légère oxydation superficielle n'entraînerait pas de dégradation de la valeur nutritive ni de

l'appétence du tourteau23. Dans tous les cas, il est conseillé d'avoir une durée de rotation rapide du tourteau

c’est à dire un délai court entre sa production et son utilisation en alimentation animale.

Lorsque ce tourteau doit être stocké en grandes quantités, l'utilisation d'anti-oxydants s'avère nécessaire24.

Outre le rancissement et la perte de qualités nutritives, l'oxydation des lipides (réaction exothermique) peut

entraîner un risque de combustion du stock.

Selon AEV25, les tourteaux de tournesol non décortiqués sont, de par la nature des graines, plus compacts

que les tourteaux de colza : cela rend leur conservation et leur stockage plus faciles. En outre, le tourteau de

tournesol aurait une teneur en huile résiduelle inférieure au tourteau de colza.

Il est préférable de conserver l’huile à l’abri de la lumière et de la consommer dans l’année pour éviter

l’oxydation.

5. 3. CARACTÉRISTIQUES DES PRODUITS :

5. 3. 1. L’Huile Végétale Pure carburant et combustible

Après ces étapes de préparation, l’huile est purifiée et utilisable comme carburant ou combustible.

Néanmoins, les caractéristiques (tableau n°14) carburant et combustible des HVP (ici de l’huile pure de

colza) diffèrent de celles du fuel (cf. chapitre « les caractéristiques du fuel »).

La densité de l’huile de colza est plus importante que celle du fuel (0,915 contre 0,840). Cette différence

peut entraîner en cas d’arrêt prolongé, une séparation des deux produits.

Le point éclair du colza est très supérieur à celui du fuel, ce qui entraînera un délai d’inflammation des

vapeurs plus long.

Le PCI de l’huile est de 39 MJ/kg contre 42 MJ/kg pour le fuel. Cela signifie qu’il faut 1,1 kg d’HVP pour

avoir l’équivalence d’1 kg de fuel.

23 SCHEIDECKER Vincent 1997 - CRITT IRIBIOM, Analyse technique et micro-économique de la production d'huile de tournesol non-alimentaire (biocarburant, biocombustible et biolubrifiant) en Languedoc-Roussillon

24 BOUSSEL C., 1994. Le tourteau de colza issu du pressage à froid Approche technico-économique, Association Energie Paysanne Chambre d'Agriculture de Haute-Marne. 49 p.

25 AEV, 1995. Les tourteaux d'oléagineux. Tourteaux d'industrie et tourteaux gras d'huileries de pression à froid ,AEV Montbrun-Bocage F. 31310, 13 p + annexes

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Graphique n°6 : Evolution de la viscosité en fonction de la température

Sources : http://www.fen-net.de/reinhold.graf/au-pf.html

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 34

La viscosité de l’huile est importante (33 cSt contre moins de 5 cSt pour le gazole à 40°). Néanmoins, elle

diminue fortement avec la chaleur (graphique n°6), ce qui améliore sa circulation dans les systèmes

d’alimentation.

L'indice d'iode s'échelonne de 10 (huile de Coprah) à plus de 180 (huile de poisson) avec une valeur

moyenne de 80 à 130 pour les huiles produites sous nos climats (colza, maïs, tournesol, soja)26. L’huile de

colza sera plus difficile à enflammer que le fuel.

L'oxydation des huiles ou rancissement est catalysée par la lumière, la chaleur et certains métaux (cuivre,

fer,...). Ce phénomène naturel commence à la récolte (battage avec casse d'akènes ou de grains), se poursuit

au stockage des grains puis, après pressage de l'huile. L’oxydation augmente légèrement l’indice de cétane

de l’huile (capacité d’auto inflammation), mais produit en parallèle une acidification de l’huile, lui conférant

un pouvoir corrosif, préjudiciable aux organes moteur (injection). Les huiles végétales présentent un

caractère d'acidité variable selon leurs origines.

La teneur en phosphore des huiles traduit leur contenu en phospholipides (teneur en phosphore multiplié par

25). Les phospholipides, composés polaires des membranes cellulaires, sont présent dans le cas d’extraction

trop chaude (traduisant une forte contrainte de cisaillement). Un préchauffage des graines (procédé

industriel) entraîne un fort taux de phospholipides. Les presses à froid utilisées à la ferme conviennent bien

pour l'obtention d'huiles pauvres en phospholipide.

Lors d’une mauvaise combustion, ces phospholipides vont faire des dépôts dans le moteur.

En terme de sensibilité au froid, le tournesol fige à - 0°, le colza à - 11° et le fuel à - 35°27. L’utilisation

d’HVP en hiver risque de poser des problèmes de solidification des huiles dans le réservoir.

Il existe en Allemagne une pré-norme de qualité (RK-Qualitätsstandard) que l’HVP doit respecter (annexe

n°8) pour un usage carburant et combustible. De nombreux utilisateurs dans différents pays utilisent aussi

cette pré-norme comme référence. Il en existe également une en Autriche, (annexe n°9) qui diffère seulement

par la teneur en soufre.

Le respect de cette norme ne semble pas constituer de problème pour l’HVP produit par pression à froid. Les

valeurs mesurées par Novak et Jossart28 en témoignent.

Les valeurs de contamination élevées (fort taux d’impureté) ne remettent pas en cause l’utilisation de

l’huile produite à la ferme en tant que carburant mais appelle à une vigilance accrue dans la surveillance du

processus de filtration.

26 Vaitilingom G. Huiles végétales – biocombustible diesel. Influence de la nature des huiles et en particulier de leur composition en acides gras sur la qualité-carburant. Thèse. 1992

27 G. Vaitilingom Salon des énergies renouvelables-colloque biocarburant. Lyon avril 2005

28 projet TRICOF

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Evolution du tx d'extraction d'huile et Tx de MG du tourteau

10.0%

15.0%

20.0%

25.0%

30.0%

35.0%

9G 8p 8G 7P 7G 6P 6G

Buse

%

Huile extraite par kg de graine

estimation mg/kg brut

estimation mg/kg MS

Graphique n°7 : Evolution du taux d’extraction de l’huile et taux de matière grasse du tourteau

Sources : Lamy, CHambre d'agriculture du Maine-et-Loire

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 35

5. 3. 2. Le tourteau

Suite à l’embargo sur le soja, des études menées depuis 1973 ont permis de démontrer l’intérêt du colza

comme aliment chez les différentes espèces animales (graines et tourteau industriel). Mais, peu d'études

scientifiques ont été réalisées en France sur l'utilisation de tourteau gras de colza en alimentation animale.

Les variations importantes de la teneur en lipides de ces tourteaux (10 à 25 % de MG) rendent les

expérimentations difficilement généralisables. Au plan international, les recherches concernent l'Allemagne29

et les pays en voie de développement30.

Une expérimentation sur les rations en bovin lait est actuellement en cours à la ferme des Trinnotières,

menée par la Chambre d’agriculture du Maine-et-Loire et l’Institut de l’Elevage, les résultats seront publiés

fin automne 2005.

5. 3. 2. 1. Caractéristiques

Les critères techniques et économiques à prendre en compte pour l’utilisation des tourteaux gras sont :

• la qualité nutritionnelle (taux de cellulose, teneur en MG, azote) et le seuil d’incorporation pour les

différents types d’élevage

• le prix d’opportunité calculé en fonction de la valeur énergétique et des taux de protéines et de lipides

assimilables.

Les tourteaux industriels contiennent général 2 % de matières grasses résiduelles alors que la teneur en

matières grasse du tourteau de colza issu de pressage à la ferme varie de 12 à 25 %, en fonction du type de

presse, des réglages effectués, et des caractéristiques des graines31.

Bien qu’aucune expérimentation n’ait eu lieu sur la comparaison entre les presses, la Chambre d’agriculture

de Maine-et-Loire a réalisé une enquête sur une trentaine d’élevages laitiers, pressant du colza et du

tournesol.

Il a été mis en avant qu’après le pressage, le taux de MG moyen des tourteaux était de 20,2 % soit 22,4 % de

la matière sèche. La variabilité y est importante (17 à 24 % du produit brut) alors que la variabilité du taux de

MG des graines était faible (46,5 à 49,6 % du produit brut).

La quasi-totalité des élevages utilise une presse TÄBY. Le débit des presses, influencé par le diamètre des

buses de sortie de tourteaux, semble avoir un léger impact sur le taux de matière grasse (graphique n°7).

29 JAHREIS G., SCHÖNE F., KIRCHHEIM U., RICHTER U., LÖHNERT H.-J., FLACHOWSKY G., 1996. Use of ground rapeseed and rapeseed cake in ruminant nutrition and influence on milk and meat quality. Agricultural Institution of Thuringia, Germany, 5 p.

30 OSUJÏ P.O., SIBANDA S., NSAHLIA I.V., 1993. Supplementation of maize stover for Ethiopian Menz sheep: effects of cottonseed, noug or sunflower cake with or without maize on the intake, growth, apparent digestibility, nitrogen balance and execution of purine derivative. Anim prod 1993, pp 429-436

31 JM LAMY Chambre d’Agriculture Maine et Loire- Tourteaux fermier enquête en élevage et valorisation par les vaches laitières

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Tableau n°15 : Comparaison entre un tourteau industriel de colza (déshuilé) et un tourteau fermier de colza (gras)

SOURCES COMPOSITION UNITES

INRA 2002 déshuilé

EURL Laplace (gras)

FDCUMA 53 (gras)

MS % 89,30

UFL 0,85 1,40 0,9 à 1,2

UFV 0,80 1,38

PDIN g/kgMS 219,00 201,00 170 à 200

PDIE g/kgMS 138,00 116,00 93 à 125

PDIA g/kgMS 80,00

PDIN/PDIE % 173,00

CELLULOSE % 12,00 12,50 10,70

MAT % 35,00 27,80 28,10

MG % 3,00 22,90 12 à 20

M organique % 84,70

M min % 4,60

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Pour le groupe débit faible (14 kg/h), le taux moyen de MG est inférieur de 3 % à celui observé dans le

groupe débit élevé (37 kg/h).

Pour les autres variables (chauffage, diamètre de la buse…), aucun écart n’a pu être mis en évidence.

D’autres presses ont été testées mais avec un nombre d’échantillons limités. La presse Reinartz semble se

distinguer en produisant un tourteau de tournesol à 12,2 % de MG. Pour les autres presses, le nombre

d’échantillons ne permet pas de conclure, mais les taux de MG obtenus semblent un peu plus faibles qu’avec

la presse TÄBY.

Les tourteaux issus de pressage à froid sont plus riches en unité fourragère (UF) et en matières grasses, mais

moins riches en PDI (tableau n°15). Le tourteau de colza, issu de graines entières, renferme environ 42 % de

protéines brutes (par rapport à la matière sèche). Les protéines sont moins digestibles que celles du soja mais

en revanche, elles sont très équilibrées puisque les acides aminés limitants, comme la méthionine et la

cystéine, sont présents en quantité suffisante.

Le tourteau de colza est utilisé en alimentation animale pour sa valeur en protéine et en énergie digestive. La

valeur énergétique d’un tourteau est fonction de sa teneur en énergie brute, de la digestibilité de l’énergie

(Ed) et de l’énergie métabolisable (Em).

Celle-ci augmente lorsque le taux de lipides augmente et diminue lorsque le taux de Cellulose Brute

augmente.

D'une manière générale, ces tourteaux gras peuvent être utilisés chez toutes les espèces animales avec une

restriction chez les animaux valorisant mal le gras. Pour chaque type d’élevage (ruminant, monogastrique et

avicole), une utilisation précise de ce tourteau gras de colza est à définir et des analyses de valeurs

alimentaires sont indispensables pour l’ajustement des rations.

5. 3. 2. 2. Incorporation dans les rations animales

� Les monogastriques

Selon différents nutritionnistes en alimentation porcine, la consommation de tourteau de colza gras ne pose

aucun problème du point de vue quantitatif, quelle que soit la richesse. En revanche, du point de vue de la

digestibilité, un tourteau gras n’est pas totalement valorisé, on retrouve des matières grasses dans les

déjections. Pour résoudre ce problème de digestibilité, on peut préconiser soit un broyage très fin du

tourteau, soit un traitement thermique.

De nombreux éleveurs de porcs incorporent la graine de colza dans les aliments porcins, en substitution de

l'huile pour "l'effet anti-poussière". Le problème de l’utilisation de graines en direct est d’ordre matériel

(limiter le taux de graines non broyées et non assimilables par les porcs) et économique (L'aplatissage pose

des problèmes de colmatage du matériel et d’investissements supplémentaires pour l’atelier de fabrication).

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La presse a le mérite de pallier à bon nombre de ces difficultés, la totalité des graines est déstructurée et l'on

retire de l'huile qui est le premier facteur limitant dans l’utilisation des oléagineux en alimentation porcine.

L'huile contenue dans le tourteau produit va amalgamer les fines particules de la ration et limiter les

poussières32.

L’incorporation maximale de tourteaux gras dans l’alimentation porcine (formule à base de blé sous

hypothèse d’un tourteau gras à 18 % de MG33.) peut se faire à un taux de :

• 10 % pour les porcelets 2ème âge

• 10 % pour les truies

• 15 à 17 % pour les porcs charcutiers.

Ces proportions sont équivalentes à l’utilisation de 8 % de tourteaux de colza classique pour les truies et les

porcelets et 12 % pour les porcs charcutiers.

� Les ruminants

Brunschwig et al. en 199534, dans leur étude sur les effets d’un concentré enrichi en matières grasses sur les

performances des laitières, montrent qu’un tourteau trop gras diminue la quantité ingérée, le TB (3 à

5 points), la production laitière et entraîne une perte de poids des animaux.

Les matières grasses libres dérèglent la flore ruminale des bovins. Elles enrobent les fibres (sources d’AGV)

et limitent leur digestion. Cela diminue aussi le nombre de bactéries dans le rumen (rôle asphyxiant).

L’incorporation d’un tourteau ayant jusqu'à 10 % de MG ne pose pas de problèmes.

De nombreux professionnels de l’alimentation des ruminants préconisent une limitation de 5 % de MG dans

la ration des laitières, la quantité de tourteaux sera définie en fonction de son taux en matière grasse

(généralement 1,5 à 2 kg de tourteau gras/vache/jour).

Les observations réalisées en élevage laitier sont également valables pour les bovins viandes, les matières

grasses jouant sur le rumen, il y a des risques de problèmes de GMQ.

� En volaille

Deux distinctions sont à faire :

• Pour les poules pondeuses, le colza est exclu car il contient de la sipanine (dérive de choline) molécule

interdite qui est responsable du goût de poisson dans les œufs.

• Pour les poulets de chair, à trois semaines, on ne note pas de différence de croissance, comparativement

à un tourteau de soja. Puis au-delà de 6 semaines, les tourteaux trop gras diminuent les performances.

Les variations qualitatives vont concentrer ou diluer les nutriments présents dans le tourteau. 32 Mézière G,. CA27 AIRFAF de Haute Normandie. Valorisation de la graine de colza par pressage. bulletin n°10. 5p

33 Rochais P, CA36. « les porcs aiment le tourteau de colza », l’aurore paysanne mars 2005

34 Brunschwig PH., Augeard PH., Weill P., Chilliard Y. 1995. « Effet de l’apport d’un concentré enrichi en matières grasses sur les performances de vaches laitières à l’ensilage de maïs » in Renc. Rech. Ruminants 1995, 2, 215-218

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 38

L’utilisation de tourteau fermier est possible si l’on dispose d’analyses complètes et régulières de la valeur

des tourteaux. Celles-ci permettent d’ajuster au mieux la formulation de l’aliment35 et d’éviter les risques

d’excès ou de carences d’un nutriment.

5. 3. 2. 3. Analyse de tourteaux

Des laboratoires (LASA à Champdeniers (79), LABGRISOL à Gavrus (14) AGEN à Viennecy (45))

réalisant ces analyses proposent des prix variant en fonction des options choisies. Pour une analyse simple de

valeur alimentaire (MS, UF, PDI, azote, cellulose, Calcium, Phosphore), il faut compter 65 €, si l’on ajoute

les éléments minéraux il faut compter 115 €.

5. 4. UTILISATION DE L ’HVP EN TANT QUE CARBURANT

5. 4. 1. Historique36

C’est en 1891 que Rudolph Diesel procéda à des essais HVP sur les moteurs Diesel dont il était l'inventeur.

A l'exposition Universelle de 1900 à Paris, la société OTTO avait présenté un moteur qui fonctionnait à

l'huile d'arachide pour répondre au souhait du gouvernement français.

Les expériences se sont multipliées ensuite, et dès 1925, la Marine Nationale chargea l'ingénieur en chef du

Génie Maritime d'étudier la possibilité de faire appel aux huiles d'arachide, de ricin, de palme et de karité

pour les moteurs lents de la Marine Nationale.

La deuxième Guerre Mondiale amena un développement de cette utilisation dans les colonies françaises très

difficilement approvisionnées en hydrocarbures.

Le port d'Abidjan utilisait alors l'huile de palme pour ses moteurs, et l'armée française pour relier Alger à

Dakar faisait appel à l'huile d'arachide ainsi que pour tous les autobus de Dakar.

Des recherches se sont poursuivies jusqu'en 1952 dans les laboratoires spécialisés français (en particulier

l'UTAC), mais le développement de l'extraction pétrolière, le coût très bas du pétrole et les décisions

politiques arrêtèrent temporairement l’exploitation de cette filière d'énergie renouvelable.

Les travaux s’orientent alors pour adapter les moteurs aux hydrocarbures.

Durant tout le 20ème siècle, la place des hydrocarbures n'a cessé de croître pour des raisons d'efficacité et de

coût. Jusqu'au premier choc pétrolier de 1973, le prix du baril de pétrole payé aux pays producteurs était

resté stable et dérisoire : 3 dollars le baril (159 L).

Ainsi, les expériences d'utilisation d'HVP sont restées longtemps limitées et marginales, mais dans le dernier

quart du 20ème siècle, elles se sont multipliées en Europe, surtout en Allemagne et en France.

35 PROLEA CETIOM, 2001, Fiche technique. Le tourteau de colza. Edition CETIOM

36 Sources diverses : gnis-pedagogie.org, oliomobile.org, roulemefleur.free.fr…

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 39

Dans les années 80, le CIRAD commence ses recherches sur l’HVP afin de permettre aux PVD d’accéder à

l’énergie sans avoir recours au pétrole. Testant de nombreuses huiles produites localement (palme, coprah,

arachide, coton…), le CIRAD a réalisé des travaux sur des groupes électrogènes, des moteurs ou bien encore

des chaudières fonctionnant à l’huile.

Dans les années 90, IRIBIOM, le CIRAD et l’ESEM d’Orléans s’associent avec des constructeurs pour

travailler sur ces problématiques (John Deere pour les moteurs de tracteurs et Cueno pour les brûleurs à

chaudière).

5. 4. 2. Une utilisation limitée

5. 4. 2. 1. Adaptation du moteur

L’utilisation de l’HVP en carburant ne demande pas de transformation majeure des moteurs. Selon le moteur

et le type de fonctionnement choisi (fonctionnement en mélange ou à 100 %), des réglages sont toutefois

nécessaires :

• pour optimiser la combustion de l’huile (retarage des injecteurs, modification électronique de l’injection,

modification de la chambre de combustion…)

• pour palier au manque de fluidité de l’huile (pompe de prégavage, retarage des injecteurs).

Dans tous les cas, pour obtenir une bonne combustion et éviter les imbrûlés encrassant les moteurs (facteurs

de casse), il est nécessaire que le moteur ait une température moyenne de cycle suffisante, c’est à dire

> 500°.

La température moyenne de cycle est la température en chambre de combustion, qui définira la température

en sortie d’échappement.

Les moteurs sont réglés pour avoir une température suffisante, au moment de l’injection du fuel, pour

permettre son inflammation (pour un indice de cétane de 52). Cette température n’est pas suffisante pour que

l’huile puisse s’enflammer. En effet, nous avons pu voir précédemment que l’indice de cétane de l’huile était

plus faible que celui du gazole. Si l’huile arrive trop tôt ou à une température non suffisante, elle ne sera pas

bien consumée, et encrassera le moteur. Il existe deux zones principales d’encrassement. La première se situe

sur les parois de la chambre de combustion. La seconde se trouve sur les injecteurs, car c’est une zone froide

du moteur par apport permanent de carburant froid.

Pour les moteurs à injection indirecte, l’HVP est utilisable jusqu’à 50 %, au-delà, quelques modification du

moteur sont à réaliser (retarage des injecteurs de 120 à 185 bars, pompe de prégavage, filtre

complémentaire). Il est nécessaire d’avoir un modèle de pompe à injection supportant ce fort pourcentage

d’huile, les pompes à injection rotatives semblent moins bien adaptées à ce type de carburant contrairement

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 40

aux pompes à injection en ligne. Une température moyenne de cycle suffisante peut être obtenue dès le

ralenti sur les moteurs à injection indirecte37.

Pour les moteurs à injection directe (première génération) l’utilisation en mélange jusqu’à 30 % ne

nécessite pas de changement (toujours en fonction du type de la pompe à injection). L'utilisation en mélange

avec le fuel permet jusqu'à une certaine limite de s'affranchir des problèmes de viscosité de l'huile. Il faut

néanmoins ne pas laisser le moteur sans fonctionner trop longtemps pour éviter les séparations huile/fuel.

Des précautions sont à prendre en hiver car l’huile fige. Il est préférable de diminuer les pourcentages

utilisés.

Pour les moteurs à injection directe de deuxième génération (common rail ), la pression d’injection est

beaucoup plus forte (1 200 bars) et beaucoup plus fine. Ce type d’injection permet de mieux répartir les

gouttelettes de carburant.

Dans les moteurs à injection directe 1ère ou 2ème génération, l’utilisation à 100 % est possible. Des solutions

existent :

• Modification de la chambre de combustion : ajout de matériaux réfractaires sur la tête de piston ou

traitement par un alliage isolant38

• Modification électronique de l’injection39

• Installation de Kit de bicarburation et réservoir supplémentaire.

Les deux premières solutions modifient quelques caractéristiques du moteur et sont assez difficiles à mettre

en place. Elles permettent d’abaisser la puissance d’utilisation du tracteur à 25 % du maximum, ce qui

permettrait de rouler totalement à l’HVP.

La solution bicarburation semble être la plus aisée et la moins coûteuse mais limite l’utilisation à plus de

75 % de la puissance maximum (labour, déchaumage…), de façon à avoir une température moyenne de cycle

suffisante (> 500) pour brûler toute l’huile.

Le kit de bicarburation permet ici de basculer du fuel à l’huile lorsque la température est suffisante

(manuellement ou avec une sonde en sortie d’échappement).

Les kits comportent un réchauffeur (pour diminuer la viscosité de l’huile), un second réservoir pour le fuel

(le réservoir principal étant à l’HVP), une vanne de commande sur le circuit d’alimentation (démarrage au

fuel et permutation ensuite sur le réservoir principal contenant l’huile) un kit de filtration à fuel.

Les prix de ces kits varient entre 800 et 1 000 € en fonction du degré d’automatisme de basculement du

carburant.

37 G. Vaitilingom Salon des énergies renouvelables-colloque biocarburant. Lyon avril 2005

38 G. Vaitilingom, A Liennard-CIRAD

39 Société VWP “Vereinigte Werkstätten für Pflanzenöltechnologie“ en Allemagne

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Graphique n°8 : Comparaison de Puissance entre tournesol / Diesel dans un tracteur de 150 ch

Puissance TM150 BIO

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

1000 1300 1600 1900 2200 2500

tr/mn

kW

tournesol EPC

tournesol 14nov

fioul 14nov

Sources : CIRAD

Tableau n°16 : Comparaison de Puissance entre tournesol / Diesel dans un tracteur de 150 ch

Sources : CIRAD

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 41

Avant d’éteindre le moteur, il est nécessaire de repasser au fuel pour pouvoir rincer tout le système

d’alimentation, afin de faciliter le démarrage le lendemain.

Des précautions sont à prendre en hiver car le colza et le tournesol figent. Il est préférable de diminuer les

pourcentages utilisés.

5. 4. 2. 2. Point de vue des motoristes

Les motoristes engagés dans des programmes ambitieux de réduction de la consommation et de réduction des

émissions polluantes des moteurs ne souhaitent pas de changements radicaux des carburants, et préfèrent les

biocarburants les plus élaborés.

L'ester est préféré à l'huile de colza, car le mélange à 5 % d'ester n'entraîne pas de modifications des moteurs,

alors que l'usage d'huile de colza à 100 % imposerait la mise au point de moteurs spécifiques. Ainsi, les

motoristes se placent dans une logique industrielle où le développement d'un nouveau type de moteur

demande cinq ans, et sa commercialisation à grande échelle cinq autres années. Ils ne souhaitent pas

s'engager dans de lourds investissements pour un résultat aléatoire, la stabilité de la filière biocarburant en

circuit court n'étant pas garantie, les qualités d’huile variant d’une exploitation à l’autre.

Les motoristes, contraints à des normes de pollution de plus en plus draconiennes, construisent des moteurs

de plus en plus performants mais exigeant une qualité de carburant bien précise. La variabilité de la qualité

de l’HVP ne permettrait pas, selon eux, de répondre à ces normes.

5. 4. 2. 3. Avantages et inconvénients de l’HVP carburant

L’utilisation d’HVP en tant que carburant semble maintenir des performances identiques à celles du fuel. Le

passage au banc d’essai des tracteurs fonctionnant à l’HVP de tournesol montrent légère perte de puissance

(moins de 10 %) et une diminution de la consommation (graphique n°8 et tableau n°16).

Bien que le fonctionnement des moteurs à l’HVP ne soit plus à démontrer, le principal inconvénient de

l’HVP reste son manque de flexibilité dans son utilisation. Les contraintes de température de combustion

font que l’HVP ne remplacera pas, dans l’état actuel des connaissances, le fuel à 100%.

La viscosité peut entraîner des problèmes sur les organes moteurs qui sont davantage sollicités (pompe à

injection…). Sur le plan stockage, trop d'acidité pourrait nuire aux cuves et aux pompes, par une accélération

du processus de corrosion.

Une expérimentation sur les moteurs de 111 tracteurs fonctionnant à l’HVP de colza a été réalisée, depuis

2001/2002, en Allemagne par l’université de Rostok (durée moyenne de 1 300 h de fonctionnement). Celle-

ci s’est effectuée sur des tracteurs non modifiés et des tracteurs adaptés à l’utilisation d’HVP (pas sur les

nouvelles générations d’injection).

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Tableau n°17 : Pouvoir Calorifique Inférieur

PCI kj/kg Densité kg/l Équivalence

(litre/litre de fuel)

Huile de colza 37 400 / 38 911 0,914 1,02

EMHV 37 040 0,880 1,08

Gazole 42 083 0,840 1,00

Sources : G. Vaitilingom thèse 1990, Valbiom, Proléa, A liennard CIRAD

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 42

Sur les 111 tracteurs testés, 31 tracteurs n’ont pas eu de panne, 35 ont eu des pannes minimes (< 1 000 €),

36 ont eu des pannes plus importantes (> 2 000 €) et 8 ont eu des pannes sévères (> 15 000 €). Cette étude a

permis de montrer l’importance de la qualité de l’huile utilisée comme carburant, mais n’a pas pu faire de

prévision de longévité des moteurs.

Les aspects environnementaux qui concernent également l’huile combustible seront vus dans la partie

« 5.6 Aspects environnementaux ».

5. 5. UTILISATION EN TANT QUE COMBUSTIBLE

L’HVP peut également être utilisée comme combustible en replacement du fuel domestique. Son pouvoir

calorifique est légèrement inférieur à celui du fuel (tableau n°17).

Tenant compte des données de PCI et de densité, il faut 1,02 L d’HVP pour obtenir l’équivalence

énergétique d’1 litre de fuel.

Les caractéristiques de l’huile (viscosité, cétane…) entraînent les mêmes problèmes que nous avons pu voir

précédemment car elle vient, dans ce type d’utilisation, en remplacement du fuel domestique, qui est le

même que le fuel agricole.

Dans les années 90, un programme soutenu par l’Agrice (IRIBIOM, ESEM, CIRAD, Cueno) a permis de

mettre au point un brûleur adapté à ce type de combustible. L’ensemble des coûts supplémentaires pour

obtenir un brûleur fonctionnant à l’huile, entraînait le doublement du prix initial.

Ce prix élevé, le contexte pétrolier et le manque de demande à l’époque n’ont pas permis la production

industrielle de ce brûleur.

Des essais ont récemment été conduits par Novak et Jossart sur l’utilisation de l’HVP en combustible. Il est

montré qu’il est nécessaire, outre l’emploi d’un gicleur adapté, de monter une pompe spéciale et de

préchauffer l’huile. Les pompes et électrovannes produites en grandes séries sont prévues pour une viscosité

comprise entre 3 et 6 mm²/sec (77 mm²/s pour l’huile de colza à 25°). Lors de tous les essais réalisés, les

pompes standard n’arrivent pas à aspirer l’huile de colza trop visqueuse. La solution consiste donc, comme

pour les fuels extra-lourds, à chauffer à une température suffisante l’huile en amont du brûleur de classe

« domestique ». Le diamètre des injecteurs est plus important dans un brûleur que dans un moteur. Les

problèmes d’encrassement sont donc moins gênants d’après les essais menés dans le cadre du programme

Agrice. Il existe un système de brûleur à coupelles rotatives pour le fuel lourd mais la viscosité de l’huile

doit encore être diminuée (dans des proportions moindres que pour le système par injection).

Aujourd’hui, sur le marché français, trois constructeurs proposent des brûleurs de petites et moyennes

capacités pouvant fonctionner à l’huile, les sociétés allemandes Guierch et Kroll et la société italienne AR-

CO. Les prix correspondent encore à plus du double d’un brûleur à fuel (2 300 € HT pour un Kroll contre

600 à 1 000 € pour un brûleur fuel d’une gamme de 25 à 35 kW).

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Tableau n°18 : Bilan énergétique

Gazole Huile de Colza Huile de tournesol

Energie restituée / Energie non renouvelable mobilisée 0,917 4,68 5,48

Tableau n°19 : Bilan gaz à effet de serre

Avec hypothèse de combustion totale des produits effectué sur la base de la teneur en Carbone

gazole Huile de colza Huile de tournesol

Indicateur effet de serre par MJ g eq. CO2/MJ 79,3 17,8 13,2

Indicateur effet de serre par kg g eq. CO2/kg 3390 660 498

Graphique n°9 : Indicateur effet de serre pour les filières huile et EMHV

Sources : Pricewaterhousecoopers / IFP, pour le compte de l’ADEME et du Ministère de l’économie, Bilan énergétique et gaz à effet de serre des filières de production de biocarburants en France, septembre 2002

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 43

La forte demande et la hausse du prix du fuel ainsi que certains avantages fiscaux (crédit d’impôt de 40 %

sur chaudière polycombustibles) permettent de produire à grande échelle et de rendre le prix plus abordable.

La société allemande Kroll utilise ce brûleur depuis plusieurs années en Allemagne, mais le produit n’est

arrivé en France que récemment. Il est donc difficile d’avoir des retours d’expériences et du recul sur ce

fonctionnement.

La société allemande Ruhr Brenner proposait aussi une gamme de produit fonctionnant à l’huile, mais

l’importateur français a décidé de se retirer momentanément du marché.

5. 6. ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX

Selon la réglementation allemande sur l’évaluation des risques pour l’eau, l’HVP n’est pas nocive pour la

nappe phréatique et appartient à la classe NWG, ce qui signifie que les rejets d’huile ne provoquent pas de

dommages significatifs pour l’environnement.

Si les bilans énergétiques et effet de serre qui ont été obtenus avec l’étude ECOBILAN ont montré un réel

avantage de l’huile végétale, la conformité des émissions de combustion aux normes européennes

s’appliquant aux engins de chantier doit être vérifiée.

5. 6. 1. Bilan énergétique

Les filières huiles végétales présentent un fort rendement énergétique (tableau n°18) de 4,7 pour l’huile de

colza et 5,5 pour l’huile de tournesol, à comparer avec le rendement du gazole de 0,9. Cela signifie que pour

une unité d’énergie non renouvelable mobilisée, l’HVP de colza en fournit 4,68. En revanche, la filière

gazole a un rendement négatif, la production de gazole consomme plus d’énergie (1 unité) qu’elle n’en

fournit (0,917).

5. 6. 2. Bilan gaz à effet de serre

Le bilan gaz à effet de serre de la filière gazole est environ 5 fois supérieur à celui des filières huiles, soit un

gain d’environ 2,8 teq CO2/t (tableau n°19). Le CO2 rejeté par la combustion de l’HVP correspond au CO2

capté dans l’atmosphère par le colza alors que le diesel libère du CO2 fossile (stocké dans les sols).

Le graphique n°9 permet de comparer les biocarburants industriels, l’HVP et le gazole en terme d’indicateur

à effet de serre. On remarque que l’EMHV produit un peu plus de CO2 que l’HVP. Ceci est dû au procédé

industriel.

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Tableau n°20 : Mesure d’émissions de 3 tracteurs fonctionnant à l’HVP

ppm New Holland1 New Holland 2 John Deere fioul huile fioul huile fioul huile

CO 224 144 220 160 120 172 HC 41 63 95 44 42 82 NOx 1566 1146 1130 765 762 684

Sources : ADEME

Graphique n°10 : Comparaison d’émission de polluant entre l’huile de colza et le gazole en combustion incomplète

Sources : Vaitilingom, CIRAD salon des EnR Lyon 2005

Graphique n°11 : Comparaison d’émission de polluant entre l’huile de colza et le gazole en combustion complète

Sources : Vaitilingom, CIRAD salon des EnR Lyon 2005

0

2

4

6

8

10

12

14

CO HC NOx

g/kW

h

gazole

colza

0

2

4

6

8

10

12

14

CO HC NOx

g/kW

h

gazole colza

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L’HVP, un biocarburant artisanal

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 44

5. 6. 3. Mal utilisée l’HVP pollue

Les travaux portant sur les émissions de combustion de l’huile sont peu nombreux et souvent contradictoires.

Les émissions mesurées par l’ADEME sur deux tracteurs (Renault et Deutz Fahr de 1994 à 1997) n’avaient

pas montré de différences entre les trois carburants testés (fioul, ester de colza et huile) pour les émissions de

CO, HC et NOx. Les particules n’avaient cependant pas pu être mesurées.

En Midi-Pyrénées, 3 tracteurs en CUMA (deux New Holland et un John Deere) fonctionnant à l’huile de

tournesol ont totalisé plus de 2 500 heures de travail de 1999 à 2002 dans le cadre d’un programme

expérimental mené par la FRCUMA de Midi-Pyrénées et soutenu financièrement par le Conseil régional

Midi-Pyrénées et la Communauté européenne. Les résultats présentés dans le tableau n°20 montrent les

émissions mesurées (en ppm), sans résultats sur les émissions de particules. Les émissions de CO sont

inférieures à celles du fuel pour les New Holland mais supérieures pour le John Deere, pour les

Hydrocarbures (HC) 2 tracteurs sur 3 à l’huile dépassent les valeurs du fuel, en revanche, les émissions de

NOx sont inférieures avec utilisation d’huile.

Les travaux de G. Vaitilingom et A. Liennard du CIRAD on permis de mettre en évidence l’importance de

condition d’utilisation de l’HVP40 et l’impact sur les émissions. Si la combustion est incomplète (Graphique

n°10), l’utilisation de l’HVP est plus polluante que le gazole en terme de rejets d’hydrocarbure, de NOx ainsi

que de CO.

Mais, réalisée dans des conditions de combustion optimale (puissance > 75 % du maximum, température de

cycle adéquate…), l’HVP est moins polluante que le gazole (graphique n°11).

Les rejets de CO, NOx sont inférieurs. On note une diminution des émissions de HC, mais celles-ci restent

supérieures aux émissions du fuel.

L’utilisation d’HVP en tant que biocarburant est techniquement possible. Les avantages écologiques,

l’autonomie alimentaire dans certains cas, et la moindre dépendance face aux variations du prix du fuel ne

doivent pas faire abstraction de l’aspect économique. La partie suivante s’attachera à démontrer si elle

présente ou non un intérêt économique pour l’agriculteur.

40 G. Vaitilingom Salon des énergies renouvelables - colloque biocarburant. Lyon avril 2005

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L’HVP une rentabilité au cas par cas

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 45

6. L’HVP UNE RENTABILITÉ AU CAS PAR CAS

L’utilisation de carburant sur les exploitations agricoles rend les agriculteurs dépendants des fluctuations

pétrolières. Chaque hausse a des répercussions importantes sur les charges des exploitations car les quantités

consommées sont élevées.

L’utilisation d’HVP en tant que biocarburant, en remplacement d’une partie du fuel, permettrait d’atténuer

l’impact des hausses, de réduire partiellement la dépendance énergétique et alimentaire.

Nous montrerons dans un premier temps que le dimensionnement de l’atelier et le prix du tourteau sont des

facteurs clés dans la constitution du prix de revient de l’huile. Nous étudierons ensuite deux cas types, un

projet carburant et un projet tourteau.

Ce travail a permis la réalisation d’outils pédagogiques pour les agriculteurs et les conseillers (feuille de

calcul, aide au dimensionnement).

6. 1. HYPOTHÈSES DE TRAVAIL

La mise ne place de cet atelier n’a pas d’impact sur la culture en elle-même (pas de charges en moins ou

supplémentaires liées au mode de culture). Elle en change simplement l’orientation finale.

La culture énergétique sur jachère ou la prime de 45 €/ha pour culture énergétique (ACE) ne sont pas prises

en compte dans les calculs qui suivent. Elles nécessitent la constitution d’un dossier ONIOL et la

dénaturation de l’huile sous contrôle d’un agent (1 % de fuel dans le stock d’HVP en une seule fois). Les

complications administratives et techniques limitent leur intérêt. L’ensemble du colza utilisé ici sera prélevé

sur l’alimentaire.

Dans l’ensemble des calculs, on considère un rendement moyen de 30 q/ha (rendement moyen en région

Centre).

Les capacités des presses sont définies en kilogramme de graines à triturer, celles ci fournissant 2/3 de

tourteau et 1/3 d’huile de densité de 0,915 kg/L.

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Graphique n°12

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L’HVP une rentabilité au cas par cas

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 46

Dans la suite des calculs, on utilise les notions de :

• Prix de revient : l’utilisation du terme « prix de revient » n’est pas économiquement exact ici. En effet,

les calculs réalisés se basent sur un prix de marché du colza (200 €/t comme le montre le graphique

n°12) et non sur le prix réel de revient de cette culture. L’intérêt ici est de comparer les deux possibilités

qui s’offrent à l’agriculteur, à savoir le choix de vendre son colza sur le marché alimentaire (ou

DIESTER®) ou alors de le garder pour produire son biocarburant.

Le calcul du prix de revient est défini par :

(Qté graine x prix colza + Charges liées à l’atelier – Qté de tourteau x prix tourteau) / litrage produit

Le prix de revient est influencé par :

- le niveau d’utilisation de la presse, c'est-à-dire de l’adéquation entre la quantité de colza pressée et la

capacité de la presse.

- le coût total de l’investissement

- le cours du colza : une variation de 10 €/t du prix du colza fait varier dans le même sens le prix de

revient de l’huile de 3,28 cts d’euros

- la valorisation du tourteau : une variation de 10 €/t du tourteau fait varier, en sens opposé, le prix de

revient de l’huile de 2,19 cts d’euros.

Explications :

Prix de revient = (Q x P1 – 2/3Q x P2 + Charges) / 1/3 x 0,915Q

Avec Q = quantité de colza

P1 : prix du colza

P2 : prix du tourteau

Soit

Prix de revient = Q [ (P1 - 2/3 P2) / (1/3 x 0,915) + (charges / 1/3 x 0,915) ]

Donc

Prix de revient = Q [ 3,28 P1 - 2,19 P2 + (charges / 1/3 x 0,915) ]

• Taux d’utilisation : quantité de graines pressées / capacité théorique de pressage du matériel par an

• Électricité : consommation de la presse et du filtre durant le temps nécessaire au pressage et à la

filtration (0,02737 €/kWh).

• Entretien : amortissement de la vis (délai de renouvellement de la vis /prix de la vis)

• Prix de substitution : prix d’une matière première (tourteau de colza) basé sur sa valeur alimentaire.

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Tableau n°21 : Prix de revient de l’HVP, hors main d’œuvre, en fonction du prix du tourteau et du taux d’utilisation (capacité presse 40kg/h)

Taux d'utilisation 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Qté pressée (T) 35,04 70,08 105,12 140,16 175,2 210,24 245,28 280,32 315,36

surface nécessaire 11,68 23,36 35,04 46,72 58,4 70,08 81,76 93,44 105,12 Qté huile L 12 765 25 530 38 295 51 060 63 825 76 590 89 355 102 120 114 885

50 0,61 € 0,54 € 0,51 € 0,50 € 0,49 € 0,48 € 0,48 € 0,48 € 0,47 € 60 0,60 € 0,52 € 0,49 € 0,48 € 0,47 € 0,47 € 0,46 € 0,46 € 0,46 € 70 0,58 € 0,50 € 0,47 € 0,46 € 0,45 € 0,45 € 0,44 € 0,44 € 0,44 € 80 0,56 € 0,48 € 0,45 € 0,44 € 0,43 € 0,43 € 0,42 € 0,42 € 0,42 € 90 0,54 € 0,46 € 0,44 € 0,42 € 0,42 € 0,41 € 0,41 € 0,40 € 0,40 € 100 0,52 € 0,44 € 0,42 € 0,41 € 0,40 € 0,39 € 0,39 € 0,39 € 0,38 € 110 0,50 € 0,43 € 0,40 € 0,39 € 0,38 € 0,37 € 0,37 € 0,37 € 0,37 € 120 0,49 € 0,41 € 0,38 € 0,37 € 0,36 € 0,36 € 0,35 € 0,35 € 0,35 € 130 0,47 € 0,39 € 0,36 € 0,35 € 0,34 € 0,34 € 0,33 € 0,33 € 0,33 € 140 0,45 € 0,37 € 0,35 € 0,33 € 0,32 € 0,32 € 0,32 € 0,31 € 0,31 € 150 0,43 € 0,35 € 0,33 € 0,31 € 0,31 € 0,30 € 0,30 € 0,29 € 0,29 € 160 0,41 € 0,33 € 0,31 € 0,30 € 0,29 € 0,28 € 0,28 € 0,28 € 0,27 € 170 0,39 € 0,32 € 0,29 € 0,28 € 0,27 € 0,26 € 0,26 € 0,26 € 0,26 € 180 0,38 € 0,30 € 0,27 € 0,26 € 0,25 € 0,25 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 190 0,36 € 0,28 € 0,25 € 0,24 € 0,23 € 0,23 € 0,22 € 0,22 € 0,22 € 200 0,34 € 0,26 € 0,24 € 0,22 € 0,21 € 0,21 € 0,21 € 0,20 € 0,20 € 210 0,32 € 0,24 € 0,22 € 0,20 € 0,20 € 0,19 € 0,19 € 0,18 € 0,18 € 250 0,25 € 0,17 € 0,14 € 0,13 € 0,12 € 0,12 € 0,11 € 0,11 € 0,11 €

Val

oris

atio

n d

u to

urt

eau

(€

/T)

300 0,16 € 0,08 € 0,05 € 0,04 € 0,03 € 0,03 € 0,02 € 0,02 € 0,02 € Hypothèses : investissement 8 000 € (presses, filtre et cuves) amortissement 7 ans, capacité 40 kg/h

Tableau n°22 : capacité de transformation (ha de colza ou litre d’HVP) des presses les plus courantes en fonction du taux d’utilisation

capacité de pressage (kg/h)

8 18 40 100

Taux d’utilisation ha litres ha litres ha litres ha litres

10% 2 2 539 5 5 713 12 12 696 29 31 739

20% 5 5 078 11 11 426 23 25 391 58 63 478 30% 7 7 617 16 17 139 35 38 087 88 95 217

40% 9 10 157 21 22 852 47 50 783 117 126 957

50% 12 12 696 26 28 565 58 63 478 146 158 696 60% 14 15 235 32 34 278 70 76 174 175 190 435

70% 16 17 774 37 39 991 82 88 870 204 222 174

80% 19 20 313 42 45 704 93 101 565 234 253 913 90% 21 22 852 47 51 417 105 114 261 263 285 652

100% 23 25 391 53 57 130 117 126 957 292 317 391

Tableau n°23 : prix de revient de l’HVP sur un projet de 6 500L Investissement (taby 40a) + filtre grifo + cuves (€) 4200

Prix colza (€/t) 200

Prix du tourteau (€/t) 120

Projet HVP 6 500 L Par ha

Amortissement 7 ans linéaire (€/t) 600 100

Quantité de graine (t) 18 3

Litrage produit (L) 6500 1087

Coût de trituration (€/t de graine) 55,2 9,2

Dont Electricité 31,2 5,2

Entretien divers 24 4

Prix de revient (€/L HT et H MO) 0,43

Prix du fuel (€/L HT) 0,5 0,5

Variation financière annuelle du projet (€) 423,5 70,6

Nombre d’heures rémunérées permises (20 €/h) 21,15

8h/j pdt 110j ou 36j 24h/24

110j 24h/24

6mois 24h/24

24h/24 328j/an

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L’HVP une rentabilité au cas par cas

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 47

6. 2. DIMENSIONNEMENT ET VALORISATION DU TOURTEAU : 2 FACTEURS CLÉS

6. 2. 1. Dimensionnement

Les presses disponibles pour la production d’HVP permettent, selon les constructeurs, un fonctionnement

24 h / 24. En fonction de la capacité de la presse, il est possible de déterminer un prix de revient selon un

taux d’utilisation (tableau n°21). Ce taux permet de voir qu’un investissement individuel (35 t de graines

produisant 12 765 L) utiliserait moins de 10 % de la capacité théorique d’une presse de 40 kg/h (soit 36 jours

de fonctionnement dans l’année).

Il est possible d’étaler le travail (par exemple, 9 jours de fonctionnement/trimestre), afin d’ajuster la

production en fonction de la consommation du tourteau, sa conservation étant limitée à trois mois.

L’augmentation des quantités triturées (achat à plusieurs), permet d’accroître le taux d’utilisation du matériel

et ainsi d’améliorer la rentabilité. Pour un prix de tourteau à 110 €/t, entre les taux d’utilisation de 10 % et de

30 %, le prix de revient varie, dans cet exemple, de 0,10 €/t.

Le tableau n°22 généralise ces informations pour les capacités de presse les plus courantes. Il est nécessaire

de réfléchir au dimensionnement de l’atelier en fonction des surfaces disponibles, du besoin en huile, et du

temps à y consacrer.

6. 2. 2. Prix du tourteau

Dans le cas d’un projet d’investissement pour la fabrication d’HVP sans disposer de débouchés pour le

tourteau (élevage), on peut se baser sur une vente à un prix de marché. Dans ce cas de figure, il n’est

nullement tenu compte de l’aspect qualitatif du tourteau dans son prix.

En revanche, dans le cas d’une exploitation valorisant en direct le tourteau (dans son élevage), le prix du

tourteau est un prix de substitution, celui-ci peut être plus important et peut ainsi améliorer la rentabilité.

La matrice de prix de revient (tableau n°21) permet également d’observer l’influence de la valorisation du

tourteau sur la rentabilité du projet. On rappelle qu’une variation de 10 €/t de tourteau fait varier le prix de

revient de 2,19 cts d’euros/L. L’équilibre financier (prix HVP égal à celui du fuel) s’obtient, sans prendre en

compte la main d’œuvre, pour un taux d’utilisation de 10 %, avec un prix du tourteau de 110 €/t. Au-dessus

de ce prix le projet hors main d’œuvre semble rentable.

Ces résultats sont à relativiser car le temps de travail n’est pas pris en compte dans le calcul du prix de

revient. Chaque utilisateur essaie d’adapter l’atelier au mieux sur son exploitation, et l’estimation du temps

passé pour l’atelier est difficile.

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Tableau n°24 : retour sur investissement en fonction de la valorisation du tourteau

Prix du tourteau €/t

Retour sur investissement années

110 13,8

120 9,9

130 7,7

140 6,3

150 5,4

160 4,7

170 4,1

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L’HVP une rentabilité au cas par cas

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 48

Le prix de la graine influence la rentabilité du projet (une variation de 10 €/t du prix du colza fait varier

dans le même sens le prix de revient de l’huile de 3,28 cts d’euros). Il est impossible de jouer sur le prix de

la graine de colza. En revanche, il est envisageable de jouer sur celui du tourteau. La recherche de marchés

locaux (voisins éleveurs…), plus sensible à l’aspect qualitatif, permettrait de dégager une plus-value sur le

tourteau. Les deux cas de figure développés ci-après illustrent ces propos.

6. 3. CALCUL DU PRIX DE REVIENT DE L ’HVP POUR UN PROJET CARBURANT

� Projet

Cas d’une exploitation voulant produire son carburant, sans valorisation directe du tourteau

� Hypothèses

• besoin de 6 500 L d’huile en substitution d’1/3 du fuel

• surface nécessaire 6 ha

• production de 12 t de tourteau

• Capacité de presse de 18 kg/h

• Investissement total 4 200 €

• Prix du fuel 0,5 €/l HT

Le choix d’une production de 6 500 L est un projet assez courant des agriculteurs. Cela permet de

commencer avec une petite quantité et d’utiliser 30 % d’HVP dans les moteurs pour éviter toute

modification. Le tableau n°23 présente le prix de revient de ce projet.

Le prix de revient de l’HVP dans ce cas précis est de 0,43 €/L HT et hors main d’œuvre. Si la main d’œuvre

n’est pas comptabilisée le gain est de 423,5 €/an. Ce gain de 0,07 €/L par rapport au prix du fuel permet un

retour sur investissement de 9,9 ans :

Investissement / gain par an = délai de retour sur investissement

Celui-ci sera fortement réduit avec une valorisation plus importante du tourteau (tableau n°24).

En investissant dans une presse de plus grosse capacité, la rentabilité diminue, pour une presse 40 kg/h à

6 100 € le prix de revient serait de 0,50 €/L HT et hors main d'oeuvre (HMO). Il n’y a donc pas

suffisamment de gain pour rémunérer le travail. En revanche, l’investissement à plusieurs permet des

économies d’échelle.

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Tableau 25 : Alimentation des porcs

Tourteau de Colza pression Matières Sèches % 91 % Energie Nette c Mj 11,1

Energie Digestible Kcal 3 802 Cellulose g 98

Matières Grasses g 218 Linoléique C18:2 38 Acides

Gras Linolénique C18:3 18 M.A.T g 270 Lysine Total Digestible 14,4 10,8

Méthionine Total Digestible 5,5 4,8 Meth. + Cyst. Total Digestible 12,1 10,1

Thréonine Total Digestible 11,6 8,7

Matières Azotés

Tryptophane Total Digestible 3,3 2,6 Porc charcutier remplace huile

209

Prix d'intérêt Porc Charcutier

hors huile 154

Porcelet 2ème âge 10 % Porc charcutier 17 %

Truies 10 %

Sources : AIRFAF

Tableau n°26 : Capacité minimale de presse pour un besoin annuel défini (kg/h)

MODULE : Fréquence d'utilisation de la presse

1cycle /

sem 1cycle / 2 sem

1 cycle /mois

1 cycle / 2 mois

1cycle / 3 mois

1 cycle / 6 mois

1 cycle par an

Nombre annuel de cycles 52,00 26,00 12,00 6,00 4,00 2,00 1,00 Quantité à traiter par cycle 1 050 2 100 4 550 9 100 13 650 27 300 54 600

MODULE : Durée du cycle 1 jour 8 h 8 131 263 569 1 138 1 706 3 413 6 825 1 jour 24h 24 44 88 190 379 569 1 138 2 275 1jour 1/2 36 29 58 126 253 379 758 1 517 2 jours 48 22 44 95 190 284 569 1 138

2,5 jours 60 18 35 76 152 228 455 910 1 semaine 168 6 13 27 54 81 163 325 2 semaines 336 6 14 27 41 81 163

1 mois 732 6 12 19 37 75 2 mois 1 464 6 9 19 37 3 mois 2 196 6 12 25 5 mois 3 660 7 15 6 mois 4 380 6 12 11 mois 8 028 7 12 mois 8 760 6

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L’HVP une rentabilité au cas par cas

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 49

6. 4. CALCUL DU PRIX DE REVIENT DE L ’HVP POUR UN PROJET TOURTEAU

� Projet

Cas d’un éleveur de porcs souhaitant fabriquer son tourteau et utiliser l’huile en carburant et combustible

agricole.

� Hypothèses

Le choix est porté sur un élevage de porcs naisseur-engraisseur de 100 truies, avec 2,3 bandes/an. Le

choix de 100 s’est fait pour des simplifications de calculs. Il est à noter qu’en région centre, 69 % des

élevages ont moins de 100 truies41.

Le niveau d’incorporation du tourteau de colza fermier dans la ration a été défini par l’AIRFAF (tableau

n°25). Le rôle anti-poussière joué par l’huile dans ce tourteau permet d’éviter l’ajout d’huile dans la ration.

Le prix de substitution de ce tourteau (18 % de MG) est calculé à 209 €/t42.

Les besoins annuels en tourteaux seront de 36,4 t, la surface nécessaire de 18,2 ha et la quantité d’HVP

produite sera de 19 783 L.

La surface nécessaire laisse présager une exploitation avec une SAU minimum de 91 ha (la surface de colza

ne pouvant dépasser 20 ).

Nombre par bande

Stade

Consommation d'aliment

(kg/j/animal)

Tourteau colza

fermier (%)

Quantité de tourteau

colza (kg/stade)

Truie Gestante 2,90 3,5 100

Truie Allaitante 6,00 7,0 2 343

1 080 2ème âge 0,67 4,5 1 143

1 026 Porc Engraissement 2,15 5,0 12 340

Les besoins en tourteaux sur une semaine seront de 700 kg. Le choix du matériel portera sur la capacité de

pressage (au moins 1 050 kg de graines/semaines) et le rythme de production souhaité (pour bénéficier d’un

tourteau non ranci) et correspondre aux plages de disponibilité en temps de l’éleveur.

Le tableau n°26 permet d’approcher la capacité horaire minimale de la presse en fonction de ces critères.

La zone violette est une zone non exploitable du fait du délai de conservation du tourteau (< 3 mois).

La zone grise est une zone correspondant à un investissement inadapté pour ce projet (> 100 kg/h).

41 Chambre d’Agriculture. Résultats technico-économiques des élevages en Région Centre. Porc. 2005

42 MEZIERE G. 2004, Valorisation de la graine de colza par pressage. AIRFAF de Haute Normandie bulletin n°10.

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Tableau n°27 : Comparaison de différents Investissements

Besoin en tourteaux (kg) 36 400

Surface nécessaire (ha) 18,20

Quantité de graine de colza (kg) 54 600

Quantité d’HVP produite (L) 19 783

Matériel utilisé 2 TÄBY 40a 1 TÄBY 55 1 Oléane 1 Reinartz AP08

Taux d’utilisation

Investissement presse (€) 2x2 742 6 100 5 335 13 100

Filtre Grifo (€) 900 900 900 900

Cuves (€) 5x110 € 550 550 550 550

TOTAL des investissements (€) 6 934 7 550 6 735 14 550

Amortissement linéaire sur 7 ans (€/an) 991 1 079 962 2 078

Total charges de l’atelier (€/an hors MO) 1 326 1 207 1 327 1 747

Total charges de l’atelier (€/q de graine) 2,43 2,21 2,43 4,08

Dont Electricité (€/q de graine) 0,121 0,103 0,120 0,275

Entretien (€/q de graine) 0,266 0,133 0,533 ND

Prix de revient de l’HVP (209 €/t tourteau) 0,23 0,23 0,23 0,28

Prix de revient de l’HVP (120 €/t tourteau) 0,40 0,40 0,39 0,44

Prix du fuel 0,5 0,5 0,5 0,5

Gain (€/L) huile/fuel 0,27 0,27 0,27 0,06

Gain annuel total € 5 341 5 341 5 341 1 187

Retour sur investissement 1,28 ans 1,41 ans 1,26 ans 12,26 ans

Nb d’heures de travail rémunérées (20 €/h) 267 267 267 59

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L’HVP une rentabilité au cas par cas

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 50

Le choix d’un cycle de 2,5 jours de fonctionnement toutes les 2 semaines peut être judicieux. On préfèrera

un cycle par quinzaine à un cycle par semaine de manière à réduire le nombre de nettoyages requis à la fin de

chaque cycle.

Pour un besoin de capacité de 35 kg/h, on peut s’interroger sur l’opportunité d’acquérir 2 petites presses

plutôt qu’une presse de 40 kg/h. Un montage en ligne de l’approvisionnement en graine est tout à fait

réalisable, ainsi que la collecte d’huile par une gouttière, sans investissement supplémentaire.

Le tableau n°27 permet de comparer les deux projets avec des modèles de presses différents.

En terme d’investissement, le prix de la presse Reinartz est plus élevé (plus du double des autres). Son prix

limite son utilisation.

En ce qui concerne les autres presses, les prix sont sensiblement identiques, la presse Oléane est moins chère

à l’investissement, mais les frais d’entretien sont plus élevés (coût de remplacement de la vis et de la cage).

Dans l’exemple pris, les presses ne fonctionnent qu’à 17 % de leur capacité théorique.

Le prix de revient de l’HVP est donc identique quel que soit l’investissement (2 presses de petites capacité

ou une plus grosse). Le choix se portera donc sur l'aspect pratique des systèmes. L’investissement dans une

seule presse diminue les coûts et le temps d’entretien, mais la présence de 2 presses permet d’avoir une

sécurité d’approvisionnement minimum d’aliment en cas de panne et une plus grande flexibilité dans

l’utilisation.

Les volumes nécessaires en tourteaux pour un élevage en porcs rendent le projet économiquement

intéressant. La substitution d’aliment et l’effet anti-poussière permettent de bien valoriser le coproduit et de

diminuer le prix de revient du produit principal (l’HVP).

Chaque exploitation est un cas particulier auquel il est nécessaire d’adapter les calculs. Ce qui est rentable

sur une exploitation ne l’est pas forcément sur une autre. Pour aider Conseillers et Agriculteurs à mieux

appréhender la dimension et l’intérêt économique des projets, des outils informatisés, adaptables à chaque

cas de figure, ont été conçus parallèlement à ce mémoire : feuille de calcul du prix de revient,

dimensionnement et choix de matériel.

6. 5. VALORISATION THERMIQUE DES PRODUITS DE PRESSAGE

L’HVP peut également être utilisée comme combustible. Dans ce cas, on compare son prix de revient au prix

du FOD (fuel-oil domestique), soit le prix du fuel agricole TTC (environ 0,60 €/L). Le prix de l’HVP est plus

facilement compétitif mais l’investissement nécessaire pour convertir une chaudière fuel à l’HVP limite son

intérêt. Un brûleur spécial HVP coûte deux fois plus cher (2 000 €) qu’un brûleur à fuel.

Aussi, est-il intéressant de comparer cette possibilité de valorisation thermique de l’HVP à d’autres types de

combustibles, y compris le tourteau.

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Tableau n°28 : Prix énergétique de différents combustibles

kcal/kg kW/kg

Valorisation de l’énergie

du combustible au prix du

fuel €/kg

kg de produit / L de fuel

kg / kW prix indicatif

€ / unité kg/unité prix du kW

Fuel Domestique 10 200 11,80 0,595 0,85 0,085 0,50 L 1,19 0,042

Bûche Hêtre 20% humidité

3 510 4,07 0,205 2,44 0,246 40,00 m3 450 0,022

Blé (grain) 3 590 4,16 0,209 2,38 0,240 9,50 q 100 0,023

Paille (blé) 3 440 3,99 0,201 2,48 0,251 30,00 t 1 000 0,008

colza (grain) 5 870 6,81 0,343 1,46 0,147 21,00 q 100 0,031

Tourteau de colza 5 313 6,16 0,310 1,61 0,162 110,00 t 100 0,018

huile de colza 9 200 10,70 0,537 0,93 0,093 0,50 L 1,09 0,043

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L’HVP une rentabilité au cas par cas

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 51

Le tourteau gras de colza contient de l’huile dont le pouvoir calorifique peut être valorisé. Les agriculteurs

souhaitant utiliser l’HVP sur leur exploitation mais ne disposant pas de débouché pour le tourteau peuvent le

valoriser sous forme de combustible, certaines chaudières polycombustibles le permettant (source

constructeur). Le tableau 28 permet une comparaison de différents combustibles.

On voit ici que son intérêt énergétique de l’huile est limité face à d’autres combustibles tels que les céréales,

le bois, ou bien le tourteau de colza.

Il existe des chaudières polycombustibles, pouvant, selon les constructeurs utiliser le tourteau en tant que

combustible de chauffage. Si l’on valorise l’énergie contenue dans le tourteau au prix de l’énergie valorisée

par le fuel (0,042 €/kW), le prix d’intérêt du tourteau est de 310 €/t. Cette hypothèse ne tient pas compte de

la manutention, de l’investissement et de l’impact que peut avoir la combustion de tourteau sur la chaudière,

ni des éventuels rejets de polluants dans les fumées.

De plus, on peut supposer certains inconvénients liés à la forte teneur en matière grasse du tourteau, comme

des problèmes de durée de conservation (moisissures ?) ou de tenue du produit (prise en masse).

L’alimentation de ce type de chaudière se faisant principalement par vis dessileuse, on peut aussi envisager

des problèmes d’ordre mécanique (bourrage…).

L’Europe étant déficitaire en protéines, la valorisation des tourteaux en combustible peut paraître totalement

aberrante aux yeux de la filière. Néanmoins à l’échelle microéconomique la question semble pertinente.

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Graphique n°13

Pourcentage de colza sur les terres arables en région Centre

17

14

169

12

7

12

Cher

Eure et Loir

Indre

Indre et Loire

Loire et cher

Loiret

Centre

Tableau n°29 : surface en colza dans la région Centre

Cher Eure-et-Loir Indre Indre-et-Loire Loir-et-cher Loiret Centre colza 55 700 60 000 50 100 29 100 32 350 26 500 253 750

dont non alimentaire 10 500 17 500 8 900 3 000 6 900 6 000 52 800 tournesol 22 800 600 20 600 27 500 9 500 11 500 92 500

terres arables 330 776 438 120 321 255 309 928 271 522 355 752 2 077 353 % colza 17 14 16 9 12 7 12

% tournesol 7 0 6 9 3 3 4

Sources : Agri’repères, Agreste Centre édition 2004

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Quelles exploitations sont le mieux adaptées à l’HVP ?

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 52

7. QUELLES EXPLOITATIONS SONT LES MIEUX ADAPTÉES À L’HVP ?

L’utilisation de l’HVP en tant que biocarburant et/ou biocombustible, nécessite des conditions techniques et

économiques particulières. De nombreuses variables jouent sur l’intérêt économique de cet atelier.

La rentabilité du système implique la valorisation du tourteau, soit par autoconsommation (alimentation

animale ou combustible) soit par vente entre agriculteurs (moyennant un prix de vente satisfaisant acheteur et

vendeur).

Schématiquement, en région Centre, deux cas s’opposent :

• Le cultivateur qui valorise techniquement l’huile carburant (forte consommation, pleine puissance

moteur…) et pour qui le tourteau risque de réduire l’intérêt économique, à moins de trouver une

valorisation intéressante.

• L’éleveur pour qui le tourteau est bien valorisé mais dont les quantités et les plages d’utilisation de

l’HVP sont limitées (moindre consommation, tracteur de cours de ferme…).

Les multiples possibilités d’utilisation de l’HVP (pure ou en mélange et sur tout ou partie du parc moteur) en

tant que carburant rendent difficile la sectorisation des exploitations. En effet, cet usage étant à définir au cas

par cas, il serait réducteur de faire une typologie classant les exploitations pouvant utiliser l’HVP et celles ne

le pouvant pas.

Ces deux grands cas type correspondent généralement à des zones géographiques distinctes (carte n°1).

Il serait intéressant de mettre en relation les éleveurs demandeurs de tourteau fermier et les cultivateurs

utilisant de l’huile. Quelques cultivateurs des zones de grandes cultures souhaitent mettre en place ce

système et sont donc à la recherche d’éleveurs. Des impératifs de délai de livraison (contraint par les délais

de stockage du tourteau) sont à prévoir, ainsi que des quantités minimales livrées (pour rentabiliser les

livraisons).

Les contraintes agronomiques de la culture de colza limitent le retour dans la rotation à 5 ans. La surface

maximale de colza sur l’exploitation ne doit pas excéder 20 % de la SAU. Le graphique n°13 et le tableau

n°29 nous montrent la marge de manœuvre dont chaque département dispose, il est encore possible de

doubler les surfaces en colza (excepté pour le Cher qui est à 17 % de colza). Là encore, la situation est à

regarder au cas par cas. Par ailleurs, le colza pressé sur l’exploitation peut venir en substitution du colza

industriel ou alimentaire.

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Relativisation et critique de la méthode

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 53

8. RELATIVISATION ET CRITIQUE DE LA MÉTHODE

Une part importante du travail mené dans le cadre de ce mémoire a consisté à collecter, recouper et

synthétiser les informations issues d’expériences éparses (ressentis des agriculteurs utilisant des presses,

essais menés par divers organismes, informations des constructeurs…). L’engouement pour le sujet étant

récent, on peut déplorer le manque de données fiables, non basées sur des retours d’expériences particulières

mais résultats d’expérimentations aux protocoles rigoureux.

Ainsi, en l’absence de résultats techniques fiables et de recul par rapport à l’utilisation de ces outils, il a été

choisi d’utiliser les données techniques indiquées par les constructeurs et revendeurs de matériel (capacité de

presse, usure du matériel). Il est néanmoins vraisemblable que pour optimiser la qualité de l’huile, il faille

utiliser la presse légèrement en deçà de sa capacité maximale (à 80 %, c’est à dire ne presser que 16 kg/h si

la capacité maximale est de 20 kg/h). Ce faisant, le prix de revient serait supérieur (augmentation de la

consommation d’électricité et de l’amortissement du matériel par unité pressée).

De même, la non prise en compte de la main d’œuvre fausse partiellement les résultats. En l’absence

d’évaluation rigoureuse, il a été choisi de proposer un prix de revient hors main d’œuvre et d’en déduire le

temps pouvant être rémunéré par les gains.

Aussi, dans la continuité de ce mémoire et pour affiner la connaissance des matériels, il pourrait être proposé

de mettre en place un protocole rigoureux de mesures sur différentes presses et pour divers réglages. Le

protocole devrait comprendre :

• une évaluation de la qualité des graines à presser

• un relevé précis des réglages des presses

• une mesure de débit

• une évaluation de la qualité des huiles et des tourteaux sortis de presse et de leur évolution dans le temps.

De qualités distinctes, les huiles finement caractérisées pourraient être utilisées à la comparaison des

performances des filtres, une part de chaque type d’huile étant filtrée par des techniques distinctes et

caractérisée en sortie.

L’évaluation des temps de travaux pourrait être réalisée au moyen de relevés systématiques chez divers

utilisateurs, après caractérisation du système.

Les changements réglementaires attendus pour 2006 (la loi d’orientation agricole prévoit l’autorisation de

production et d’autoconsommation de l’HVP sur les exploitations agricoles) devraient permettre une

mobilisation plus concertée (y compris avec les pouvoirs publics) autour de la thématique.

De nombreux organismes para-agricoles souhaitent participer à l’acquisition ou à la diffusion de

l’information sur l’HVP. La difficulté d’échange d’informations entre les structures n’aide pas à

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Relativisation et critique de la méthode

Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 54

l’avancement du sujet. Parallèlement à la réalisation de ce mémoire, la mise en place d’un groupe de travail

régional sur les énergies renouvelables a permis un meilleur partage des informations au sein des structures

participantes.

Les valeurs de prix du colza utilisé dans les simulations sont basées sur les prix de marché actuels (soit

200 €/t). Toutefois, en enlevant la part des intermédiaires, il est possible que l’agriculteur ne soit payé que

170 €/t, ce qui rend d’autant plus attractive la transformation du colza à la ferme. Le mémoire présente des

études de cas figées et théoriques. Des tableaux ou données plus générales permettent de mesurer les grandes

lignes de la rentabilité des projets (influence du prix du tourteau et de la graine, taux d’utilisation). La

réalisation d’une feuille de calcul permet l’adaptation des calculs aux paramètres propres à chaque

exploitation et matériel, y compris les prix de vente des produits.

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Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 55

CONCLUSION

Alors que les consciences s’éveillent au risque de réchauffement climatique et à la nécessité de trouver des

alternatives à l’exploitation des produits fossiles, l’intérêt et le dynamisme que manifestent les agriculteurs

pour la production d’huile végétale pure pour des usages de biocarburant et biocombustible s’amplifient. La

flambée récente des coûts des carburants les conforte dans cette voie.

Les efforts des agriculteurs pour prouver et justifier l’intérêt de cette utilisation des oléagineux (alors même

que la pratique est actuellement interdite en France) et la politique de promotion des biocarburants menée par

Bruxelles se traduisent aujourd’hui par la prise en compte de l’HVP dans le projet de loi d’orientation

agricole. La production et l’autoconsommation d’HVP par les agriculteurs pourraient être autorisées dès

2006, d’autres marchés pourtant convoités (engins de travaux publics ou de transports, véhicules particuliers)

en restent écartés. L’un des freins au développement de l’HVP en région Centre pourrait être la dissociation

entre les zones de consommation des tourteaux et les zones de grandes cultures où le potentiel d’utilisation

de l’huile est le plus grand.

De plus en plus sollicitée, la Chambre régionale d’agriculture du Centre a souhaité se doter de moyens pour

accompagner les porteurs de projet dans leur démarche. Les données synthétisées dans ce mémoire et les

outils développés l’y aideront. Moins raffinée, plus visqueuse et moins inflammable que l’Ester Méthylique

d’Huile Végétale et que le fuel, l’Huile Végétale Pure doit en effet faire l’objet d’attention particulière lors

de sa production et de son utilisation. La rentabilité de l’HVP semble acquise actuellement (montée du cours

du pétrole, cours du colza relativement bas) pour des unités dont le dimensionnement a été bien réfléchi et

pour lesquelles la valorisation du tourteau est assurée. Toutefois, l’attrait du gain ne doit pas faire s’effacer

les limites d’utilisation de ce carburant.

La faisabilité technique de la carburation à l’HVP n’est plus à démontrer. Pour être acceptée, notamment

auprès des concessionnaires ou assureurs, l’HVP doit néanmoins encore pouvoir répondre à un standard de

qualité.

La pérennité du système face à l’évolution technologique des moteurs peut quant à elle poser question,

d’autant que les constructeurs automobiles orientent leurs travaux sur les biocarburants de deuxième

génération et non sur l’HVP.

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Mémoire de fin d’études Esitpa Promotion 2000 Johann Barthélémi 56

Nous avons montré que la valorisation de l’huile en tant que biocombustible ne semble pas être la solution la

plus pertinente comparativement à d’autres ressources disponibles pour l’agriculteur tel que le bois, la paille,

les issus de triages ou encore les tourteaux.

Confrontées à une demande sortant de l’ordinaire et à la multiplicité des domaines touchés par ce nouvel

atelier, il apparaît que les Chambres d’agriculture ont peiné à désigner les interlocuteurs des porteurs de

projets. Ceux-ci sont conseillers élevage, diversification, machinisme ou encore énergies renouvelables. Face

à cette nouvelle fonction de producteur d’énergie (énergiculteur), se créent un nouveau métier et un nouveau

champ d’acquisition de références pour les organismes agricoles.