Premier producteur d’alcool éthylique en Europe avec 17,5 millions d’hectolitres*, en 2009 soit 36 % de la production communautaire, la France transforme en alcool des matières premières agricoles, principalement des betteraves sucrières et des céréales. Le Bioéthanol représente aujourd’hui 64,3 % des débouchés de cette production industrielle dont procédés varient selon les utilisations, alimentaires ou non alimentaires.

Il y a 6 000 ans, les Égyptiens l’utilisaient déjà pour la confection de boissons et de parfums. Aujourd’hui, on le trouve dans les liqueurs, les boissons anisées, les cosmétiques, les médicaments, les vernis, colles et peintures et, bien sûr, dans les carburants automobiles où il est incorporé en proportions variables. Bien qu’on le désigne sous le terme générique d’alcool éthylique (ou d’éthanol), ce composant indispensable à de nombreux produits alimentaires et non alimentaires se décline sous différentes formes : à chaque application son alcool, et à chaque alcool son circuit de distillation.
L’alcool d’origine agricole est obtenu par fermentation puis distillation de matières agricoles contenant des composés fermentescibles (sucres sous différentes formes). C’est pourquoi la quasi-totalité du règne végétal constitue une ressource potentielle : matières sucrées (fruits, racines, feuilles, tiges…), matières amylacées, c’est-à-dire contenant de l’amidon (céréales, pommes de terre…), matières cellulosiques (fibres, bois…). En France, la betterave sucrière et les céréales (blé, maïs) fournissent à elles seules 94 % des substrats de distillation.
La fermentation est la première étape du process. On utilise pour cela des moûts sucrés – issus du process sucrier (jus ou mélasse de betterave) ou obtenus à partir des céréales (voir encadré ci-contre) – auxquels on ajoute des levures qui transforment le sucre en alcool. Au terme de cette transformation, on obtient un vin de 8 à 11° (% en volume d’alcool) prêt à être distillé. L’opération s’effectue dans d’imposantes colonnes de distillation dotées de 40 à 45 plateaux (système d’échange liquide/vapeur) qui forment les étages de distillation.

Distillation, rectification, déshydratation

Le vin porté à ébullition est introduit au milieu de la colonne tandis qu’on apporte, à la base, de la vapeur d’eau. En s’élevant dans la colonne, cette vapeur se charge en alcool qui se concentre d’étage en étage. Après condensation, l’alcool brut est recueilli sous forme liquide en tête de colonne, tandis que les résidus, ou « vinasses », sont récupérés en pied de colonne.
Cet alcool brut titre au minimum 92 % vol. Il est constitué d’eau, d’éthanol et de composés volatils que l’on appelle « non-alcools ». Mais ces non-alcools peuvent avoir des arômes et des saveurs indésirables pour certaines utilisations. Afin de les en débarrasser, ils subissent une opération de purification – appelée « surfinage » ou « rectification » – qui consiste à concentrer l’alcool et à le séparer des impuretés par une nouvelle série de distillations successives qui s’effectuent dans des colonnes de rectification. Plus le circuit de rectification est long, plus l’alcool est affiné : on obtient alors, soit de l’alcool surfin, soit de l’alcool rectifié extra-neutre. Le premier, qui répond aux cahiers des charges les plus exigeants, entre dans la composition des liqueurs et boissons apéritives, le second est plutôt destiné à la fabrication de vinaigres ou de solvants pour peintures, vernis, colles...
Certaines utilisations, comme les parfums, cosmétiques et préparations pharmaceutiques, nécessitent un alcool surfin déshydraté, c’est-à-dire entièrement débarrassé de son eau. Cet alcool, qui n’a pas d’applications dans le domaine alimentaire, fait appel à différents procédés, dont une technique dite par « adsorption », qui consiste à isoler l’éthanol grâce à des tamis moléculaires capables de capter l’eau.

cf schéma ci-dessous

Le bioéthanol : un brut déshydraté

Le bioéthanol destiné aux carburants automobiles de nouvelle génération (SP95-E10, E85) fait partie de la famille des alcools déshydratés, car l’eau contenue dans l’alcool brut n’est pas miscible avec l’essence. En revanche, la présence de non-alcools (dont les composés odorants) contenus dans l’alcool brut ne pose pas de problème pour la carburation automobile. Aussi le bioéthanol est-il produit à partir de l’alcool brut soumis directement à une opération de déshydratation (sans phase de rectification).
Le bioéthanol est donc un alcool brut déshydraté, autrement dit un alcool éthylique dont la teneur en eau est inférieure à 0,3 %. Quel que soit le substrat utilisé (betterave, blé maïs), le process est identique et fait appel à une matière première renouvelable. Son utilisation en tant que carburant automobile permet d’abaisser de 49 à 68 % les émissions de gaz à effets de serre par rapport à l’essence**. Le bioéthanol est une énergie renouvelable, même si sa production consomme de l’énergie fossile. Ainsi, son bilan énergétique montre que pour une énergie fossile consommée dans un mélange, le bioéthanol utilise deux fois moins d’énergie non renouvelable que l’essence qu’il remplace**.

* Production 2009. Source : F.O. Licht-Cedus, Mémo-statistique 2010.
** Etude « Analyse des cycles de vie appliquées aux biocarburants de première génération consommés en France », Ademe, avril 2010.