Les produits biosourcés contribuent à décarboner notre économie et à renforcer notre souveraineté. Cette alternative aux produits pétroliers n’est cependant réellement efficace que dans une problématique territoriale, à la fois pour garantir sa durabilité et pour répondre à une logique d’économie circulaire : il s’agit de valoriser en cascade la biomasse afin que ses coproduits soient utilisés sur le territoire où elle est produite et satisfassent les besoins d’acteurs locaux. L’ADEME soutient des recherches pour favoriser cette boucle vertueuse.
Les produits biosourcés sont issus de biomasse, une ressource importante en France, puisque près de 90 % du territoire est couvert de surfaces agricoles ou forestières, mais dont le volume global reste limité et doit donc être valorisé au mieux. Ils permettent de réduire la dépendance aux ressources fossiles. Néanmoins, le risque subsiste que les produits biosourcés ne viennent qu’en supplément d’une production déjà massive, et non en substitution. La recherche ADEME se focalise donc sur des projets garantissant la production de produits biosourcés dans une approche de bioéconomie circulaire. Cette approche territoriale garantit sa durabilité : la biomasse dépend de l’écosystème d’où elle est extraite et dont l’équilibre doit être préservé. Cette lettre présente des résultats de recherche valorisant les filières de biomasse à différentes échelles territoriales, ainsi que des projets permettant d’optimiser les produits biosourcés par comparaison avec leurs équivalents fossiles.
Développer des filières territoriales de bioéconomie circulaire
Les produits biosourcés sont un levier stratégique pour la souveraineté nationale, qu’elle soit économique ou technologique. En premier lieu, la valorisation de ressources nationales stimule l’économie, notamment dans des territoires ruraux, et crée des emplois non délocalisables. Depuis 2020, on note par exemple l’émergence d’une relocalisation des filatures de lin dans le nord-ouest de la France, ce qui contribue à dynamiser l’écosystème associé (peigneurs, blanchisseurs, etc.). Dans le cadre de l’APR GRAINE, plusieurs projets portant sur le développement de filières territoriales à partir de ressources locales ont été soutenus. Ainsi, le projet INNOFIB (GRAINE 2021), porté par l’entreprise Cavac Biomatériaux, est né de la volonté d’explorer de nouvelles technologies de préparation des fibres de chanvre afin d’améliorer les performances des isolants issus de ces dernières. L’entreprise valorise depuis dix ans déjà le chanvre cultivé sur le territoire vendéen à travers une gamme d’isolants de sa marque, Biofib Isolation. Le projet portait sur l’amélioration de la durabilité de ce produit et l’amélioration de sa résistance au feu. Finalement, les propriétés thermiques ont été améliorées de 20 % et les coûts réduits de 15 %, tout en limitant les impacts énergétiques, sanitaires et environnementaux. Ces développements ont permis d’atteindre des performances techniques similaires aux produits d’origine pétrochimique ou minérale.
Autre exemple, le projet BIP Colza (GRAINE 2017), porté par le CODEM, a démontré que la valorisation de la paille de colza dans le secteur de la construction est pertinente. Elle permet en outre d’utiliser une biomasse peu exploitée pouvant répondre à certains enjeux agricoles, architecturaux, environnementaux et économiques. Le projet a conduit au développement d’éléments préfabriqués en béton de colza, fabriqué à partir des pailles de colza. Le broyage de ces dernières permet de préparer des granulats, plus performants que ceux du chanvre ou du lin dans certains cas, pour l’obtention de bétons légers très performants. Aujourd’hui, avec plus de 150 000 hectares cultivés en France, le colza représente une ressource mobilisable importante pour le développement d’une filière industrielle de béton biosourcé.
Les projets de bioéconomie peuvent être conçus pour différentes échelles territoriales, voire locales. Citons par exemple Ecolactic1, de l’APR GRAINE 2021, porté par les Laboratoires Rochex, qui a permis d’écoconcevoir un procédé innovant, de dimensionner et d’implanter un pilote industriel tout en développant des synergies économiques territoriales. Le projet est un succès, avec le dépôt d’un brevet et la production de plusieurs publications scientifiques. Le cadre méthodologique développé peut en outre être réutilisé pour d’autres (filières ou territoires).
Développer des alternatives aux produits pétroliers fiables, efficaces et aux impacts maîtrisés
Un des grands enjeux concernant la recherche sur les produits biosourcés est de développer des matériaux alternatifs aux fossiles avec les spécifications correspondantes à l’usage. Par exemple, pour le secteur de la construction, les matériaux biosourcés doivent être conformes aux normes et à la réglementation du secteur. Les deux projets de recherche présentés ici répondent à cet enjeu.
Le projet ECO-TERRA (GRAINE 2016), porté par l’entreprise Eco-Pertica, visait la massification de la rénovation thermique en écoconstruction, en réduisant le coût des matériaux et de leur approvisionnement, grâce au développement de filières locales. Afin d’être transposable à d’autres territoires que celui de l’expérimentation, un grand nombre de combinaisons terre-végétaux a été testé afin de caractériser les performances mécaniques, thermiques, hygrométriques, acoustiques et environnementales de ces bétons biosourcés. À l’issue de ce projet, les déclarations environnementales des produits (DEP) nécessaires pour les différents procédés de mise en oeuvre locale des bétons biosourcés ont aussi été obtenues. Pour accompagner leur déploiement, une documentation technique a été conçue et testée sur chantier.
Le projet a eu de nombreuses retombées, comme le soutien au développement de la construction en terre crue issue de filières locales ou industrielles, via l’évaluation de nombreuses formules de composants terre-végétaux. Plusieurs avancées sont aussi à souligner. Par exemple, l’obtention de l’assurabilité pour plusieurs entreprises utilisant le mode constructif en béton de terre crue, notamment a l’aide du Guide des bonnes pratiques – Terre allégée. On peut aussi mentionner la création d’une formation sur le terre-chanvre et plus largement la terre allégée, permettant aux professionnels de chaque territoire de s’adapter aux ressources disponibles localement. Au niveau scientifique, 9 articles ont été publiés.
Dans la lignée de ces développements, le projet NATURKUB (GRAINE 2021), porté par l’entreprise Bouyer Leroux, a pour objectif le développement d’un bloc isolant terre-chanvre. L’utilisation du mélange terre-chanvre viendrait lever deux verrous. D’une part, le manque d’efficience, en matière d’isolation thermique et de quantité de matériaux à traiter, des solutions géosourcées existantes ; d’autre part, le frein que constituent les solutions biosourcées en béton de chanvre, en matière de massification, en raison d’une mise en oeuvre contraignante, du coût associé et d’un gain carbone limité par l’utilisation de chaux. Le développement de ce produit se fait dans une logique d’économie circulaire, en Pays de la Loire, où serait implantée la future unité de production. Elle utilisera des matières locales pour fournir à des chantiers pilotes locaux les blocs d’isolant permettant d’évaluer et de valider les performances attendues à l’échelle du produit et du système.
Penser la fin de vie de ces produits biosourcés
Les FDES (Fiches de déclaration environnementale et sanitaire) dans le bâtiment réglementent aussi la fin de vie des produits. Le projet VALOBBIO (GRAINE 2019), porté par FRD-CODEM, a permis de mieux comprendre la constitution, l’utilisation et la fin de vie de plusieurs types de bétons végétaux. En effet, bien que l’incorporation de granulats végétaux dans des matrices cimentaires existe depuis plusieurs décennies, la fin de vie des bétons biosourcés demeure mal connue, et ce manque de connaissances ne permet ni d’anticiper efficacement le devenir de ces matériaux ni d’avoir des ACV optimisées. Le projet a ainsi montré que l’enfouissement n’est pas un scénario optimal et réaliste, bien qu’il soit aujourd’hui celui choisi par défaut. En effet, la teneur en carbone organique total (COT) ou en phénol demande d’ajouter une étape de traitement/inertage.
Généralement, les centres de traitement vont chercher et favoriser des valorisations alternatives. Parmi celles-ci, le projet a démontré l’intérêt de la méthanisation. En effet, le béton de chanvre a un potentiel méthanogène semblable à différentes matières couramment introduites dans les méthaniseurs en mélange, comme l’herbe de tonte ou les déchets ménagers, et dépasse celui des lisiers/fumiers/etc., et de la plupart des déchets de l’agroalimentaire.
Transformer un coproduit en ressource : l’approche écoconçue du projet Ecolactic
Le projet Ecolactic a proposé une approche d’écoconception pour les technologies émergentes. Pour cela, l’Analyse du Cycle de Vie est utilisée pour comparer différents choix d’itinéraires technologiques et leurs conséquences dans le futur. L’approche est itérative afin d’optimiser les performances du procédé.
Une application de ce cadre méthodologique a été la valorisation de coproduits à l’échelle d’un territoire visant à mettre en lien les productions d’une fromagerie et d’un producteur de détergents. D’un côté, la fromagerie Masson rejette un coproduit (lactosérum) qui est actuellement transporté pour être déshydraté. De l’autre, les Laboratoires Rochex, un fabricant de détergents, achète de l’acide lactique concentré, qui est transporté et dilué, avant d’être formulé dans ses produits. Ces deux partenaires sont situés à 1 kilomètre l’un de l’autre. Ce projet de recherche vise à écoconcevoir un nouvel itinéraire de production permettant de rediriger une partie du lactosérum afin de le transformer en acide lactique par fermentation et purification.
1. Accompagné par le laboratoire de recherche SayFood (INRAE et AgroParisTech).