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Le biodiesel est une forme de carburant diesel dérivé de produits végétaux et animaux. Contrairement à l’huile végétale usagée parfois utilisée pour alimenter les moteurs diesel convertis, le biodiesel est un biocarburant ne nécessitant aucune adaptation, compatible avec les moteurs diesel et l’infrastructure de distribution existants.

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Matières premières et technologies

Le biodiesel est produit par la réaction d’une huile végétale ou d’une graisse animale avec un alcool (généralement du méthanol) en présence d’un catalyseur pour produire des esters monoalkyles (biodiesel ou ester méthylique) et de la glycérine (environ 10 % en poids). Cette réaction s’appelle la transestérification.

L’huile végétale brute ou raffinée et les graisses recyclées qui n’ont pas été transformées en biodiesel ne sont pas du biodiesel.

Applications

Le biodiesel a un indice de cétane plus élevé que le carburant diesel, de sorte que les mélanges à faible concentration permettent d’obtenir une consommation de carburant, une puissance et un couple similaires à ceux du carburant diesel fossile. Le biodiesel offre un pouvoir lubrifiant nettement supérieur à celui du carburant diesel à base de pétrole, ce qui peut prolonger la durée de vie du moteur.

Les mélanges de biodiesel sont désignés par le sigle BXX, où XX représente le pourcentage en volume de biodiesel dans le mélange. Les mélanges les plus courants sont le B5 et le B20; le biodiesel pur est appelé B100.

Le biodiesel peut être utilisé dans des moteurs diesel non modifiés et avec peu ou pas de changements dans l’infrastructure de ravitaillement pour des mélanges allant jusqu’à 20 % (B20). La puissance et l’efficacité du biodiesel ont été démontrées par des centaines de millions de kilomètres parcourus sur route et d’innombrables applications maritimes et hors route, ainsi que par des études approfondies, et ce dans toute la gamme des cycles d’utilisation, des conditions climatiques et des applications.

Le B20 est largement disponible dans les États à mélange élevé tels que le Minnesota, l’Illinois et l’Iowa, ainsi que dans les relais routiers aux États-Unis. Les mélanges B20 ne sont généralement pas recommandés pour les moteurs de l’année modèle 1993 et des années antérieures. (Certains élastomères se ramollissent et se dégradent en cas d’exposition prolongée à des niveaux élevés de biodiesel; des matériaux compatibles avec le B100 sont utilisés depuis 1994.)

Propriétés

De nombreux tests effectués sur le biodiesel et le diesel de pétrole montrent une nette amélioration des propriétés lubrifiantes lorsque le biodiesel est ajouté au carburant diesel conventionnel, au-delà du taux d’additivation de tous les diesels disponibles sur le marché. Le diesel à très faible teneur en soufre a un faible pouvoir lubrifiant et est fortement additivé avec des conditionneurs de lubrification. Des mélanges de biodiesel avec des niveaux aussi faibles que 1 % peuvent augmenter de 65 % le pouvoir lubrifiant des distillats et contribuer à prévenir la détérioration prématurée des composants du moteur. Le pouvoir lubrifiant accru du biodiesel est associé à une diminution notable du bruit du moteur dans certaines applications.

Le diesel de raffinerie et le biodiesel sont tous deux modifiés au niveau de la vente en gros pour créer des carburants adaptés à leur usage. Les carburants diesel sont additivés, et le biodiesel est additivé et mélangé au diesel pour fournir des performances prévisibles. Comme le carburant diesel ordinaire, les mélanges de biodiesel peuvent se gélifier à très basse température. La composition et les propriétés d’écoulement à froid des carburants diesel varient considérablement d’un bout à l’autre du Canada et selon les saisons. De faibles niveaux de biodiesel peuvent être incorporés dans n’importe quel carburant diesel au Canada. La teneur en biodiesel dépend de facteurs tels que la période de l’année, le lieu, les propriétés du diesel et du biodiesel (notamment le point de trouble).

Les propriétés d’écoulement à froid des mélanges de biodiesel B20 ou supérieurs peuvent varier grandement en fonction de la matière première à partir de laquelle ils sont fabriqués. En général, le biodiesel fabriqué à partir d’oléagineux et d’huiles de graines a un point de trouble plus bas que celui fabriqué à partir de graisses animales et d’huiles de cuisson usées. Par ailleurs, plus les caractéristiques d’écoulement à froid du carburant diesel de base sont bonnes, plus l’effet du mélange de biodiesel sur ses propriétés d’écoulement à froid est important. Les mélanges de niveau moyen (jusqu’à 20 %) peuvent être utilisés en saison dans la plupart des régions du Canada.

Les mélanges de diesel et de biodiesel sont tous deux mis sur le marché sur la base d’hypothèses de « l’utilisation déterminée » qui anticipent leur utilisation probable, notamment le temps écoulé entre l’achat et l’utilisation et les déplacements de l’utilisateur du carburant dans une région plus froide.

L’additivation des mélanges de biodiesel pour obtenir de meilleures performances à froid est une pratique courante dans les États du nord des États-Unis; les flottes du Minnesota mélangent 5 % de biodiesel au diesel d’hiver, en partie par additivation. En 2011, une démonstration documentée par une tierce partie des mélanges B10 dans une grande flotte de camionnage longue distance a révélé que les véhicules au biodiesel stationnés à l’extérieur démarraient à froid, alors que le diesel ordinaire ne le faisait pas. La démonstration a également montré que les mélanges à 10 % sans additivation ni kérosène étaient utilisés dans toute la gamme de températures de l’hiver albertain. Une autre étude réalisée en Alberta en 2009 indique qu’un mélange B2 est tout à fait compatible avec un hiver albertain et que ses performances dépassent largement la limite d’exploitabilité prévue.

Membres producteurs et distributeurs

Pour en savoir plus sur les installations des membres de l’ABFC, consultez notre carte des membres.

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Références et liens

Normes et qualités

Un certain nombre de règlements sur les carburants renouvelables et à faible intensité carbone précisent que le biodiesel vendu sur le marché doit être conforme aux spécifications de l’ONGC (Office des normes générales du Canada). Des normes révisées ont été publiées depuis 2020 pour les B1-5, B6-20 et B100 afin de garantir que le biodiesel produit conformément à ces normes puisse être pleinement utilisé dans les moteurs diesel modernes.

Le National Renewable Energy Laboratory (NREL) du département américain de l’énergie prélève des échantillons de mélanges de biodiesel vendus au détail afin de les comparer aux principales spécifications de l’ASTM International en matière de qualité des carburants. Les résultats obtenus démontrent que les mélanges de biodiesel respectent ou dépassent les paramètres des normes de l’ASTM.

Les huiles de cuisson usées non transestérifiées ne sont pas du biodiesel. Les fortes viscosités et les impuretés présentes dans ces carburants non transformés sont associées à des problèmes tels que le gommage des segments de piston, les dépôts dans le système d’alimentation en carburant, la réduction de la puissance, la diminution de la durée de vie du moteur, la réduction de la consommation de carburant, l’augmentation des émissions de gaz d’échappement, le colmatage des filtres à carburant et l’augmentation de la pression d’injection. Compte tenu de ces problèmes, Biocarburants avancés Canada ne soutient pas l’application commerciale de carburants qui ne sont pas conformes à l’ONGC ni à l’ASTM.

Les normes de l’ONGC sur le biodiesel (p. ex. CAN/CGSB-3.520-2011 pour le B1-5) contiennent en annexe des lignes directrices sur la manutention et le mélange du biodiesel. Le NREL publie des lignes directrices complètes et mises à jour périodiquement sur la manipulation, le stockage et la manutention. D’autres lignes directrices relatives à la manipulation et à l’utilisation peuvent être consultées dans la section Ressources.

En général, les bonnes pratiques de gestion du carburant diesel garantissent une utilisation sans problème du biodiesel lorsqu’il est mélangé.

Les pratiques exemplaires comprennent le stockage dans un endroit frais, propre et sec, ainsi que l’évacuation de l’eau libre des réservoirs de stockage et des boîtiers de filtre. Les filtres déshydratants peuvent être appropriés pour le stockage hors sol du biodiesel pur ou des mélanges plus importants. Les additifs de stabilité peuvent être utiles pour le stockage à long terme du biodiesel et peuvent rétablir les paramètres de fonctionnement du biodiesel vieilli.

On recommande un stockage de six mois maximum; toutefois, les additifs de stabilité à l’oxydation peuvent prolonger cette période de manière significative. Les tests du département américain de l’énergie montrent que les mélanges de biodiesel additivés sont restés conformes aux spécifications pendant trois ans.
Pour éviter la précipitation de composants à l’état de traces provenant de certains biodiesels, le biodiesel et le carburant diesel doivent être à une température dépassant d’au moins 5 °C leur point de trouble respectif lorsqu’ils sont mélangés.

Le mélange de biodiesel dans une canalisation ou par injection est la meilleure garantie d’obtenir un mélange homogène. Le mélange séquentiel ou « par lots », qui est une autre option lorsqu’il n’est pas possible de faire le mélange dans une canalisation, est utilisé avec succès dans toute sorte de conditions au Canada et aux États-Unis.

Les fabricants de moteurs (FEO) énumèrent généralement les mélanges de carburants qu’ils ont testés dans chaque moteur; c’est généralement le cas pour les modèles de fin d’année. Les fabricants de moteurs ne certifient pas que si un carburant « approuvé » est utilisé, les garanties du moteur seront honorées. Tout carburant, qu’il soit fossile ou renouvelable, peut développer des propriétés susceptibles d’endommager un moteur. Clean Fuels Alliance America explique que « l’aspect le plus important concernant les garanties des moteurs et le biodiesel, c’est de savoir si un fabricant de moteurs annulera sa garantie sur les pièces et la main-d’œuvre lorsque le biodiesel est utilisé, et si le producteur ou le distributeur de carburant se portera garant de ses carburants en cas de problème ». Cela vaut pour tous les carburants – diesels, biocarburants et mélanges (voir la section précédente sur les considérations relatives à l’éthanol).

Lorsqu’un fabricant de moteurs n’indique pas qu’il approuve le biodiesel pour un moteur, cela signifie simplement que ce moteur n’a pas fait l’objet de tests de biodiesel. La plupart du temps, les fabricants de moteurs ne testent pas les anciens modèles; ils sont « prêts à l’emploi », les tests de biodiesel n’étant effectués que sur les nouveaux modèles.

On croit parfois à tort que l’absence d’approbation de la garantie signifie qu’un moteur ne pourra pas fonctionner au-delà du niveau de mélange garanti, ou encore que les garanties seront annulées en cas d’utilisation au-delà du niveau indiqué. Or, c’est faux. Lorsqu’il n’y a pas de déclaration de garantie affirmative, c’est que le fabricant de moteurs n’a pas testé ce modèle en particulier.

Tous les principaux fabricants d’équipement d’origine (FEO) approuvent l’utilisation d’un maximum de 5 % de biodiesel (B5) lorsqu’il est mélangé à du carburant diesel conforme aux normes appropriées de l’ONGC et de l’ASTM. L’accréditation BQ9000 est précisée par certains FEO. Cummins a homologué tous ses moteurs pour des mélanges à 7 % de biodiesel.

Des millions de véhicules diesel utilisent chaque jour des mélanges de niveau intermédiaire (B6-B20), qui fonctionnent parfaitement et ont parcouru avec succès des milliards de kilomètres sur les routes des États-Unis et du Canada au cours des vingt dernières années. Les fabricants de moteurs participent pleinement à l’élaboration des normes strictes relatives à la qualité du biodiesel qui permettent l’utilisation de mélanges allant jusqu’à 20 % (B20). Les FEO ont participé à l’utilisation commerciale généralisée des mélanges B11, B15 et B20 dans plusieurs États américains (p. ex. l’Illinois et le Minnesota) et ni eux ni d’autres parties prenantes n’ont signalé plus de problèmes de moteur ou de fonctionnement qu’avec le diesel pur.

Les fabricants de camions ne sont pas intervenus sur les marchés pour désapprouver les réglementations et les incitations en faveur des mélanges de niveau intermédiaire. Un contrôle rigoureux de la qualité des carburants et l’expérience du secteur pétrolier ont joué un rôle important dans le succès des mélanges de niveau intermédiaire, notamment l’accréditation BQ9000 de la qualité des carburants et l’adoption de capacités de mélange de biocarburants dans une canalisation.

L’expression « mur de mélange » est parfois utilisée pour affirmer qu’un mélange contenant 5 % de biodiesel est la limite au-delà de laquelle les fabricants de moteurs ne respecteront pas leur garantie.
Les positions des fabricants de moteurs en matière de garantie n’ont pas empêché l’industrie pétrolière de distribuer de très grands volumes de mélanges B6, B7, B11, B15 de niveau intermédiaire (jusqu’à B20, B50 et B99) sur des marchés bien plus vastes que celui du Canada. Les grandes sociétés pétrolières et les entreprises intermédiaires américaines mettent couramment en vente des mélanges de plus de 5 %. Au Canada, il n’y a pas de restriction à ce type de mélange de niveau intermédiaire.

Les centaines de millions de kilomètres parcourus par les flottes de poids lourds aux États-Unis ne révèlent aucun effet néfaste sur les moteurs. En 2010, une flotte américaine a déclaré que « ses véhicules ont parcouru plus de 95 millions de kilomètres en utilisant du B20 sans rencontrer de problèmes liés au biodiesel, et les évaluations n’ont démontré aucun changement appréciable en matière d’économie de carburant, d’usure du moteur ou d’acceptation par le conducteur ». Par ailleurs, un rapport portant sur 26 mois de collecte de données sur dix camions lourds commerciaux roulant au B20 pendant 3 276 573 km, comparés à un groupe témoin roulant au carburant diesel à très faible teneur en soufre, a été étayé par des analyses de démontage des moteurs qui « n’ont pas révélé de différences notables entre les deux groupes » (voir la section Garanties).