E-Fuel, l’E-dée du siècle pour les carburants alternatifs ?

Si la voiture électrique est aujourd'hui Considérée par certains comme LA solution aux problèmes d'émissions, sa fabrication n'est pas sans conséquence sur l'environnement. L'hydrogène est également une alternative intéressante mais son coût et le réseau de stations de recharge posent eux aussi problèmes. Et si les carburants synthétiques E-Fuel étaient la solution ? On vous explique.

par Emmanuel Armanet 09 Nov 2018 10:00

Malgré d’indéniables progrès, la voiture électrique n’est pas encore en mesure de remplacer tous les véhicules thermiques, sans parler des avions ou des  bateaux… Les écueils sont encore nombreux (autonomie, coûts…) sans parler d’éléments plus polémiques autour notamment du véritable impact carbone de la production d’électricité, ou de l’exploitation des terres rares pour la fabrication des batteries. Alors ? On est foutu on roule trop ? Non, car comme aurait dit feu Michel Rocard, il existe une troisième voie… L’E-Fuel ou plutôt les E-Fluels car c’est sous cette bannière que la marque allemande Audi regroupe les alternatives au gaz (méthane), au diesel, à l’essence et l’éthanol.

e-gas, le méthane synthétique

Première piste, la production de gaz naturel pour alimenter un réseau de 600 stations-service et les voitures de la gamme g-tron. Deux sites sont utilisés. L’usine de Werlte qui représente un investissement de 30 millions d’euros produit plus de 1 000 tonnes de gaz naturel par an selon une méthode « propre ».

La production se fait en deux étapes avec d’abord l’électrolyse. Le surplus d’électricité issue de sources d’énergie renouvelable, un immense champ d’éolienne situé à côté de l’usine en l’occurrence, est utilisé pour décomposer l’eau en oxygène et en hydrogène. L’hydrogène, H2, est ensuite combiné à du CO2 pour lancer une réaction chimique qui produira alors du méthane synthétique : le CH4 qu’Audi a baptisé e-gas.

Les stations de recharge électrique et hydrogène visibles sur Google Maps

Pour aller encore plus loin, la marque s’est associée avec le géant allemand Viessmann autour d’un second site de production qui s’appuie sur une méthode de fabrication 100 % biologique. Tout part de micro-organismes qui absorbent l’hydrogène qui est ensuite récupéré et dissous dans le dioxyde de carbone.

Deux modèles de g-tron sont aujourd’hui proposés dont une A3 Sportback dotée d’un dérivé du moteur 1,4 TFSI qui développe ici 110 ch pour une consommation moyenne de 3,5 kg d’e-gas au 100 km, et des émissions inférieures à 95 grammes de CO2 par kilomètre. Le seuil des 95 g de CO2/km est justement la limite légale prévue en 2021 afin d’éviter pour les constructeurs l’application d’une amende de 475 euros par tonne de CO2. Cette voiture peut se recharger en 4 minutes pour une autonomie de 600 km. Des chiffres autrement plus intéressants que le 100% électrique.

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L’e-diesel

Même si le diesel n’est pas vraiment en odeur de sainteté ces derniers temps, Audi poursuit le développement de ce carburant qui permet de proposer des véhicules qui consomment très peu. Le constructeur, en partenariat avec Sunfire, a déployé une usine pilote à Dresde en avril 2015. Celle-ci s’appuie sur le procédé power-to-liquid pour fabriquer du diesel « propre » à partir d’eau et de dioxyde de carbone. Le CO2 est pour l’heure issu d’une usine de biogaz, mais il pourra ensuite être fourni par une capture directe dans l’air ambiant grâce une nouvelle technologie développée par l’entreprise zurichoise Climeworks.

L’usine située à Laufenbourg en Suisse devrait produire à terme 400 000 litres de carburant par an. Le procédé de fabrication est plutôt simple. L’eau est tout d’abord chauffée à 800° pour passer au stade de vapeur, la chaleur étant bien entendu récupérée. Hydrogène et oxygène sont ensuite séparés puis l’hydrogène réagit avec le CO2 sous pression et toujours à haute température. Le résultat de cette réaction est un liquide énergétique baptisé Blue Crude (brut bleu). Ce liquide composé d’éléments d’hydrocarbone est similaire au pétrole brut fossile avec l’avantage de ne pas contenir de soufre. De plus, son indice de cétane est très élevé ce qui est favorable au rendement du moteur.

L’e-essence

Ce brut bleu est alors raffiné pour aboutir à du diesel et il peut en plus être mélangé à du carburant classique. Il peut aussi être utilisé pour fabriquer de l’essence synthétique, mais Audi suit également une autre voie pour l’e-essence en partenariat avec les Français de Global Bioenergies. Les deux sociétés ont noué un accord en janvier 2014, qui a été renouvelé en juillet 2018.

Global Bioenergie s’appuie sur un procédé de bioproduction d’isobutène à partir par exemple de pailles de blé ou de copeaux de bois. Là aussi, ce carburant synthétique peut être mélangé à de l’essence fossile traditionnelle jusqu’à une proportion de 30 %. Ce mélange a l’énorme avantage alors d’être accepté sans modification par tous les moteurs. Leur rendement pourrait être nettement accru grâce à la pureté et au haut pouvoir détonnant de cette essence de synthèse. Le taux de compression des moteurs peut être augmenté assez facilement. Signalons pour finir que l’e-essence ne rejette ni souffre ni benzène lors de sa combustion.

L’e-ethanol

Pour produire de l’éthanol synthétique, Audi s’est associé à la société Joule qui a mis au point un processus mis en œuvre dans une usine pilote située à Hobbs au Nouveau-Mexique. Un emplacement qui n’est pas dû au hasard puisque le taux d’ensoleillement y est très important et que c’est l’énergie solaire qui va permettre d’extraire de l’éthanol depuis du CO2. Les premiers litres de l’e-ethanol sont sortis de l’usine en 2013 avec des qualités très proches de celles du bioéthanol classique. Il peut être mélangé avec d’autres carburants et sa combustion est moins polluante que celle du bioéthanol classique. En 2016, le processus de fabrication de l’usine d’Hobbs a été optimisé pour un rendement qui est désormais 8 fois supérieur à celui de la production de bioéthanol issu du maïs.

Ainsi, toutes ces solutions permettent d’envisager une mobilité plus propre. Néanmoins, il ne s’agit pour le moment que de projets pilotes. Si la technologie est maitrisée, le déploiement à grande échelle et la mise en place du réseau devra encore attendre. Sans parler des coûts. Un schéma qui n’est d’ailleurs pas sans rappeler celui de l’hydrogène.

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