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Depuis les années 80 et la mise en place d’une politique volontariste en faveur

Depuis les années 80 et la mise en place d’une politique volontariste en faveur des agrocarburants, ce produit a suscité beaucoup d’engouement. 3870 brevets déposés début 2012 comportent le terme « biodiesel » dans leur notice. Ce terme fait référence à la production à partir de végétaux, d’animaux ou d’algues de carburants constitués de longues chaînes alkyles. Afin de produire le biodiesel, la méthanolyse des huiles végétales est un processus connu depuis plus d’un siècle. Ce processus permet de diminuer la viscosité des huiles et ainsi de pouvoir produire du biodiesel pouvant être utilisé dans les moteurs diesels classiques. La production de biodiesel a attiré une attention considérable dans le passé récent comme biocarburant pouvant contribuer à diminuer notre dépendance vis-à-vis des combustibles fossiles. Le biodiesel est un mélange d’esters d’acide gras obtenus à partir des huiles végétales ou de graisses animales par transestérification. De très nombreux procédés sont utilisés industriellement pour réaliser cette réaction de transestérification. La catalyse homogène est très employée : dans ce cas, les catalyseurs sont de l’hydroxyde de sodium ou du méthanolate de sodium en solution dans le méthanol. Cependant, contrairement à ce qui est requis lors de l’utilisation de la catalyse homogène, les procédés employant la catalyse hétérogène permettent de s’affranchir des étapes de purification et de lavage à l’eau après la réaction. Cette catalyse semble donc plus prometteuse. L’intérêt de connaître la composition d’une huile est évident puisque celle-ci va avoir une influence sur les caractéristiques physiques essentielles pour évaluer la qualité du biodiesel qui en résulte comme la viscosité, le point de fusion et la stabilité thermique. D’un point de vue chimique, la composition des huiles est fonction des variations de conditions de culture (sol, amendement, climat, hygrométrie…). Les huiles végétales sont constituées essentiellement de triglycérides, d’acide gras libres et de produits secondaires. Réaction de transestérification des huiles Paramètres importants de la réaction de transesterification des huiles La transestérification des huiles végétales a été largement étudiée en milieu homogène par Bradshaw, Freedman, Schwab et Hanna … Ces études expliquent que cette réaction est influencée fortement par la nature du catalyseur (acide ou basique), la nature de l’alcool et de l’huile, le rapport molaire alcool/triglycérides, la température, la présence des acides libres et d’eau, la vitesse de l’agitation et le temps de la réaction. Cependant, beaucoup de recherches s’orientent actuellement vers la catalyse en milieu hétérogène. Les types de catalyseurs Il est admis que, dans le cas de la réaction de transestérification, la catalyse basique est beaucoup plus rapide que la catalyse acide. Ainsi, les temps de réaction varient de 3 à 48 heures avec un catalyseur acide, les réactions sont pour la plupart complètes au bout d’une heure avec un catalyseur basique [46]. Cependant, dans le cas de la catalyse acide, une température élevée, permet d’accélérer la vitesse de réaction [47]. a) Les catalyseurs basiques Les travaux, au départ, ont été effectués en présence d’une catalyse basique. Les catalyseurs les plus utilisés furent NaOH, KOH et NaOMe dans des proportions voisines de 0,5 à 1 % de la masse totale et Na2CO3 [46]. Les rendements obtenus sont de l’ordre de 95 à 99 % après une heure de réaction aux températures de reflux de l’alcool. Selon Freedman, NaOMe est un catalyseur plus efficace que NaOH. L’étude comparative entre NaOMe et NaOH fait apparaître que 0,5 % de NaOMe donne les mêmes rendements que 1 % de NaOH lorsque le rapport molaire alcool/huile est de 3/1 et des rendements nettement supérieurs quand le rapport est de 6/1 [46]. La principale cause de la supériorité du NaOMe sur le NaOH c’est qu’il génère moins d’eau. En effet, l’eau pourra hydrolyser ou saponifier les esters formés diminuant par la suite le rendement de la réaction. Foon et al (2004) ont trouvé aussi que NaOH et NaOMe offrent tous les deux une bonne activité catalytique dans la méthanolyse de l’huile de palme (99 % de conversion) à 60°C pour un rapport molaire alcool/ huile de 10/1. Mais ils ont remarqué que pour une même concentration en catalyseur (0.125/kg), le début de la réaction évolue plus rapidement avec NaOMe qu’avec NaOH. De plus, dans le cas du NaOMe, ils obtiennent les mêmes rendements même avec un rapport de 6/1 [53]. b) Les catalyseurs acides Les catalyseurs acides les plus utilisés sont les acides minéraux HCl, H2SO4, H3PO4 et les acides sulfoniques : l’acide para toluène sulfoniques [46, 58-60]. Freedman a remarqué que la transestérification en catalyse acide est 4000 fois plus lente qu’en catalyse basique [46] et que les temps de réaction sont beaucoup plus longs. Ainsi pour une conversion supérieure à 99 %, la méthanolyse de l’huile de soja (à 65°C) en présence de 1 % molaire de H2SO4, est complète après 50 heures de réaction ; la butanolyse (à 117°C) et l’éthanolyse (à 78°C), avec les mêmes quantités de catalyseur et d’alcool, s’effectuent après 3 à 18 heures respectivement [47]. La nature d’alcool Comme la réaction est équilibrée, un excès d’alcool est recommandé afin de pousser la réaction dans le sens direct. L’alcool utilisé est un mono alcool aliphatique primaire ou secondaire ayant 1-8 atomes de carbone [64]. Parmi les alcools qu’on peut utiliser dans le processus de transestérification, on trouve le méthanol, l’éthanol, le propanol, le butanol et l’alcool amylique. 35 Les alcools utilisés le plus fréquemment sont le méthanol et l’éthanol et spécialement le méthanol vu son coût bas et ses avantages physiques et chimiques (chaîne d’alcool plus courte et plus polaire) [50, 65]. Les esters méthyliques d'acides gras ainsi obtenus (connus sous le nom de biodiesel). uploads/Finance/ devoir 38 .pdf