Optimisation de la production d’éthanol de seconde génération et de pellets à partir de résidus forestiers

Depuis la conférence de Paris (COP21), le Canada a pris des engagements ambitieux pour la réduction des gaz à effet de serre (GES) avec pour le Québec une réduction de 37,5 % de ses émissions de 1990 d’ici 2030. Pour un territoire aussi vaste que le Canada avec une population concentrée dans les centres urbains, les biocarburants liquides représentent une excellente solution pour atteindre cet objectif. Le projet proposé a donc pour objectif la production d’éthanol à partir de résidus forestier, plus particulièrement d’écorce de résineux, par hydrolyse acide de la cellulose en deux étapes. La première portion de ce projet porte principalement sur le procédé d’hydrolyse développé au Laboratoire des Technologies de la Biomasse (LTB) par l’équipe du Pr Jean-Michel Lavoie pour lequel un pilote a déjà été conçu. Le procédé sera optimisé pour différents résidus forestiers (plaquettes, sciures, écorces, etc.) et les bilans de masse et de consommation énergétique seront évalués. En parallèle, la technologie batch mise en place pour le pilote sera convertie en un procédé en continu dans l’optique d’une mise à l’échelle industrielle. Une attention particulière sera portée sur les écorces pour lesquelles ce procédé d’hydrolyse est particulièrement adapté. En effet, l’utilisation des écorces pour la production d’éthanol est souvent mise de côté en raison de leur forte teneur en extractibles. Les extractibles tels que les terpènes, les résines et les tannins sont en effet des inhibiteurs de l’hydrolyse enzymatique aussi bien que de la fermentation. Néanmoins, les résultats préliminaires ont montré que le procédé d’hydrolyse du LTB permet de combiner une technique de séparation de l’acide et du glucose avec une détoxification par précipitation de la cellulose amorphe après un traitement dans l’acide sulfurique concentré suivi d’une saccharification. Au Québec, les écorces représentent une ressource abondante, sous-valorisée et donc peu dispendieuse alors que les autres résidus forestiers souffrent d’une concurrence plus importante liée à la fabrication de granulés de bois ou de l’industrie de la trituration. En 2013, la production d’écorces au Québec était de 2 263 000 tonnes et de plus de 11 500 000 tonnes au Canada. D’autre part, les résidus obtenus en fin de procédé et constitués principalement de lignine permettront la mise en forme de granulés pour la production d’énergie permettant également de faire de la cogénération est ainsi de réduire les couts énergétiques du procédé tout en augmentant la rentabilité par une valeur ajoutée supplémentaire. Les essais déjà effectués sur les écorces mettent en évidence un pouvoir calorifique permettant la production de granulés de qualité, et des rendements de fermentation de plus de 99 %. La présente demande de financement permettra de couvrir le développement des techniques de fermentation et de purification de l’éthanol produit ainsi que la production de granulés de bois et leur caractérisation.