Dicussion et perspectives autour de la filière "Xylane"

 

Plan

 

1- La production de blé en France

2- L'utilisation des pailles de blé

3- L'idée du LCA: La mise en place d'un procédé d'exploitation des fibres de celluloses et d'hémicelluloses

4- Quelle place pour la mise en place d'une filière "Xylane"

5- Bibliographie

 

 

1- La production de blé en France

Le blé est une des productions agricoles mondiales la plus importante à l’échelle mondiale avec celle du Riz et du Maïs. Chaque année, plus de 590 millions de tonnes sont récoltées sur la surface de la planète. La France, avec une production de  près de 37 millions de tonnes en 2005, représente 5.87% la production mondiale [1]. Le blé est une céréale qui s'adapte à des sols et à des climats variés. Sa culture est présente dans presque toutes les régions, à plus ou moins grande échelle.

Retour au planRetour au plan 

 

2- L’utilisation des pailles de blé

Le grain de blé est principalement utilisé pour l’alimentation humaine ou animale.

La paille quant à elle, peut être récoltée, principalement pour servir de litière aux animaux (chevaux, bovins, porcins et ovins notamment), et former ainsi la base du fumier, qui peut être utilisé comme fertilisant biologique. Elle peut servir aussi de fourrage de qualité médiocre, pour les ruminants, en cas de nécessité mais aussi de matériau pour la construction des bâtiments agricoles ou de véritables maisons. Elle peut également être enfouie, et ainsi permettre  au sol de conserver son taux de matière organique, ou être brûlée sur place. Cela évite les opérations de récolte et de transport, relativement coûteuses, surtout dans les régions céréalières sans élevage (comme le bassin parisien).

Aujourd’hui, malgré ses caractéristiques technologiques intéressantes, la paille a encore des débouchés industriels très limités. Elle peut pourtant intéresser l’industrie à trois titres : son contenu énergétique, sa richesse en fibres, et une possibilité d’hydrolyse qui implique un substrat riche en sucres. Ainsi, les valorisations possibles sont nombreuses [2] :

  • Combustible pour chaudière;
  • Fabrication de pâte à papier;
  • Production de matériaux plastiques;
  • Matériaux de construction;
  • Etc.

Retour au planRetour au plan 

 

3-L’idée du LCA : La mise en place d’un procédé d’exploitation des

fibres de celluloses et d’hémicelluloses

Le LCA étudie les différentes perspectives d’utilisations des résidus de cultures. L’une d’entre elles, enjeux de notre étude, est l’utilisation de ces résidus afin de fabriquer des films d’emballages pouvant se substituer aux films plastiques d’origine pétrochimique. Plusieurs thèses ont été réalisées dans ce laboratoire afin d’étudier les caractéristiques des principaux facteurs impliqués dans le « fractionnement combiné de pailles et de sons de blé en extrudeur bi-vis afin d’obtenir des agromatériaux » [3].

Lors de ce procédé, on arrive à extraire à partir de la paille de blé :

  • D’une part la cellulose qui peut être exploitée pour la fabrication de pâte à papier par exemple ;
  • D’autre part l’hémicellulose comportant en majorité des arabino-xyloses que l’on va chercher à extraire pour la fabrication de films plastiques par exemple.

Cette considération est importante car, que l’on s’intéresse à l’une ou l’autre des deux matières extraites, la valorisation de la seconde comme co-produit peut améliorer considérablement l’utilité et le rendement économique du procédé. Cependant, ce procédé de fabrication étant encore à l’étape de pilote, bien des questions restent à se poser quant à sa rentabilité.

Retour au planRetour au plan

 

4- Quelle place pour la mise en place d'un filière "Xylane"?

Comptes tenus des calculs effectués dans la partie précédente, on arrive au résultat suivant : il faut 1,3 tonnes de paille pour fabriquer 1 000 m² de film d’une épaisseur de 50µm. Aussi, en considérant ces quantités, on peut se demander si la disponibilité en paille sera suffisante...

La littérature évalue à environ 10 T/ha la quantité de pailles disponible lors de la culture du blé [4]. Ainsi avec un hectare on est donc capable de fabriquer 10/1,3 = 7,7 Unités Fonctionnelles.

En se basant sur les résultats de production de film à partir de PE des usines françaises, on trouve qu’une usine produit en moyenne 200 000 T/an de PE (496 UF/h) [5]. Restons donc dans cette échelle et envisageons une usine qui fabriquerait 500 UF/h à partir de poudre de xylane. Il lui faudrait donc l’équivalent de 500/7,7 = 65 ha pour subvenir à la fabrication de 500 UF. Soit 1 560 ha/j et donc 569 400 ha par an.

La surface agricole utile (SAU) en Midi-Pyrénées est de 2 340 250 hectares en 2005 [6]. Il faudrait donc exploiter 23% de cette surface pour la culture du blé et dédier les pailles produites uniquement à la production de xylane. Or, actuellement, la surface cultivée en blé (blé dur + blé tendre) en région Midi-Pyrénées est d’environ 345 000 hectares [7]. Ceci ne suffirait donc pas à alimenter l’usine considérée pendant une année entière ; d’autant que, comme on l’a vu, les pailles de blé sont aujourd’hui utilisées pour d’autres biais (élevage, construction, etc.).

Au vu de ces résultats, on constate que les surfaces agricoles nécessaires pour alimenter une usine produisant 500 UF par heure sont non négligeables. Appliqué au contexte de la région Midi-Pyrénées, il apparaît difficile d’envisager la mise en place d’un circuit d’une telle envergure. En effet, la région n’est pas spécialisée dans la culture du blé, et se caractérise par des exploitations agricoles de tailles moyennes avec des activités d’élevage répandues qui font que les pailles trouvent leur utilité par ailleurs. Cependant, on pourrait envisager plusieurs choses :

  • Changer de secteur géographique et envisager la faisabilité et rentabilité d’une telle filière dans une région céréalière telle que la Beauce.

  • Une usine de taille moins imposante qui produirait par exemple 100 UF/H et qui par conséquent nécessiterait  des apports en pailles moins importants.

  • D’exploiter d’autres pailles que les pailles de blé (Orge, seigle…), mais il faudrait prendre garde à conserver les mêmes qualités pour le film produit.

  • Enfin, il pourrait être envisagé de créer une filière intermédiaire entre le Xylane et le PLA ou l’apport en matière végétale serait pour une partie due aux cultures dédiées de la filière PLA, pour l’autre aux résidus de la filière xylane. Mais pour ceci il faudrait sans doute réadapter le procédé de fabrication et refaire une ACV pour caractériser à nouveau les impacts…

Retour au planRetour au plan 

 

5- Bibliographie

[1] FAO, Organisation des nations unie pour l'alimentation et l'agriculture. [En ligne] http://www.fao.org/index_fr.htm. Dernière consultation le 10/03/2009.

[2] Ademe et Itcf. 1998. Etude Agrice: Le blé plante entière.

[3] Maréchal P. Septembre 2001. Analyse des principaux facteurs impliqués dans le fractionnement combiné de pailles et de sons de blé en extrudeur bi-vis : obtention d’agro matériaux. Thèse soutenue le 10 septembre 2001. Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle UMR Inra / INP-Ensiacet.

[4] ARVALIS, institut du végétal. http://www.arvalisinstitutduvegetal.fr/fr/. Dernière consultation le 10/03/2009.

[5] Gloriod, P. Polyéthylène basse densité, Archives techniques de l’ingénieur, J6020. Pp. 2113-2115.

[6] Chambre d’agriculture Midi-Pyrénées http://www.midipyrenees.chambagri.fr/Evolution-recente-des-structures.htm. Dernière consultation le 10/03/2009.

[7] Ministère de l’agriculture et de la pêche, Agreste Midi-Pyrénées, Mars 2008. Données mensuelles des statistiques agricoles, situation au 1er mars 2008. Pdf en ligne sur : http://agreste.agriculture.gouv.fr/IMG/pdf/R7308A05.pdf. Dernière consultation le 10/03/2009.

Retour au planRetour au plan