7e686089b61055ee7da4de49e73a0b49.jpgÉnergie alternative: le biodiésel

Le coût de l'énergie augmente constamment, ce n'est pas un secret.
Certes, les voitures sont plus économiques mais elles sont plus petites aussi.
Toutefois, on peut avoir besoin d'un gros véhicule qui est plus énergivore.
On peut aussi avoir besoin d'une génératrice ou d'un système de chauffage d'appoint.
Certains craigne une pénurie générale de carburants.
Dans ces cas, le biodiésel reste une alternative plus qu'intéressante au diésel.

e370b56e968f68686cc098fb04858be3.jpgLe biodiésel, qu'est-ce que c'est?

Le biodiésel est un carbirant équivalent au diésel. La différence est qu'il est produit à partir d'huile animale ou végétale qui a été transformé chimiquement (procédé de transesterification) avec de l'alcool (éthylique ou méthylique) pour obtenir un ester "alcoolisé" d'huile végétale.
Le résultat donne une huile compatible avec la plupart des moteurs diésels.
 

La fabrication

Contrairement aux produits pétroliers qui demande des installation considérables pour transformer le pétrole brut, la fabrication du biodiésel est réalisable à la maison.

Tous les produits, appareils et instruments sont disponibles sur le marché. 
Une fermette peut aussi produire pratiquement toute la matière première!

La matière première 

Pour obtemir du biodiésel, il faut mélanger dans un certain ordre les produits suivants:3c7bdfb3d679a9c408dc5ec3473340fb.jpg

  • huile végétale ou animale, recyclée ou vierge
  • Méthanol ou éthanol
  • Soude caustique (hydroxyde de sodium) ou hydroxyde de potassium

Produire la manière première dans une fermette

L'huile s'obtient par des plantes "huileuses" (colza, canola, canabis - non toxique)...

L'hydroxyde de sodium s'obtient par l'électrolyse du sel (dans un certain environnement) ou l'hydroxyde de potassium d'obtient des cendre de feux. (La fabrication d'hydroxyde de sodium fera l'objet d'un article)

Le méthanol s'obtient par la pyrolyse du bois (qui fera l'objet d'un article)
L'éthanol s'obtient par la fermentation de sucres

Le procédé de fabrication

En fait, il existe au moins une dizaines de manière de produire du biodiésel, allant de l'utilisation de méthanol ou d'éthanol jusqu'à l'utilisation d'acide sulfurique.
Par souci de simplicité, cet article ne traitera que de la fabrication via du méthoxyde (donc méthanol).

Le dilemne de la fermette

6ad17edad90825ab5a39653e2007f98a.jpgDans une fermette qui se veut autonome, il sera très difficile de produire tous les éléments compatibles en quantité suffisante.

Produire l'huile dans une fermette, c'est simple: il suffit de cultiver la plante requise, la presser pour en extraire l'huile. 

C'est pour les autres ingrédients que ça se complique.

Il existe principalement deux procédés: par methoxyde (méthanol et soude caustique) ou Ethoxyde (Éthanol et hydroxyde de potassium).

Procédé par méthoxyde 

Autant il est facile de fabriquer de la soude caustique, autant le rendement de production de méthanol est faible voire insignifiant. Le méthanol s'obtient par pyrolyse du bois (combustion sans oxygène) puis par distillation du méthanol. Sauf que le bois produit très peu de méthanol, comparé aux autres produits obtenus par la pyrolyse (acétone, éthanol, etc).
Évidemment, on peut décider de pyrolyser des tonnes de bois mais ça constitue un gaspillage, surtout si on ne récupère pas les autres produits.
La soude caustique d'obtient de l'électrolyse du sel dans un environnement aqueux. Il faut ensuite la purifier par évaporation de l'eau. Toutefois, le Québec ne dispose pas de beaucoup de mines de sel, la seule mine québécoise est aux Iles de la Madeleine. Il faut donc prévoir des stocks de sel.

Procédé par éthoxyde

Il est très facile de produire de l'éthanol , par la fermentation de fruits ou de légumes.
Toutefois, l'ethoxyde demande de l'hydroxyde de potassium qui est somme toute très difficile à fabriquer dans une fermette à partir de ce que la ferme peut produire. Toutefois, Pasdemouettes.info est en train d'étudier une technique de fabrication à partir de cendres. Le problème est que l'hydroxyde de sodium n'est pas très soluble dans l'éthanol, alors que dans le méthanol, ça  n'est pas un problème.

Et l'autonomie totale de la fermette?

À première vue, ça n'est pas possible. On peut fabriquer facilement de l'éthanol mais pas son complément, l'hydroxyde de potassium.
On peut fabriquer de l'hydroxyde de sodium mais pas son complément le méthanol. ( rendement très médiocre).
 

Faire son biodiésel avec du méthoxyde

Le procédé avec du méthanol est relativement simple et se fait en 7 grandes étapes:

  • Filtration de l'huile pour enlever les impuretés et l'eau
  • Fabriquer du méthoxyde (en mélangeant le méthanol et l'hydroxyde de sodium.
  • mélanger le methoxyde et l'huile
  • agiter pour bien activer la réation de transformation de manière homogène
  • décantation
  • filtration
  • lavage

Les appareils et instruments

Outre les barils de stockage, fabriquer le biodiésel demande beaucoup de matériel encombrant.e7827f20a827e78d3856d4eacbf27574.jpg

AInsi, il faut: 

  • Filtre de décantation et bassin de décantation (ou pompe haute pression et filtre centrifuge)
  • Bassin de transformation  (généralement, on utilise un chauffe-eau recyclé pour pouvoir le chauffer)
  • Unité de chauffage pour le bassin d'huile 
  • système de chauffage de l'huile
  • pompe haute pression (optionnel : utilisé avec les filtres centrifuge)
  • robinets
  • testeur d'acidité (papier ou électronique)
  • Pompe de transfert (recommandé pour transférer d'un bassin à l'autre)
  • réservoir de vidange (pour retirer les résidus une fois l'huile transformée - ne pas jeter, c'est réutilisable!)
  • un agitateur

Respecter les étapes!

Nettoyage de l'huile

Généralement, on a récupéré de l'huile végétale usée d'un restaurant. Celle-ci contient des tas d'impuretés et de l'eau en suspension. Il faut retirer tout cela pour ne laisser que des impuretés de la taille d'un micron ou moins.

Préalable aux deux méthodes

Idéalement, il faut laisser décanter l'huile qu'on va traiter pendant quelques jours, afin que les plus grosses impuretés se déposent au fond des contenants.

Méthode manuelle

Par gravité, on laisse couler de l'huile dans un premier filtre qui retire les grosses impuretés. Dessous se 98085d94f9dc500804914ee9f8b06484.jpgretrouve un autre filtre qui laisse passer des plus petites impuretés (5 microns) et finalement, le dernier filtre laisse passer tout ce qui est inférieur à 5 microns. Bien qu'on ait mentionné des impuretés à .5 microns précédemment, le biodiésel destiné aux voitures (donc pratiquement à tout le reste) peut contenir des impuretés de 5 microns et moins.
Cette mérhode est longue et requiert une surveillance ponctuelle.
Filtrer 45 gallons impérial prend des heures.
Une fois l'huile filtrée, il faut la chauffer à une température supérieur à 100 degrés celcius pour que les plus grosses molécules d'eau s'évaporent. Par contre, il peut rester de l'eau en suspension sous forme de bruine collées à certaines molécules de gras.
Avantages: très économique 
Inconvénients : filtrage lent, demandant de la manipulation et de la surveillance. Reste un peu d'eau en suspension.

Méthode par pompe centrifuge

On peut filtrer l'huile avec un filtre 30 microns pour commencer mais ce n'est pas obligatoire, surtout si l'huile a b94f22ae90799a7548ab4ea8f99d2c6f.jpgété décantée.
Le filtrage par pompe peut se faire directement dans le bassin de décantation. Il faut alors puger le fond pour retirer les impuretés. Mais généralement, on transfèrera via une pompe (manuelle ou électrique) le contenu du bassin de décantation vers le bassin de filtration.
Ensuite, on actionne la pompe centrifuge qui éliminera toutes les impuretés ainsi que l'eau. Généralement, le rendement minimal et de 45 gallons impérial à l'heure, autrement dit, un baril standard plein sera filtré en une heure!
Ainsi, on laisse le baril se filtrer pendant une heure, on nettoie la pompe centrifuge (facile et rapide: on secoue la partie qui a retenu les impuretés au-dessus d'une poubelle)  et on recommence le processus.
La pompe doit pouvoir pousser l'huile à une pression de 90 PSI minimum.
Et bien que ça ne soit pas obligatoire, on peut recommencer à filtrer le baril pour encore une heure.
Avantage: très efficace et et donne une huile filtrés à .5 microns, sans eau.

Inconvénients: plutôt cher à l'achat.

Faire le Methoxyde

Précaution: le methoxyde est fait avec de l'hydroxyde de sodium, qui est un produit TRÈS TRÈS corrosif. Toujoirs porter des gants appropriés, des vêtement de protection et une source d'eau courante près pour rincer la surface atteinte si il y a lieu.
Au contact de toute matière organique (peau, yeux, bouche) l'hydroxyde de sodium transformera le gras naturel en savon!.
Au contact de l'eau, il dégagera énormément de chaleur.
C'est un produit très dangereux si il n'est pas manipulé avec les précautions d'usage.
Le méthanol est un produit toxique voire mortel si ingéré en quantité suffisante. Il peut causer la cécité et des tas d'autres maladie. C'est un produit volatif, alors ne pas respirer les vapeurs.
Idéalement, il faut mapipuler ces deux produits dehors ou sous une hotte de ventilation qui envoie vers l'extérieur.


Il faut donc mélanger dans un contenant de métal l'hydroxyde de sodium et le méthanol et laisser réagir quelques temps. Si possible transférer dans un contenant fermé tant qu'il n'est pas utilisé. Les proportions varient d'une recette à l'autre et seront publiés après plusieurs tests sur demande.

Mélanger le Metoxyde et l'huile

Avant de faire le mélange final, il faut s'assurer que l'huile recyclée n'est pas acide, ça nuirait au processus et on se retrouverait avec du savon!
Toute huile de cuisson devient de plus en plus acide. Il faut donc mesurer le ph de l'huile et ajouter de l'hydroxyde de sodium jusqu'à ce que le taux d'acidité soit neutre (ph de 7).

Ensuite, dans le bassin de transformation, verser l'huile puis le methoxide dans les proportions prescrites et actionner l'agitateur. Pour une transformation optimale, on doit chauffer l'huile à au moins 50 degrés celcius.
Laisser au moins 8 heures dans ce bassin

Décantation finale

À la fin du processus, on on laisse décanter quelques heures car nous avons fabriqué dans une proportion de 10 pour 1 du biodiésel et de la glycérine.
La glycérine étant plus lourde que l'huile, elle se déposera au fond du baril et on pourra la récupérer soit pour faire du savon, soit pour épandre dans un champs, c'est un excellent engrais biodégradable.

Lavage de l'huile

bd64d6bcb1375285bde2018acb8e7f10.jpegPour s'assurer que l'huile ne contient pas de résidus de glycérine ou de méthanol, tranférer l'huile dans un bassin à moitié rempli d'eau et agiter pendant quelque temps.. les résidus se colleront à l'eau, qu'on pourra épandre dans le champs. Le méthanol, quoique toxique, s'évaporera très très rapidement au soleil.
On peut aussi passer l'huile au filtre centrifuge, ça fait bien le boulot aussi.


Vous avez maintenant du biodiésel!

Le stockage

Il doit se faire dans des contenants hermétiques. La raison est que le biodiésel non traité se dégrade rapidement (3 à 6 mois) par l'oxydation et parfois par des bactéries.
On peut y ajouter des biocides et remplacer l'air contenu dans le baril par du co2 (la fabrication maison du co2 sera publiée sur ce site).
Une fois les risques de dégradations évités, ça se conserve pendant des années!

Informations complémentaires

La fabrication avec de l'éthanol demande un éthanol "sec" (moins de.5% d'eau). Or l'éthanol est très soluble dans l'eau  et la distillation par alambic ne permet d'atteindre que des taux situés entre 85 et 95% d'alccol. Bien qu'il existe des techniques qu'on peut appliquer à la fermette ou à la maison pour atteindre le 99,4%, il faut se procurer des produits supplémentaires réutilisables.

En fait, tout le processus doit se faire avec le moins d'eau possible... Et ça veut dire pratiquement pas d'eau!
L'eau contenue dans un des produits ralentit et peut même pertuber sérieusement le processus.

Ne jamais négliger le lavage, car même si le biodiésel semble pur, il reste beaucoup d'impuretés en suspension. Ces impuretés n'endommageront pas une lampe, une annexe à l'huile mais pourra créer des problèmes dans les moteurs: le problème le plus courant avec le biodiésel non lavé est qu'il se forme des cires dans les cylindres des moteurs, nuisant au rendement et endommageant les pièces à long terme.
Un biodiésel non lavé contient suffisamment de méthanol pour nuire à la combustion voire même l'empêcher.

Si vous utilisez le biodiésel pour la première fois dans votre voiture, prévoir changer le filtre à diésel car le biodiésel a un pouvoir décapant très puissant. Ça n'endommagera pas les conduites et joints, mais ça '"décollera" toutes les impuretées qui se sont déposées un peu partout dans votre circuit l'alimentation.

Le biodiésel est moins polluant que le diésel et est biodégradable. 
Tous les résidus de la production sont soit réutilisables soit biodégradables sans danger ni pour les plantes, les insectes ou les charmantes petites bêtes qui viennent parfois gambader sur vos terres.