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Gonçalo Amarante Guimarães Pereira

Professeur à l'Institut de Biologie de l'UNICAMP et Coordinateur du Laboratoire de Génomique et Bioénergie

OpAA74

L' Odyssée pour le développement d'une canne à sucre pour le sertão

Sur notre planète, à l'exception des sources nucléaires, toute l'énergie utilisée par la civilisation provient du soleil. Même lorsque nous utilisons du pétrole (ou du charbon), que nous puisons sous des fonds terrestres ou océaniques, nous nous approprions une photosynthèse ancestrale, qui a été conservée dans les « cadavres » d'animaux, de plantes et, principalement, de micro-organismes photosynthétiques, pendant des milliards d'années. C'est une économie d'énergie extraordinaire, dont l'homme a fait un usage intensif depuis le développement des machines qui ont donné lieu à la révolution industrielle.

De manière extrêmement simplifiée, tout passe par « l'équation de la biomasse »: « l'énergie solaire plus l'eau plus le dioxyde de carbone égale la biomasse », ce qui amorce une longue « chaîne de valeur », qui va des organismes photosynthétiques, à la base de cette chaîne, jusqu'à ceux qui se nourrissent de ceux qui se nourrissent de la biomasse. Lorsque nous mettons la civilisation dans cette chaîne, ce que nous faisons est exactement la même chose: nous utilisons la biomasse, vivante ou morte, comme source d'énergie pour absolument tout ce que nous faisons, de notre alimentation aux transformations industrielles les plus sophistiquées.



Au fond, tout cela fait partie d'un même flux d'énergie, qui n'est ni créé ni détruit, seulement transformé. Par exemple, imaginons que nous plantions de la canne à sucre et, avec elle, nous produisions de l'éthanol, du biométhane et de la bioélectricité; le biométhane servira à alimenter toutes les machines de l'usine, et le surplus sera transformé en hydrogène vert; le dioxyde de carbone pur issu de la fermentation sera enfoui ou utilisé comme base carbonée pour la production de nouveaux carburants utilisant la bioélectricité (les soi-disant électrocarburants ), entre autres innovations.

Dans une situation comme celle-ci, lorsque nous ferons les calculs à partir de l'analyse du cycle de vie, nous vérifierons que la "combustion" d'éthanol dans une voiture polycarburant représentera une capture nette de carbone, même contre-intuitive. comme il semble. Les différentes transformations énergétiques ont conduit à la séquestration nette de carbone.

Cependant, il n'en va pas de même pour la combustion de combustibles fossiles, dont le processus ne fait qu'augmenter la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, sans aucun recyclage. Juste pour vous donner une idée de ce que cela signifie, lorsque l'atmosphère de la planète augmente d'un degré de température en raison de l'augmentation de la concentration de ces gaz, cela représente une rétention d'environ 1 fois 10 aux 19 kilo Joules d'énergie solaire supplémentaire, une valeur qui représente, approximativement, toute la réserve de pétrole existante sur la planète.

C'est beaucoup d'énergie, qui serait normalement simplement réfléchie et renvoyée dans l'espace. Comme il a été retenu, il doit sortir d'une manière ou d'une autre, et, comme nous l'avons appris dans les cours de physique à l'école, cette dissipation se produit sous la forme d'un travail, c'est-à-dire d'une masse qui est transportée d'un point à un autre.

Cette masse correspond aux fluides, à la fois l'air et les liquides. Ces fluides, catapultés par cette formidable énergie, finissent par générer des modifications des courants atmosphériques et océaniques, qui conduisent à l'accélération du changement climatique. En conséquence pratique, le zonage géographique est modifié, c'est-à-dire que là où le maïs est planté aujourd'hui (car nous avons des pluies régulières), demain ne sera plus possible; là où la canne pluviale est plantée aujourd'hui, à cause des fleuves volants qui viennent de l'Amazone, demain il n'y aura pas assez d'eau; là où aujourd'hui c'est la forêt, demain pourrait être la savane, générant un effet domino destructeur pour toute la chaîne dépendante de l'eau que ce système exubérant place dans l'atmosphère.

Bref, voilà le problème, qui part de « l'équation de la biomasse ». Il faut augmenter la production de biomasse, pour retenir plus de dioxyde de carbone et ainsi réduire l'énergie accumulée dans l'atmosphère, ce qui « pacifierait » le climat. Cependant, pour cela, nous avons besoin d'eau pour irriguer nos cultures, qui se font rares à cause de ce processus. Donc, un dilemme typique de qui vient en premier, la poule ou l'œuf.

C'est justement pour résoudre cela que nous lançons un grand Programme, dont le nom reflète son ambition: BRAVE, Programme Brésilien pour le développement de l'Agave. Le principe est simple. En analysant la biosphère, nous connaissons l'existence d'un ensemble de plantes capables de vivre dans la région semi-aride grâce à un métabolisme photosynthétique spécial, appelé CAM, métabolisme de l'acide crassulacé. La stratégie consiste à fermer les stomates (sorte de petites bouches présentes sur les feuilles) le jour, lorsqu'il fait chaud, et à les ouvrir la nuit pour permettre l'entrée du gaz carbonique.

Ce gaz carbonique est ensuite concentré sous forme d'acide (ce qui explique par exemple l'acidité de l'ananas), qui va libérer ce gaz carbonique capté dans la journée, déjà à l'intérieur de la plante, lui permettant de terminer la photosynthèse. Dans quelques cas, ce procédé permet non seulement la survie des plantes, mais aussi une grande productivité en biomasse. C'est exactement le cas des espèces du genre agave, qui présentent une grande variabilité, certaines accumulant plus de sucre dans leur pseudotronc, comme Agave tequilana, tandis que d'autres accumulent plus de fibres dans leurs feuilles, comme Agave sisalana. En faisant un parallèle avec la canne à sucre, c'est comme si on avait de la canne à sucre et de la canne énergétique.

Les chiffres sont extraordinaires. Ces centrales sont capables de produire, après environ 5 ans, un total de plus de 800 tonnes de biomasse par hectare, ce qui générerait environ de 7 500 litres d'éthanol de première et deuxième génération par hectare et par an lorsqu'annualisé. Ces chiffres sont très proches de la canne à sucre.

Cependant, ils sont obtenus dans des zones semi-arides, avec des précipitations rares et irrégulières et très peu d'apport d'engrais. Mais il ne s'agit pas de magie. C'est le résultat de millions d'années d'améliorations génétiques apportées par l'évolution. Au Mexique, d'où sont originaires les espèces, elles sont à l' origine de la Tequila, qui serait l'équivalent de notre Cachaça, fabriquée à partir de la canne à sucre. Cependant, contrairement au Brésil, le Mexique n'a pas avancé dans le développement de la filière des biocarburants à partir de ces plantes, et c'est l'objectif principal du Programme brésilien de développement de l'Agave.

Ce programme, financé par Shell à partir de la clause de recherche et développement de l'Agence nationale du pétrole, du gaz naturel et des biocarburants, vise à convertir l'agave en une canne à sucre de Sertão, en agissant sur tous les fronts nécessaires au développement complet de la chaîne de valeur et en utilisant beaucoup de l'apprentissage de la canne à sucre, qui s'est développé de manière intuitive.

Ainsi, les objectifs du programme brésilien pour le développement d'Agave, qui combinera science et technologie, avec l'association d'universités (Université d'État de Campinas, Université de São Paulo, Université d'État Paulista, Université fédérale de Recôncavo da Bahia) et de recherche instituts et innovation (Service National d'Apprentissage Industriel et Centre Intégré de Fabrication et de Technologie), sont le développement des points suivants:
(1) Variétés appropriées d'Agave;
(2) Semis bon marché et sains;
(3) Variétés résistantes aux herbicides et aux insectes;
(4) Gestion agricole pour une bonne préparation du sol, la plantation, la récolte et la logistique;
(5) Système de production de biogaz;
(6) des bioraffineries pour traiter différentes parties de la plante afin de produire de l'éthanol de première et de deuxième génération;
(7) Procédé de pyrolyse pour la génération de bio-huile et de biochar;
(8) Système d'incorporation du carbone au sol à partir de l'utilisation du biochar;
(9) Système d' analyse du cycle de vie pour une analyse détaillée du cycle du carbone; et
(10) Système d'intégration des bioraffineries d'agave dans l'arrière-pays brésilien, avec la récupération de la caatinga et la génération d'emplois et de revenus, de manière durable et valorisant la culture locale.

Comme nous le savons, le sertão correspond à plus de 10% de notre territoire. Vivre dans cette région est pour les forts, selon Euclides da Cunha, dans son chef-d'œuvre Os sertões. Il est extrêmement difficile de planifier dans les conditions existantes, qui n'ont pas de cycle climatique annuel. Le maïs qui est planté aujourd'hui peut tout simplement ne pas pousser, ce qui peut se répéter dans les années à venir et les années suivantes.

Peu de solutions ont été trouvées pour faire face à cette logique, dont l'une était précisément le sisal, aujourd'hui planté principalement autour de la commune de Valente, un nom explicite, dans le soi-disant Territoire du Sisal, qui abrite environ 700 000 personnes (vivant, directement ou indirectement, de la culture). Donc, nous avons déjà un pilote pour montrer que nous sommes dans la bonne direction, maintenant avec l'opportunité d'amplifier ce principe.

Nous sommes à la pointe d'une révolution. L'arrière-pays pourrait devenir une oasis de soleil, une terre promise, où la science et la technologie, avec les bonnes politiques publiques, généreront des chaînes de valeur extraordinaires, qui auront le potentiel de transformer le Brésil en la première, et peut-être la seule, nation négative en carbone sur la planète.