Matière et forme
SVT et SPC
Usages
L’éthanol que nous avons obtenu peut ainsi servir afin de produire de l’énergie de différentes manières.
Tout d’abord, l’éthanol peut être utilisé sous forme de carburant. De nombreux pays comme le Brésil promeuvent des carburants qui ont une concentration éthylique importante. En effet, l’un des carburants renouvelables les plus reconnus et utilisés au monde est l’E85, qui est composé de 65% à 85% d’éthanol pur et de 35% à 15% d’essence. Ce carburant est vastement répandu aux États-Unis, en Suède, au Brésil et dans l’Union Européenne. Par contre, pour qu’un véhicule puisse rouler à 100% d’E85, il est nécessaire de faire quelques modifications au niveau du moteur afin d’éviter toute sorte de mauvais fonctionnement. Un exemple serait la Toyota Prius qui est homologuée afin de fonctionner proprement sur l’E85.
Un autre type de carburant est l’E10 qui est composé de 10% éthanol et de 90% d’essence. C’est un mélange vastement utilisé dans les pays développés et en voie de développement, notamment aux États-Unis, en Australie et dans l’Union Européenne. La très grande majorité des véhicules du monde sont capables de rouler sur de l’E10. De plus, il est dit que ce carburant a un indice d’octane plus élevé que celui du pétrole régulier (carburant sans plomb). Cela veut dire qu’avec ce carburant, le véhicule est capable de mieux résister une mauvaise ignition. Par contre, l’E10 contient moins d’énergie que l’essence et donc brûle plus rapidement.
Enfin, il existe des carburants à base éthylique totale comme l’E100 qui ne contient pas de trace d’essence. Ce type de carburant est très souvent utilisé au Brésil et commence aussi à être connu mondialement, avec des marques comme Fiat et Volkswagen qui développent des moteurs capables de consommer l’E100. De plus, ce carburant a un rendement énergétique supérieur à celui de l’essence typique pour les véhicules de course, résultant en l’utilisation de ce carburant lors de la course Indianapolis 500 en 2006. Certains de ces véhicules utilisent aussi des carburants composés de méthanol, montrant que les premières gouttes de la distillation peuvent aussi avoir un usage énergétique. Il serait aussi important de préciser que, maintenant, 80% des véhicules aux USA doivent être capable de rouler sur des carburants qui ne sont pas à base pétrolière.
Station service ayant de l'E85 à disposition en Californie, Etats-Unis
Par ailleurs, il existe aujourd’hui des piles à combustibles à éthanol ou méthanol. Plusieurs groupes scientifiques sont en train de réaliser cela et essayent de trouver des catalyseurs permettant de maximiser le débit énergétique d’une telle pile. Par contre, il existe déjà des piles à éthanol ou méthanol qui ont été commercialisées et qui ont été utilisées afin de faire fonctionner des véhicules comme la voiture de course Schluckspecht lors de l’Eco-Marathon en 2007. Ainsi, une pile aussi renouvelable et efficace a un énorme potentiel dans le domaine de la production énergétique.
Prototype de pile à méthanol conçu par Samsung : devrait pouvoir fournir 1800Wh sans recharge
Finalement, il est aussi possible de brûler l’éthanol et de récupérer l’énergie thermique libérée. Pour faire cela, nous recherchons d’abord le pouvoir calorifique moyen de l’éthanol en fonction du volume, qui est de 21 300 kJ/L. Cela veut dire que pour un volume d’éthanol de 60mL, le pouvoir calorifique moyen serait de 1 278 kJ. Ainsi, à un niveau industriel, un tel rendement énergétique pourrait être utile afin d’alimenter des appareils électroniques de tailles variées.
Nous avons obtenu 60mL d'éthanol à partir de 1,5kg de pommes de terre. Ceci veut dire que nous pourrions obtenir 40L d'éthanol à partir d'une tonne de pomme de terre.
Comme nous l'avons énoncé précédemment, nous savons que son pouvoir calorifique moyen est de 21 300kJ/L. Cependant, cela est pour de l'éthanol pur, nous pouvons donc en déduire que la nôtre contenant près de 90% d'alcool aurait un pouvoir calorifique proche de: 0,9 x 21 300= 19 170kJ/L
1Wh=3600J
Eéthanol=(Véthanol*19170)/3600
Application numérique:
Eéthanol=(40*19170)/3600
Eéthanol=213kWh
Ainsi, 40L d'éthanol pourrait être produite à partir d'une tonne de pommes de terre, ce qui pourrait fournir 213kWh d'énergie.
Combustion de 2mL
de notre éthanol