Bioproducts

Bioproducts
Vision de la transition

Remplacer le carbone fossile dans l’industrie

Plastiques, résines, adhésifs, textiles ou pneumatiques : de nombreux matériaux et produits industriels sont aujourd’hui fabriqués à partir de molécules issues de ressources fossiles. La chimie biosourcée vise à produire ces molécules, ou des alternatives, à partir de ressources renouvelables comme la biomasse.

Les bioproduits ainsi obtenus peuvent se substituer à des produits d’origine fossile dans différentes chaînes industrielles. Leur développement contribue à réduire la dépendance au pétrole et les émissions de gaz à effet de serre, sous réserve d’en maîtriser les impacts sur l’ensemble du cycle de vie.

Développer une économie circulaire du carbone

Remplacer une ressource fossile par une ressource renouvelable ne suffit pas à garantir le bénéfice environnemental d’un bioproduit. Le choix de la biomasse, sa transformation, les coûts de production, l’intégration dans les chaînes industrielles et la fin de vie des produits doivent être pris en compte pour développer des filières durables.

Défis

  • maîtriser les coûts de production face aux voies issues du pétrole 
  • sécuriser l’accès à une biomasse durable et non alimentaire et structurer les filières d’approvisionnement 
  • intégrer les molécules biosourcées dans les chaînes industrielles existantes 
  • garantir leur bénéfice environnemental sur l’ensemble du cycle de vie.
     

IFPEN accompagne le développement des bioproduits, de l’utilisation de ressources renouvelables à leur intégration dans les chaînes industrielles. Ses travaux visent à concilier performances techniques et économiques et bénéfices environnementaux sur l’ensemble du cycle de vie.

 

Tubes en plastique blanc empilés
Solutions & innovations

Développer des procédés et des molécules biosourcées pour l’industrie

IFPEN développe des voies chimiques et biotechnologiques pour produire des molécules biosourcées destinées à l’industrie. Ses travaux vont du développement des procédés et des catalyseurs à leur passage à l’échelle et à leur intégration dans les chaînes industrielles.

Un bref rappel pour mieux comprendre le rôle d’IFPEN

Entre une ressource renouvelable et un produit du quotidien, plusieurs transformations sont nécessaires. IFPEN intervient très en amont de cette chaîne, notamment pour développer les procédés, les catalyseurs et les voies de production permettant d’obtenir des molécules utilisables par l’industrie.

Des procédés de production de molécules biosourcées

Objectif : substituer des matières premières renouvelables aux ressources fossiles pour produire des molécules utilisées par l'industrie, en développant des procédés compatibles avec leur passage à l'échelle.

Solutions développées

Chercheuse d'IFPEN souriante en casque et gilet de sécurité, tenant un flacon sur un site industriel
  • Atol®, développé avec TotalEnergies et Axens, puis commercialisé par Axens
    bioéthanol → bioéthylène
    Applications : polyéthylène, polystyrène, PET, PVC
  • BioButterfly®, développé avec Michelin et Axens
    éthanol biosourcé → biobutadiène
    Applications : caoutchoucs synthétiques, notamment pour les pneumatiques
  • Bio-TCat™, développé avec Anellotech et Axens
    biomasse lignocellulosique → bioaromatiques (p-xylène, toluène et benzène bio-sourcés)
    Applications : PET, polyesters, polystyrène ; également production d'une base essence pour les biocarburants.

Des nouvelles molécules et voies de production biosourcées

Objectif : développer de nouvelles molécules biosourcées pour répondre aux besoins de différentes applications industrielles.

Installation pilote industrielle aux structures métalliques et tuyauteries, sous un ciel bleu

Solutions développées

  • propanol et butanol biosourcés
    Développement de procédés biotechnologiques : mise au point d'un micro-organisme stable et validation à l'échelle de la centaine de litres. Les travaux se poursuivent en vue d'un procédé commercialisable.
  • 5-HMF biosourcé avec ResiCare à partir de fructose
  • acide acrylique biosourcé, avec Cargill et Axens
    acide lactique → acide acrylique biosourcé
    Développement par IFPEN du catalyseur et du procédé de transformation, avec Axens pour le passage à l’échelle industrielle.

Applications

  • propanol et butanol → carburants, solvants et intermédiaires chimiques
  • 5-HMF → résines, plastiques et chimie fine
  • acide acrylique biosourcé → polymères et matériaux industriels. 

Accompagner l’intégration dans les chaînes industrielles

Objectif : permettre l'intégration des molécules biosourcées dans les chaînes de production et accompagner leur passage à l'échelle industrielle.

Enjeux

  • répondre aux exigences de qualité et de performance des applications 
  • développer des molécules compatibles avec les chaînes de transformation existantes, comme le bioéthylène Atol® destiné aux unités de polymérisation 
  • accompagner le passage du laboratoire au pilote, au démonstrateur puis à l'échelle industrielle
  • Permettre une substitution progressive du carbone fossile

Applications finales 

  • plastiques et polymères
  • caoutchouc, pneumatiques et élastomères
  • textiles
  • solvants
  • résines et autres produits de la chimie industrielle

Biocarburants et e-fuels

Route filant en flou de vitesse, bordée d'arbres verts sous un ciel bleu

Transformer la biomasse pour produire des carburants bas-carbone

La biomasse peut également être valorisée pour produire des carburants destinés notamment aux usages difficiles à électrifier. IFPEN développe des procédés de transformation de ressources non alimentaires en biocarburants, en recherchant des synergies avec les autres voies de valorisation de la biomasse.

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Impacts

Des impacts concrets pour la décarbonation industrielle

Climat — réduire le recours au carbone fossile

  • Réduction de l’empreinte carbone des molécules industrielles par substitution de matières premières fossiles par des ressources renouvelables. 
  • Bénéfices environnementaux évalués sur l’ensemble du cycle de vie grâce à l’ACV des nouvelles voies de production. 

Ressources & circularité — diversifier les ressources utilisées par l’industrie

  • Moindre dépendance aux ressources fossiles grâce au recours à des matières premières renouvelables. 
  • Valorisation de biomasse lignocellulosique non alimentaire pour produire des intermédiaires chimiques. 

Industrie — accompagner le passage à l’échelle

  • Plusieurs tonnes de biobutadiène produites avec BioButterfly à l’échelle préindustrielle pour valider le procédé et la qualité du produit avant industrialisation.
  • 1,2 tonne de bio-5-HMF produite à l’échelle pilote, avec des échantillons validés pour la fabrication de résines ResiCare.

Économie — développer de nouvelles activités industrielles

  • 100 000 t/an visées à l’échelle industrielle pour le biobutadiène, après validation du procédé BioButterfly au démonstrateur. 
  • Plus de 80 M€ investis dans BioButterfly, dont 14,7 M€ de soutien de l’ADEME, pour développer le procédé jusqu’à la démonstration industrielle.
  • Technologies biosourcées industrialisées et commercialisées par les partenaires d’IFPEN, notamment Axens, pour transformer les développements de R&I en offres pour le marché.

Filière — structurer les chaînes de valeur de la chimie biosourcée

  • Rapprochement de la recherche, des technologues et des industriels pour développer de nouvelles chaînes de valeur biosourcées. 
  • Structuration de la recherche française sur les produits biosourcés et les biotechnologies industrielles avec le PEPR B-BEST, copiloté par IFPEN et INRAE.
     
Recherche & expertise

Une expertise scientifique au cœur de la chimie biosourcée

IFPEN associe chimie, biotechnologies, génie des procédés et évaluation environnementale pour développer de nouvelles voies de production de molécules biosourcées et accompagner leur passage à l’échelle. 

Recherche scientifique & programmes structurants

logo PEPR B-BEST : France 2030 - BIOPRODUCTIONS

PEPR B-BEST — co-piloté avec INRAE

→ structuration de la recherche française sur les produits biosourcés, les biotechnologies industrielles et la valorisation durable de la biomasse.

Dans l’axe « nouveaux schémas de transformation de la biomasse » du PEPR B-BEST, porté par IFPEN
→ recherche sur de nouvelles voies de conversion, leur rendement carbone, leur changement d’échelle et le couplage entre catalyse chimique et biocatalyse. 

Accéder au site web du PEPR B-BEST

Dans plusieurs projets de chimie biosourcée

→ développement de nouvelles voies de production, notamment autour des molécules furaniques, des bioalcools et de l’acide acrylique biosourcé. Le portefeuille actuel comprend notamment FURFUN, IBIS-SCID, CERISEA et BIOFUMAC. 

Compétences scientifiques mobilisées

Chercheurs en blouse et gants manipulant des échantillons dans une enceinte de laboratoire


Sciences chimiques Sciences de l’ingénieur Mathématiques et informatique  Économie

Accéder à toutes les compétences

 

Plateformes et infrastructures

Installation pilote industrielle aux structures métalliques et tuyauteries, sous un ciel bleu
  • laboratoires de catalyse, biocatalyse et biotechnologies pour développer et tester de nouvelles voies chimiques et biologiques de transformation.
  • unités pilotes d’extrapolation à IFPEN-Lyon pour tester les procédés à une échelle intermédiaire et préparer leur changement d’échelle. 
  • moyens de génie des procédés et de conception de pilotes dédiés au dimensionnement des procédés et à la préparation de leur démonstration industrielle.
  • outils d’évaluation technico-économique et environnementale pour comparer les performances des différentes voies et leurs impacts sur l’ensemble du cycle de vie.

Accéder aux infrastructures

Formation

Former aux technologies biosourcées

Formation par la recherche

Thèses

  • Encadrement de doctorants et post-doctorants

    > Accéder aux sujets de thèse

  • Participation aux programmes nationaux et européens dédiés à la bioéconomie

Développement des compétences

  • Diffusion des connaissances sur les procédés biosourcés
  • Transfert de savoir-faire vers les industriels et les acteurs publics
Collaborer

Collaborer pour développer les filières biosourcées

 

IFPEN développe ses solutions en collaboration avec des organismes de recherche, des fournisseurs de technologies et des industriels de la chimie, de l’énergie et des matériaux, de la recherche jusqu’au passage à l’échelle industrielle.

FAQ

Foire aux questions

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Contact

Noëmie Dos Santos-Tabbakh

Noëmie Dos Santos-Tabbakh

Program Manager: "Bio Based Chemistry"