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Tracteurs agricoles respectueux du climat

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La matière organique permet de produire du gaz méthane qui pourrait remplacer à l’avenir le diesel comme carburant pour les véhicules utilitaires lourds - un cycle de Co2 fermé. La BFH développe des concepts pratiques pour l’agriculture.

En raison du réchauffement progressif du climat, le développement de systèmes de mobilité neutres en CO2 devient un défi urgent du 21e siècle. Reste à démontrer quelles technologies s’imposeront pour quelles applications. Actuellement, les véhicules à moteurs électriques semblent avoir une longueur d’avance. Ils ne sont toutefois avantageux pour le climat qu’en produisant leur électricité à partir de sources renouvelables. Leur dispositif de stockage d’énergie – la batterie – pose également problème, car il est très lourd.

Entretemps, se trouvent sur le marché des solutions pratiques pour la voiture, moyen de transport relativement petit et léger. Il en est autrement pour les véhicules lourds. Les camions mais aussi les machines agricoles font partie de cette catégorie. En période de récolte, une moissonneuse-batteuse doit travailler pratiquement 24 heures sur 24 avec une puissance moteur élevée en permanence. Un moteur électrique n’est guère la bonne solution. La batterie nécessaire serait beaucoup trop lourde et la durée de fonctionnement de la machine trop courte en raison de la faible densité énergétique de la batterie. La moissonneuse-batteuse ne pourrait ainsi guère être exploitée de façon rentable.

L'équipe de recherche interdépartementale de la BFH vérifie les valeurs d'émission d'un tracteur d'essai.

Méthane comme alternative

Des moissonneuses-batteuses, des tracteurs et autres véhicules utilitaires lourds respectueux du climat pourraient, cependant, se répandre de plus en plus d’ici quelques années. Une alternative au moteur électrique, qui a fait ses preuves, existe déjà pour ce type de véhicules. Dans ce cas, la provenance de l’énergie est également déterminante. En ce qui concerne le gaz utilisé, il s’agit du méthane qui peut provenir de différentes sources, mais il n’est respectueux du climat que si sa source n’est pas fossile («gaz naturel»).

Deux procédés s’avèrent appropriés pour produire du méthane dans un cycle de CO2 fermé respectueux du climat. Soit par fermentation de matière organique à l’abri de l’air, le méthane qui en résulte est alors connu sous le nom de «biogaz». Ou avec le concept «Power to Gas»; dans ce cas l’hydrogène (H2) est produit à partir d’eau (H2O) moyennant l’électrolyse avec de l’électricité «verte». Par addition de dioxyde de carbone (CO2) l’hydrogène peut être transformé en méthane (CH4). Cette conversion d’énergie électrique en énergie chimique peut être très utile à l’avenir pour emmagasiner l’électricité éolienne ou solaire et soutenir ainsi le tournant énergétique. Il est relativement facile et bon marché de stocker du gaz dans le réseau européen existant de conduites largement ramifiées.

Pas seulement une question de technique

Différents fabricants de véhicules utilitaires lourds proposent déjà des camions qui fonctionnent au gaz au lieu du diesel. Ils utilisent du LNG (Liquefied Natural Gas) – méthane devenu liquide par refroidissement à moins 162 degrés Celsius et qui, dans cet état, présente une densité énergétique trois fois plus grande que le méthane comprimé gazeux (CNG). Les moteurs à gaz respectueux du climat existent donc, mais ils ne se sont pas encore imposés dans le monde agricole. Il manque encore l’intégration de la technologie dans un système global: elle doit être simple et sûre à utiliser, ne doit pas être freinée par des obstacles administratifs et doit apporter des avantages économiques à l’utilisateur. Il faut donc un modèle économique de moteur à gaz en agriculture qui arrive à convaincre les paysans.

Du concept à l’application pratique

Le développement d’un tel modèle exige une approche interdisciplinaire. La Haute école spécialisée bernoise réunit sous son toit les compétences nécessaires. Le laboratoire de contrôle des gaz d’échappement et le laboratoire des moteurs de la BFH-TI ainsi que la Haute école des sciences agronomiques, forestières et alimentaires HAFL de la BFH mènent donc un projet de recherche commun visant à intégrer le moteur à gaz dans l’agriculture. Voici leur concept : l’exploitation agricole produit (par fermentation humide ou sèche) du méthane à partir de lisier ou de déchets de récolte dans une installation de biogaz. Il peut être liquéfié et le plein peut être fait directement à la ferme ou être injecté sous forme gazeuse dans le réseau de gaz.

La prochaine étape permettant de vérifier la praticabilité du concept consiste à utiliser un tracteur équipé d’une technologie de mesure mobile et une installation de biogaz avec station-service au biométhane. Les chercheurs et chercheuses de la BFH peuvent ainsi tester et optimiser de manière réaliste tous les composants du système – du lisier à l’utilisation de la machine dans les champs en passant par le méthane.

Objectif du projet de recherche : L'intégration des moteurs à gaz dans l'agriculture - les véhicules agricoles sont ravitaillés en biométhane respectueux du climat.

Pour les paysans, pour l’environnement

Pour son projet, la BFH cherche également à coopérer avec des fabricants de machines agricoles. Ils sont conscients que des tracteurs fonctionnant au gaz n’ont une chance sur le marché que s’ils s’intègrent de manière optimale dans les systèmes de production des utilisateurs du monde agricole. Il serait également utile que la politique fixe des règles claires. L’absence partielle d’avantages fiscaux pour le biogaz dans les pays européens par exemple freine actuellement le développement. Ce n’est probablement qu’une question de temps avant que le potentiel des moteurs à gaz ne soit reconnu pour la technologie agricole. Les agriculteurs pourraient tirer profit en recyclant, les déchets de leur exploitation en carburant, au lieu d’acheter du diesel. Le tracteur fonctionnant au LNG serait également bénéfique pour le climat, car le biométhane produit et respectueux du climat, contribuerait fortement à réduire les émissions de CO2 dues aux produits pétroliers.