Biolubrifiants - La filière s’organise progressivement

Alors qu’elles étaient utilisées depuis longtemps en tant que substances lubrifiantes, les huiles végétales ont peu à peu été reléguées au second plan au 20e siècle avec l’avènement des huiles minérales dérivées du pétrole, beaucoup moins coûteuses. Mais avec l’essor actuel de la chimie du végétal et la flambée des cours du pétrole, les biolubrifiants refont surface, notamment pour leurs propriétés de biodégradabilité et leur impact toxicologique moindre. Selon une étude du cabinet Omni Tech International datant de 2008, le marché mondial des lubrifiants est estimé à 41,8 millions de tonnes dont 12,5 % pour l’Europe occidentale (voir graphe).

« La production européenne de lubrifiants s’élève à environ 4,5 millions de tonnes par an, et on estime que les biolubrifiants représentent environ 3 % de cette production », indique Julie Roïz, chef de projet Matières premières renouvelables chez ValBiom Belgique, en s’appuyant sur une étude de l’Association européenne des matériaux et ressources renouvelables (ERRMA). Avant d’ajouter : « Si l’on regarde les sociétés actuellement titulaires de l’écolabel européen pour les lubrifiants, les pays en tête sont l’Allemagne, la France et les Pays-Bas ».

Les biolubrifiants aujourd’hui sur le marché proviennent d’oléagineux et se distinguent en plusieurs catégories, comme le détaille Julie Roïz : « La majorité des biolubrifiants sont basés sur des esters. On trouve d’abord les esters naturels que sont les triglycérides d’huiles végétales. Ensuite, nous  trouvons des esters oléochimiques d’acides gras comme les diesters, les esters de polyols ou les esters complexes». Ces substances lubrifiantes sont élaborées à partir de diverses cultures, généralement le tournesol ou le colza, mais peuvent être issues d’huiles plus exotiques, comme l’indique Mathieu Chatillon, chef de service R&D chez Novance : « Les acides gras peuvent également provenir d’huiles de palme ou de coco selon l’usage. Ces huiles présentent différentes propriétés par rapport à celles couramment utilisées, notamment en termes de stabilité à l’oxydation, ou de propriétés d’usage à froid ».

Enfin, on assiste au développement de nouvelles bases synthétiques, qui étaient traditionnellement obtenues à partir de la pétrochimie et qui peuvent désormais être obtenues à partir de matières premières renouvelables non oléagineuses « comme par exemple, le Biofène de la société Amyris qui est obtenu à partir de sucre de canne », signale Julie Roïz (ValBiom).

Les biolubrifiants servent essentiellement des secteurs de niche, dans des applications où la récupération est quasi-impossible ou susceptibles d’être rejetées dans la nature.

Tout d’abord, les biolubrifiants sont employés dans le graissage des chaînes de tronçonneuse. Au cours d’une utilisation de l’outil, l’huile est soumise à la force centrifuge et est répandue sur le sol forestier.
Les lubrifiants d’origine végétale trouvent également un usage en tant que fluides hydrauliques, permettant d’optimiser le fonctionnement d’engins tels que des abatteuses, des grues, des tracteurs ou encore des porteurs en forêt.
Les biolubrifiants sont également utilisés dans les graisses, en particulier pour lubrifier des pièces de grandes dimensions ou ne pouvant être continuellement recouvertes d’huiles. C’est le cas notamment des chaînes de barrages, ou des installations des canaux (porte d’écluses).

La lubrification des moteurs est également un domaine où les biolubrifiants peuvent trouver un intérêt. En effet, des huiles pour moteurs intégrant des huiles d’origine végétale ont été développées pour mieux tenir aux contraintes thermiques élevées.
Le secteur de la construction demeure également une application importante pour les lubrifiants d’origine végétale, en particulier pour le décoffrage du béton.
Enfin, ils peuvent être utilisés pour le secteur de l’usinage et le travail des métaux (huiles de coupe, refroidissement des pièces, protection corrosive, etc.).
Et d’autres applications sont considérées comme l’indique Julie Roïz (ValBiom) : « Les applications pour les transformateurs électriques sont un exemple d’application qui pourrait se développer ».

Des contraintes encore à surmonter

Cependant, pour espérer rivaliser avec les lubrifiants pétrochimiques, les biolubrifiants doivent avant tout se rapprocher des performances techniques de ces derniers. « La chimie verte ne reproduit pas forcément les avantages donnés par les produits pétrochimiques », explique Jean-Louis Pauphillat, président de Molydal, société spécialisée dans la conception, la fabrication et le conditionnement de lubrifiants. Avant d’ajouter : « Des verrous sont encore à lever sur la tenue à la charge et à la vitesse des biolubrifiants». L’équivalence en termes de performances techniques est une donnée indispensable, comme témoigne Mathieu Chatillon (Novance) : « La performance est privilégiée par les industriels, plutôt que l’aspect renouvelable. L’élan environnemental est à l’heure actuelle important, mais les industriels ne veulent pas concéder les critères techniques. Les corps gras végétaux lubrifient peut-être mieux mais en général possèdent des propriétés à froid moins avantageuses ». Ce type de lubrifiant vieillit également moins bien, comme le précise Cécile Dano, responsable développement technique chez MotulTech, spécialisé dans le travail des métaux et les lubrifiants industriels : « Les lubrifiants à base végétale possèdent souvent une moins bonne tenue à l’oxydation ». Cependant, les biolubrifiants affichent des rendements tout à fait satisfaisants pour certaines applications, comme l’affirme Audrey Boutevillain, chef de produit Ecolabels de la société Condat : « Les performances des biolubrifiants sont déjà présentes. Pour certaines applications, comme en hydraulique, ils offrent même de meilleures performances par rapport à des lubrifiants d’origine pétrochimique ».

Un autre obstacle qui reste majeur réside également dans le coût de ces biolubrifiants. « Un biolubrifiant présente un surcoût de 30 à 40 % par rapport à un lubrifiant classique », indique Jean-Louis Pauphillat (Molydal). Mais ce surcoût est à tempérer selon Mathieu Chatillon : « Oui, il subsiste un léger surcoût à l’achat, mais il faut prendre en compte l’utilisation des biolubrifiants. Ils permettent notamment de réduire la consommation d’énergie ou l’usure du moteur, et donc les coûts associés ». Un avis que partage Jacky Vandeputte, responsable projets du pôle IAR : « Pour évaluer le bénéfice économique de l’utilisation d’un biolubrifiant, il est important de regarder le système dans son ensemble, en effectuant une analyse de coût machine ».

En outre, la question de la disponibilité des cultures se pose, si jamais l’intérêt pour les biolubrifiants s’accroît. « La difficulté n’est pas seulement technique, il faut un moyen d’assurer la disponibilité de la matière première, en créant une filière fiable d’approvisionnement, ce qui n’est pas chose aisée », insiste Cécile Dano (MotulTech). Avant d’ajouter : « La problématique de la disponibilité de la surface agricole est également à considérer ». Concernant cette problématique, Julie Roïz (Valbiom) note que l’emploi de nouvelles ressources pourrait être envisagé : « La production de bases lubrifiantes à partir d’algues (Solazyme) ou bien de biomasse cellulosique via un procédé Biomass to Liquid, par exemple. Mais des recherches sont encore nécessaires pour développer ces technologies et démontrer leur efficacité ».

Pour essayer de lever les premiers verrous technologiques inhérents aux biolubrifiants, le projet européen Ibiolab avait été lancé en 2006 pour mettre au point et commercialiser des lubrifiants innovants respectueux de l’environnement et renforcer la compétitivité des PME du secteur. « Ce programme réunissant 12 PME, 4 associations et 6 centres de recherche s’est achevé en 2009 et a aidé à la commercialisation de 10 biolubrifiants écolabellisés », raconte Carine Alfos, directrice innovation de l’Iterg, coordinateur du projet.
L’institut français expert des corps gras avait également participé au projet Stanlub en 2005, qui visait notamment à développer des biolubrifiants et des solvants verts pour les revêtements à partir de standolies issues d’huiles de ricin, de lin ou de tung.
Actuellement, l’Iterg coordonne le projet européen Eco Innovation Vosolub, qui associe trois entreprises (RS Clare, Brugarolas, Motul), des centres techniques (BfB Oil Research, Techniker), une coopérative (Arterris), un producteur d’huiles (Provence Huiles) et deux associations (Valbiom, Ueil). Ce programme cherche à élaborer de nouvelles formulations de biolubrifiants provenant des cultures de tournesol. « Vosolub étude les possibilités d’utilisation directe d’une huile riche en acides gras oléiques en tant que solution technique de lubrification au sein de divers applications et procédés. N’ayant pas besoin de transformer les huiles extraites, cela réduit les coûts associés à cette étape », ajoute Carine Alfos. « Le projet Vosolub s’appuie sur une sélection particulière des huiles de tournesol pour qu’elles soient enrichies en acide oléique, constituant une démarche non concurrentielle aux cultures alimentaires », complète Cécile Dano (Motul Tech).

Du côté de chez Molydal, des projets de R&D, labellisés par le pôle IAR, sont actuellement en cours sur l’élaboration de biolubrifiants pour les chaînes de barrage, et pour les applications de déformation des métaux (emboutissage, bardage).

Un contexte réglementaire favorable

Les biolubrifiants devraient profiter de l’intérêt grandissant des problématiques environnementales pour se développer, mais également du contexte actuel de la réglementation. « La réglementation peut constituer un levier important pour les biolubrifiants», estime Mathieu Chatillon (Novance). En effet, depuis le 1er janvier, la loi d’orientation agricole (article 44, loi 2006-11 du 5 janvier 2006) interdit l’utilisation de lubrifiants fossiles qui pourraient facilement être substitués par des produits biodégradables ou satisfaisant aux critères de l’écolabel européen (voir encadré) dans les zones naturelles qualifiées de “sensibles“. « Pour l’instant, ce règlement ne possède pas encore de décret d’application », déplore Virginie Turc, directrice technique des produits automobile chez Fuchs France, spécialisé dans la conception, la fabrication et la commercialisation de lubrifiants. Avant d’ajouter : « Une confusion sur le terme biolubrifiant est possible car il peut signifier qu’un produit peut contenir au moins une grande part de ressources renouvelables, comme le préconise l’écolabel, ou bien qu’un lubrifiant pouvant être d’origine pétrochimique (esters synthétiques) est biodégradable ».
Outre la loi d’orientation agricole, la taxe générale sur les activités polluantes depuis le janvier 2008 s’applique aux lubrifiants à usage perdu : huiles pour moteurs deux-temps, graisses pour systèmes ouverts, huiles de démoulage, huiles de tronçonneuses. Seuls les produits respectant l’écolabel européen sont exonérés de cette taxe.
Enfin, la réglementation Reach devrait favoriser le développement des lubrifiants à base végétale, qui ont un profil toxicologique et écotoxicologique plus favorables.

Le contexte actuel favorable aux biolubrifiants rend par conséquent les acteurs de la filière plutôt optimistes quant à la viabilité d’une filière pérenne. Si leurs performances techniques continuent de progresser, nul doute que le succès des lubrifiants à base végétale sera au rendez-vous. «Les biolubrifiants parviendront à s’imposer », affirme Jean-Louis Pauphillat (Molydal). Une réussite qui se fera essentiellement par les marchés de niche, comme le pense Audrey Boutevillain (Condat) : « L’essor des biolubrifiants s’effectuera essentiellement en BtoB dans des secteurs tels que l’aéronautique, les travaux publics-carrières ou encore l’exploitation forestière ».

Les labels environnementaux pour les lubrifiants

Différents types de marquage existent pour attester des avantages écologiques d’un lubrifiant. Dès 1977, l’Allemagne a mis en place sur son territoire le label Blauer Angel, qui garantit au consommateur la biodégradabilité et la non-toxicité des huiles de tronçonneuse, de décoffrage et des fluides hydrauliques. En 2005, la Commission européenne a étendu son Ecolabel européen, qui garantit au consommateur que le produit respecte des exigences environnementales, aux lubrifiants. Il impose à ceux qui en sont dotés un fort pourcentage en huiles de base renouvelable, une biodégradabilité et une non-toxicité pour son environnement. Valable quatre ans, il concerne les lubrifiants dits à usage perdu tels que les fluides hydrauliques, les graisses, les huiles de chaînes de tronçonneuses, les huiles pour moteurs deux-temps mais également les huiles de transmission, les huiles pour tubes d’étambot ainsi que les huiles pour les câbles.

Parallèlement à ces labels en vigueur, un projet européen sur un affichage environnemental de l’analyse du cycle de vie des produits biosourcés (dont les lubrifiants) est actuellement en cours de validation.