Les utilisations des sous-produits du sucre

• Le traitement de la canne à sucre ou de la betterave sucrière produit environ un tiers d'un résidu appelé bagasse. Elle peut être utilisée comme nourriture animale ou comme combustible. L'exemple le plus connu est celui des centrales à charbon et à bagasse combinés que l'on trouve entre autres dans les Départements d'Outre-mer de La Réunion et de la Guadeloupe par exemple.
• La mélasse contient des quantités variables de saccharose: en principe entre 40% et 50% ainsi qu'une valeur énergétique non négligeable. Cette substance peut être employée à différents usages, le principal étant la fabrication de rhum industriel. Viennent ensuite des débouchés dont l'importance est beaucoup plus réduite et qui sont: l'alimentation animale et une utilisation directe ou indirecte dans l'alimentation humaine (vente directe de mélasse sous sa forme brute, fabrication de levure boulangère). La mélasse peut également être utilisée comme substitut pour la production de levures, d'acides aminés ou de protéines.

Le rhum fabriqué à partir des sous-produits du sucre est l'utilisation qui bénéficie du plus large débouché. Qu'il soit de fabrication industrielle ou artisanale, il aura pour intrant principal le vesou ou la mélasse. Selon qu'il provienne de l'un ou de l'autre, il portera une appellation différente lors de sa commercialisation :

• rhum agricole pour celui issu du vesou,
• rhum industriel pour celui produit à partir de mélasse.

S'il s'agit de mélasse, celle-ci sera stockée dans des réservoirs réservés à cet effet, proches des distilleries. Afin de pouvoir être transformée, elle va être préalablement diluée dans l'eau, puis mise à fermenter avec des levures dans des cuves en acier. S'il s'agit de vesou, il est filtré avec soin puis placé dans les mêmes cuves où il restera entre un et deux jours. La réaction chimique qui se produit à l'intérieur des cuves et conduit à la fermentation entraîne une élévation de la température à l'intérieur de la cuve. Afin de prévenir une trop forte augmentation de celle-ci (la réaction doit se faire entre 30°C et 35°C), les cuves sont refroidies soit de l'intérieur en faisant circuler de l'eau froide dans un serpentin, soit à l'extérieur en faisant couler de l'eau froide le long de la paroi. A la fin de cette opération le rhum titre entre 5° et 10° et sa distillation peut alors commencer. On chauffe tout d'abord le mélange dans une colonne de distillation (beaucoup plus rarement actuellement dans un alambic) jusqu'à une température de 70°C environ, afin d'initier la réaction chimique de distillation, puis le liquide est introduit par le haut de la colonne et redescend ensuite en rencontrant en sens inverse un courant de vapeur d'eau introduit par le bas de la colonne qui se charge en alcool au passage. A la sortie de la colonne, la vapeur est condensée. Au terme de l'étape de distillation, le rhum titre à plus de 65°. Pour être légalement commercialisé, de l'eau distillée ou de l'eau de source, doivent être ajoutées afin d'en diminuer le degré alcoolique.

De la fabrication du rhum, le principal "déchet" utilisable est la vinasse qui sert principalement à l'enrichissement des sols et à la nourriture du bétail.

Eventail de différents produits issus de l'éthanol

Source : Secrétariat de la CNUCED

Sous l'effet du développement des énergies renouvelables, l'essence dite plombée a commencé à être remplacée, vers le milieu des années 1980 par l'essence sans plomb. La disparition du plomb dans l'essence qui avait pour fonction d'améliorer son indice d'octane a incité les professionnels à rechercher de nouveaux modes d'accroissement de celui-ci. Ainsi ce sont développé les additifs alcooliques tels que l'éthanol par exemple et les éthers tels que le MTBE (méthyl tertio butyl éther), l'ETBE (bioéthanol éstérifié) ou le TAME (t-amyl methyl ether).

L'éthanol ou l'exemple du Brésil

La production mondiale se répartit principalement entre les Amériques (les deux tiers), représentées en grande partie par le Brésil (38% de la production mondiale), puis l'Asie et l'Europe pour le tiers restant. L'Afrique et l'Océanie ne sont quasiment pas représentés dans le domaine (1,7% pour l'Afrique et 0,7% pour l'Océanie en 2000).

Afin de pouvoir assurer sa sécurité énergétique, le Brésil a lancé son premier plan "proàlcool" en 1975. Pour cela, le gouvernement a mis en place une compagnie d'État: Petrobras dont la mission était d'administrer les prix aux producteurs. Dès la fin des années 1980 la part d'éthanol utilisée dans les véhicules automobiles était déjà très importante et ceci notamment du fait du renouvellement du parc automobile par des véhicules équipés pour recevoir exclusivement de l'éthanol ou un mélange composé en grande partie de ce carburant. La crainte des prévisionnistes de voir un détournement de la production d'éthanol pour celle de sucre en cas de hausse importante des prix de ce dernier s'est vérifiée lors de la mise en place de la libéralisation du marché au cours des années 1990.

Ce revirement de situation ainsi que l'augmentation de la production de pétrole domestique, a incité le gouvernement brésilien à ajuster sa stratégie en remettant en cause certains de ses objectifs inscrits dans le plan éthanol et dont le premier était d'éviter le recours à des sources d'énergie extérieures et de devenir à terme, autosuffisant en matière énergétique. Ce premier principe n'a pas pu être retenu de par la carence en éthanol due à la progression exponentielle de véhicules fonctionnant exclusivement ou en partie à l'éthanol (il représente 40% du carburant, hors diesel, consommé dans le pays, selon l'Unica, le syndicat des sucriers) et à la commercialisation de sucre à l'exportation. Le gouvernement a dû prendre des mesures incitatives pour autoriser les sociétés de broyage à exporter du sucre contre leur engagement d'importer l'équivalent en éthanol ("Sugar for alcohol swaps"). Ces importations n'ayant pas suffit à couvrir les besoins domestiques en éthanol et afin de prévenir un désintérêt de cette nouvelle forme d'énergie, le gouvernement brésilien a autorisé l'importation de méthanol, ce qui a par conséquent pesé sur la balance commerciale brésilienne et a conduit à l'abandon du premier plan "proàlcool" au profit d'un second dénommé Proálcool II mis en place en 1996. Au Brésil, le secteur de l'éthanol représente 700'000 emplois dont plus de 500'000 sont des postes directs. Par ailleurs l'éthanol présente un triple avantage sur l'essence: il est moins cher (plus de deux fois moins cher selon des estimations effectuées en 2005), plus propre et renouvelable à volonté.

Pour de plus amples informations sur la production d'éthanol ainsi que sur la filière brésilienne, consulter les documents suivants:
- Programme des Nations Unies pour le développement: Energy as an instrument for socio-economic development, voir en particulier le thème n°10 "converting biomass to liquid fuels: making ethanol from sugar cane in Brazil".

La nouvelle génération d'additifs pétroliers en Europe

Afin de respecter l'Accord de Kyoto, les objectifs fixés par l'Union européenne en matière d'utilisation de biocarburants (bioéthanol, biodiesel, biogaz, biométhanol, biodiméthyléther, bio-ETBE (éthyl-tertio-butyl-éther), bio-MTBE (méthyl-tertio-butyl-éther), biocarburants synthétiques, biohydrogène, huile végétale pure) sont les suivants :

Pour de plus amples informations sur ce thème, consulter les documents suivants :

• Véhicules à moteur: Utilisation des biocarburants
• Directive 2003/30/CE du Parlement européen et du Conseil du 8 mai 2003 visant à promouvoir l'utilisation de biocarburants ou autres carburants renouvelables dans les
  transports.
• Rapport de la Commission sur les biocarburants - Rapport sur les progrès accomplis en matière de biocarburants et d'autres carburants renouvelables dans les États membres de l'Union européenne (10 janvier 2007).

Ce qui limite encore la progression de l'éthanol est son prix de revient. En effet, selon l'article du Bulletin mondial des betteraviers et des planteurs de canne à sucre intitulé l'utilisation du bioéthanol dans les additifs pétroliers, le prix de l'essence à la raffinerie est d'environ 24 cents par litre pour un pétrole brut à 30 dollars américains par baril, et est d'approximativement 9,5 cents par litre pour un pétrole à 10 dollars par baril. Or les estimations les plus optimistes mettent le coût de l'éthanol tiré de la betterave à environ 32 cents le litre et celui tiré du blé à approximativement 24 cents par litre, soit bien au-dessus du prix moyen de l'essence.

En France, la principale forme d'éthanol utilisée est un de ses produits dérivés: l'ETBE (éthyl-tertio-butyl-éther), dont le prix de revient est inférieur puisque celui-ci est produit par le mélange de 45 % d’éthanol et de 55 % d’isobutylène (un sous-produit de l'industrie pétrolière moins cher que l'éthanol issu du craquage catalytique en raffinerie). Il est utilisé comme additif oxygéné à l'essence à hauteur de 5% en remplacement du plomb. En 2001, la production française d'ETBE était de 200'000 tonnes environ répartie sur quatre sites principaux détenus par la multinationale TotalFinaElf (Dunkerque, Fos sur Mer, Gonfreville et Feyzin). En Europe, des usines de production d'éthanol existent également en Espagne (7), aux Pays-Bas (1), en Italie (1), en Suède (1), en Finlande (1), en Belgique (1), en Allemagne (2), en Hongrie (1), en Pologne (1), en Slovaquie (1) et au Portugal (1).

Des études sont actuellement menées dans le but de pouvoir utiliser l'éthanol dans les piles à combustibles à moyen ou long terme, dénommées DEFC (d'après la dénomination anglaise Direct-ethanol fuel cells).

Avant 1650 les principales sources de sucre dans l'alimentation humaine provenaient de la consommation de miel et de fruits.

Le sucre de canne tout d'abord, puis la betterave sucrière sont devenus la première voie d'assimilation du sucre par l'organisme pendant plusieurs siècles.

Aujourd'hui, notamment du fait d'une prise de conscience aiguë des questions sanitaires (excès de poids et obésité dans l'hémisphère Nord), de nouveaux agents sucrants ont vu le jour et se sont développés depuis. Ils peuvent être extraits du blé, du maïs, du malt voire même du bois ou du lait.

On distingue en principe deux grands groupes :

• Les édulcorants de charge tels que les polyols (mannitol, xylitol, sorbitol, lactitol, sirop de glucose hydrogéné) qui sont employés principalement dans la fabrication des confiseries.
• Les édulcorants intenses qui sont principalement de synthèse, à l'instar de la saccharine, de l'aspartame et de l'acésulfame de potassium qui affichent non seulement un niveau de calories très faible mais également un prix, à pouvoir sucrant équivalent, plus bas que celui du sucre traditionnel.

Leur consommation explose littéralement à travers le monde et en particulier au sein des pays développés dont le premier consommateur au monde est le Japon. Toutefois cette progression est ralentie par l'impossibilité d'utiliser ces produits dans l'industrie agroalimentaire cuite.

Le sirop à haute concentration de fructose issu du maïs ("High Fructose Corn Syrup" - HFCS) est le plus connu des substituts du sucre. A ce jour il a quasiment remplacé le sucre dans la composition des boissons non alcoolisées en particulier gazeuses, grâce à un prix plus bas que le sucre (à pouvoir sucrant équivalent). Il est actuellement le premier substitut du sucre utilisé dans le monde en terme de tonnage.

Les pouvoirs sucrants de quelques édulcorants importants

Source: Secrétariat de la CNUCED (compilation de sources diverses)
Note: les chiffres indiqués sont à mettre en parallèle avec le pouvoir sucrant (PS) du sucre qui constitue la base 1. Ceci signifie par exemple que l'aspartame pour lequel est indiqué un PS de 200 est 200 fois plus sucré que la référence et donc qu'il en faudra 200 fois moins pour obtenir le même niveau de sucrage (200gr de sucre pour 1gr d'aspartame).

Pour de plus amples informations sur les édulcorants, se reporter :

• Association internationale pour les édulcorants (AIE) et en particulier la partie relative aux "Fact Sheets" (marge de gauche),
• à la directive 94/35/CE du Parlement européen et du Conseil du 30 juin 1994 concernant les édulcorants destinés à être employés dans les denrées alimentaires (cette directive propose en annexe une liste des édulcorants pouvant être utilisés dans l'industrie agroalimentaire ainsi que leurs emplois et les doses maximales autorisées).