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GEMBLOUX : faculté universitaire des sciences agronomiques

a.s.b.l. Valonal

Valorisations non alimentaires du colza à la ferme

Proposition de projet

Décembre 2000 M.H. NOVAK

1 BEF = 6 FF

Introduction : objet du projet et finalité

Producteurs traditionnels de matières premières, les agriculteurs wallons sont à la recherche d'une plu-value à leur production, et certains souhaitent s'impliquer davantage dans les filières de transformation. Par ailleurs, ils sont aussi consommateurs de matières premières énergétiques (biocarburants et combustibles) ainsi que d'aliments (protéiniques et énergétiques) pour les animaux d'élevage. Ces deux demandes pourraient-elles se rencontrer ?

C'est pour répondre à cette question que Valonal a étudié la possibilité de valoriser à la ferme les graines de colza et les coproduits de la culture (1). La valorisation non alimentaire des productions agricoles est semble-t-il une piste pertinente à suivre pour offrir à l'agriculteur wallon une opportunité de diversification, notamment dans le cadre de la jachère obligatoire.

Ce document présente les diverses voies de transformation du colza qu'il est possible d'envisager à la ferme, incluant la possibilité de trituration au niveau de l'exploitation agricole.

L'étude plus poussée des diverses pistes, objet du présent projet, devrait déterminer celles qui permettent au mieux d'atteindre la finalité suivante: procurer un revenu plus intéressant à l'agriculteur, en lui permettant de mieux valoriser ses produits. Outre les aspects économiques de la valorisation de l'huile produite, la trituration à la ferme offre l'avantage d'assurer une meilleure traçabilité des aliments donné au bétail.

Le projet envisage premièrement la mise en oeuvre et le suivi d'une unité expérimentale (unité pilote) installée dans une exploitation bien particulière, comprenant des dispositifs de mesures et d'analyses afin d'établir la faisabilité des opérations dans un cadre plus large et d'élargir les recommandations à d'autres exploitations.

A côté de ce cas particulier, le projet vise l'étude de certaines pistes de transformation, dans un cadre général, non directement intégrées à l'unité pilote.

Un des intérêts de ce projet réside en outre dans les différents liens qu'il crée, tant entre les différents partenaires impliqués que vers d'autres projets et études en cours ou prévus (convention Valonal, suite de la convention Chimie Végétale, projets de recherche zootechnique).

Enfin, cette étude a pris pour cible le colza, mais il serait également important d'étudier les possibilités de transformation industrielle simple des autres grandes cultures wallonnes (blé, mais, pomme de terre, betteraves), dans le cadre d'un travail de recherche ultérieur.

Les diverses valorisations du colza

Les pistes de transformations retenues dans le présent projet sont :

· La production de chaleur par combustion directe des graines et pailles de colza dans des chaudières à pailles ou poêles à grains

· La valorisation des pailles de colza comme amendement organique (utilisation actuelle), litière et produit commercial

· La production de chaleur par combustion d'huile dans une chaudière multi-fuel

· La production d'huile carburant pour les moteurs de tracteurs transformés

· La production d'huile carburant pour un moteur de groupe électrogène et production d'électricité verte

· La formulation de lubrifiants « simples » tels que les huiles de chaîne de tronçonneuses ou de décoffrage, voire huile comme produit d'imprégnation du bois d'extérieur

L'utilisation des tourteaux pour l'alimentation animale à l'intérieur de l'exploitation, et pour la vente à des fabriques d'aliments pour bétail.

Les pistes préalablement éliminées car trop complexes pour l'échelle envisagée sont :

Ø L'estérification de l'huile (voir encadré 1) ;

Ø Les transformations industrielles du tourteaux (usages non alimentaires),

Ø La gazéification et la pyrolyse des pailles;

Ø La fabrication de biomatériaux en général.

Encadré 1

Biocarburants et agricufteurs wallons

Face à l'augmentation des prix des produits pétroliers, le monde agricole se demande pas pourquoi ne pas produire et utiliser le biodiesel, issus de la transestérification de l'huile de colza, ou le bio-éthanol, provenant des betteraves ou de céréales. Cette question s'étant posée avec acuité lors de l'élaboration de ce projet, il semble important de justifier dès l'abord pourquoi cette piste a été écartée.

Premièrement faute de défiscalisation, les biocarburants - biodiesel et bio-éthanol - ne sont pas encore concurrentiels aux carburants d'origine fossile en Belgique où leur développement n'est pas envisagé pour le moment. Sans taxes, le biodiésel industriel revient à environ 25 BEF/litre, alors que le prix de vente du mazout agricole est actuellement aux environs de 18 BEF/litre.

Mais surtout, dans la filière biodiesel, les agriculteurs restent fournisseurs de matière première sur le prix de laquelle ils n'ont pas de maîtrise. Ce prix dépend en effet des cours mondiaux ... du soja. La filière du champ au réservoir est donc très longue (les colzas wallons récoltés en 2000 seront triturés en Allemagne !). Une filière plus courte, avec production d'ester à la ferme est difficilement envisageable étant donné la complexité du processus de trans-estétification.

Par ailleurs, le bio-éthanol ayant un rendement énergétique particulièrement bas, il n'apparaît pas comme une source énergétique renouvelable potentiellement intéressante en Belgique. C'est pourquoi la possibilité de valoriser la graine ou l'huile « brute » est étudiée ici, comme pouvant être une solution plus intéressante à l'échelle d'une ou de quelques exploitations agricoles que les biocarburants classiques.

Objectif du projet

Évaluation technico-économique des différentes pistes de transformation des produits et coproduits de la culture de colza à la ferme.

Partenaires du projet

Promoteur Valonal a.s.b.l.

Opérateur Faculté Universitaire des Sciences Agronomiques de Gembloux

Soutien financier Région Wallonne, DG de l'agriculture

Partenaires

Ferme de la Basse Installation pilote de la presse.

5363 Champion-Emptinne

Chimie générale et organique Analyses des produits et coproduits

(FUSAG, Professeur Marlier et Jean-Paul Wathelet)

Département de Génie Rural, Essais moteurs et tests chaudières, étude de la

(CRA Dir. J. Carré) valorisation énergétique des pailles

Institut St Joseph à St Hubert, Essais huile de colza comme carburant dans un

Monsieur Hotton tracteur modifié

BELGAGRI, société wallonne de Essais huile anti-poussière en grandeur réelle

distribution de produits de

traitement post-récolte des céréales

Économie rurale (FUSAG, Appui pour les calculs de coûts rentabilité et

Professeur Philippe Lebailly) études de marché

Centre d'évaluation Appui pour les eco-bilans d'exploitation et bilans

environnementale (FUSAG, énergétiques

Professeur Charles Debouche)

Colza, huile végétale et environnement

Les arguments environnementaux en faveur de la culture du colza ne manquent pas :

c'est une culture « piège à nitrates », qui permet de limiter l'érosion en hiver par la couverture qu'elle maintient et qui, moyennant une application raisonnée de fertilisants et de produits phytosanitaires, justifie pleinement sa place comme tête de rotation respectant l'environnement

La substitution d'huiles végétales aux produits dérivés du pétrole offre en outre une réduction nette de gaz à effet de serre, étant donné que le CO₂, émis lors de la combustion ou la dégradation des huiles végétales est entièrement compensée par l'absorption de CO₂, lors de la croissance de la plante.

Les produits à base d'huile végétale offrent en plus des qualités de biodégradabilité et de non toxicité par rapport au milieu, ce qui limite les risques environnementaux en cas de déversement accidentel.

Enfin, les produits à base d'huiles végétales génèrent moins de réactions cutanées et respiratoires que leurs équivalents pétroliers.

Les tourteaux dans l'alimentation animale

Dans le cadre actuel de la crise de la maladie de la « vache folle », les mesures prises par différents pays pour limiter l'usage des farines animales dans l'alimentation des animaux d'élevage et domestiques font ressortir tout l'intérêt des protéines végétales. Le tourteau de colza issu de variétés « double zéro », les seules actuellement cultivées en Belgique, offre de remarquables qualités nutritionnelles, mais qui doivent encore faire l'objet de recherches quant à la mise au point des rations en lien avec la présence de facteurs anti-nutritionnels ou des produits issus de leur dégradation, présents dans le tourteaux

Aspects réglementaires

Trois aspects méritent de se référer à la législation en vigueur : la contractualisation dans le cadre d'une culture sur jachère, la fiscalité sur les carburants et combustibles et l'autorisation de commercialiser un produit anti-poussière.

En cas de culture non alimentaire sur jacchère et afin de maintenir la perception des aides compensatoires, l'agriculteur-producteur ne peut en même temps être le premier transformateur de la matière pour laquelle une subvention est perçue (2). Une formule réglementaire doit donc être trouvée afin de respecter ce point. Ensuite, il faut rester attentif au fait que la transformation de la récolte en sous produits destinés à l'alimentation ne peut pas procurer un bénéfice supérieur à la commercialisation de la partie non alimentaire de la récolte.

Concernant les droits d'accises perçus sur les carburants, ils sont également applicables aux huiles végétales, mais dans le cadre d'activités agricoles, on pourrait en toute logique, bénéficier de l'exonération fiscale prévue pour les carburants minéraux. Les huiles végétales qui ne sont pas des hydrocarbures, utilisées comme combustible pour le chauffage ne sont pas soumises à accises selon le texte de loi en vigueur (3). Enfin, dans le cadre de cette étude pilote, il pourrait être fait appel à une exonération de tout droit d'accise.

La vente d'huile pour une application de type anti-poussière sur des grains doit être autorisée, qu'ils soient destinés à l'alimentation humaine ou pour le bétail. Selon que le produit est considéré comme additif, comme auxiliaire technologique ou comme matière première, les contraintes seront différentes. Le cas dans lequel se trouve le produit concerné par cette étude est actuellement examiné par les autorités compétentes au niveau fédéral et européen.

Description sommaire du projet

Projet pilote : mise en oeuvre d'une presse et suivi des paramètres techniques, économiques, environnementaux.

Analyse globale des bilans techniques, économiques, énergétiques et environnementaux des différentes pistes :

1. huile comme carburant sur moteurs (tracteur et groupe électrogène),

2. huile comme combustible sur chaudières,

3. huile anti-poussière,

4. lubrifiants (huile de chaîne de tronçonneuse, huile de décoffrage),

5. huile pour traitement du bois, adjuvant phytosanitaire, traitement répulsif,...

6. grains et pailles dans un poêle ou une chaudière pour le chauffage des bâtiments,

7. valorisation des pailles de colza : fertilisation, production d'énergie, vente, litière.

8. valorisation des tourteaux (alimentation animale interne à l'exploitation, vente, ... 1,

Synthèse des résultats dans un rapport

Pré-étude économique

Le cas de l'exploitation de Manu Lange, site retenu pour installer l'unité pilote, est pris ici comme base de calcul de la pré-étude économique. Entre parenthèses sont mentionnées les variations possibles pour d'autres situations. Les feuilles de calcul en annexe permettent de modifier très aisément tous les paramètres.

Rentabilité de la production de graines

La rentabilité de la culture de colza est établie dans les conditions de l'exploitation envisagée où les coûts de production se montent à 34.000 BEF/ha. 1 BEF = 6 FF

Rendement agricole	3500	Kg/ha	3000à 5000
Subsides jachère	15.000	BEF/ha
Vente ou achat des graines	6	BEF/kg	de 5 à 8
Coûts de production agricole	34.000	BEF/ha	34.000 à 54.000
Temps de travail	10	h/an/ ha
Rémunération du travail	400	BEF/h

Dans ces conditions, la culture du colza permet de générer un revenu du travail de 6.000 BEF/ha ou encore de rémunérer le travail de l'agriculteur à 600 BEF/heure (voir annexe 1). Ces chiffres sont discutables, car les coûts de production agricole peuvent s'évaluer selon plusieurs grilles. Néanmoins, nous avons préféré partir d'une situation positive, et répartir certains coûts variables de la culture de colza (tels qu'une partie de la fumure azotée) sur les cultures succédant à la tête de rotation.

Rentabilité de la trituration

La presse envisagée dans cette étude est un modèle de petite dimension pour pression à froid, capable de fonctionner en continu. On considère une surface de colza de 50 ha, permettant de rentabiliser au mieux la presse. Cette surface n'étant pas disponible au niveau d'une seule exploitation, une solution collective ou commerciale doit être choisie par l'agriculteur triturateur. Dans les calculs, on considère qu'il transforme 15 ha de colza récoltés sur ses terres, et qu'il achète l'équivalent de 35 ha de graines.

La presse est amortie sur 10 ans et un taux d'intérêt interne de 5% est considéré. La consommation électrique est 1.1 kWh, soit, pour un fonctionnement de 300 jours en continu, 8.000 heures par an. Au tarif bihoraire, et hors redevance, le coût de l'électricité est donc inférieur à 35.000 BEF/an. La main d'œuvre nécessaire serait une intervention d'un quart d'heure par jour, pour vérifier les dispositifs de réception de l'huile et des tourteaux. Les coûts de maintenance sont très faibles et pourraient se limiter au changement annuel de la vis.

Les graines devront avoir une teneur en eau inférieur à 7 %, et cette question de séchage doit être approfondie (modalités, coûts, ... ). La quantité d'huile produite annuellement serait approximativement de 60.000 litres, mais varierait selon la capacité de la presse, le taux d'extraction et le temps de fonctionnement

Surface nécessaire	50	ha
Surface cultivée	1.5	ha	0 à 50
Achat presse	200.000	BEF
Taux d'extraction	30	%	25 à 35
Capacité	9	Litre d'huile/h	6 à 12
Capacité	28	Kg de grain/h	20 à 36
Prix de vente des tourteaux	6	BEF/kg	4 à 8
Entretien de la presse	75	h/an

Le taux d'extraction n'a que peu d'influence sur le prix de revient de l'huile, par contre, le rendement agricole (et le prix d'achat des graines) ainsi que le prix de vente du tourteau pèsent directement sur le prix de revient de l'huile.

Dans le cas envisagé ici, une partie des besoins en graines est assumée par la récolte interne, le reste étant acheté au prix du marché. La trituration avec vente de l'huile et du tourteau au cours du marché, procure un bénéfice intéressant dans la situation envisagée (bénéfice annuel de 288.000 BEF), ce qui donne un revenu du travail de plus de 3.700 BEF/heure (voir annexe 1) .

La production et la vente d'huile apparaissent donc plus intéressantes que la vente des graines au négociant et ce d'autant plus que des facteurs positifs se cumulent: meilleur rendement agricole, prix de l'huile et du tourteaux élevés. Ainsi, avec un rendement de 4 500 kg, et un tourteau valorisé à 8 BEF/kg le prix de revient de l'huile est de 1.1 BEF/litre. Valorisée à 12 BEF/litre (4), le bénéfice global atteint 800.000 BEF/an.

Rentabilité de la valorisation de l'huile comme carburant ou combustible nécessaires aux besoins de l'exploitation

Le pouvoir énergétique de l'huile brute est proche de celui du gasoil. Diverses recherches en Europe ont tenté de mettre au point des moteurs ou des brûleurs permettant d'utiliser l'huile comme carburant et combustible.

La présente étude a évalué en première approche la faisabilité technico-économique de ces utilisations dans le cadre de l'exploitation agricole considérée, et en visant l'objectif fixé. Les besoins de l'exploitation étant de 6 000 litres de mazout routier et de 6 000 litres de mazout de chauffage, L'autoconsommation d'huile dans les tracteurs et la chaudière ne permettrait pas de dégager un bénéfice très élevé étant donné les faibles consommations annuelles de cette exploitation (voir annexe 1). Des deux options, c'est malgré tout le chauffage qui semble être la plus intéressante (bénéfice : 40.000 BEF/an), et en tout état de cause, les bénéfices augmentent selon le niveau de prix du mazout.

Ces chiffres doivent toutefois être approfondis et généralisés pour d'autres exploitations. On peut en effet supposer qu'une exploitation grande consommatrice de fuel trouve dans ces pistes une alternative intéressante.

Rentabilité de la valorisation de l'huile comme carburant dans un groupe électrogène pour produire de l'électricité verte

Valoriser l'huile produite en électricité verte ne se justifie pas pour l'installation envisagée en supposant un prix d'achat de l'électricité de 3,2 BEF/kWh. En effet, à ce prix et avec un investissement estimé à 200.000 BEF, le produit dégagé par la vente d'électricité et du tourteaux permet à peine de compenser les coûts de production.

Toutefois, si le prix offert pour l'électricité augmentait, ou si une prime était accordée et si une partie de la chaleur dégagée par le groupe pouvait être récupérée pour les besoins de chauffage domestique (le cinquième pourrait suffire) ou le séchage des graines de colza, un bénéfice pourrait être généré.

C'est de la co-génération

Rentabilité de la valorisation de la paille et des grains comme combustible

Afin d'assurer les besoins en chauffage de l'exploitation, il serait possible de consacrer quelques hectares de paille et/ou de grains et de les brûler directement dans une chaudière. Cependant, les aspects pratiques et le gain espéré pour de faibles quantités d'énergie nécessaires, sont à prendre en compte en investissant dans ces techniques., par ailleurs relativement bien connues.

La faisabilité de telles installations doit donc être précisée selon les contraintes et les besoins des exploitations.

Conclusion de la pré-étude économique

La trituration à petite échelle semble se justifier pour autant que l'huile et les tourteaux puissent être valorisés à bon prix (au moins 12 BEF/litre pour l'huile et 6 BEF/kg de tourteau), ce qui serait le cas notamment de la vente de l'huile produite comme base pour la fabrication de lubrifiant, comme agent anti-poussière ou encore pour des applications énergétiques telles que combustible pour chaudières multi-fuel, carburant dans des moteurs de tracteurs, cette dernière option apparaissant à priori plus complexe à mettre en oeuvre, et présentant un intérêt particulier en cas d'utilisation intensive du tracteur.

Il semble, au vu de ces premières estimations, que la demande énergétique interne d'une exploitation pourrait partiellement ou totalement être assumée par la culture de colza, mais que la rentabilité de l'opération dépendra fortement du volume de la demande énergétique. L'impact sur le revenu de l'agriculteur sera d'autant plus fort que sa consommation en fuel est grande et le prix des énergies fossiles élevé. Quant à la production d'électricité. elle pourrait devenir une voie de transformation rentable si le prix offert pour l'électricité augmentait

Il convient donc surtout d'approfondir d'autres pistes de valorisation de l'huile, comme par exemple la formulation de lubrifiants simples, d'huile anti-poussière et de produits d'imprégnation du bois, permettant de donner une valeur ajoutée supplémentaire au produit Un partenaire commercial montre son intérêt dans la formulation et la distribution d'un produit anti-poussière.

L'incorporation des tourteaux de colza dans l'alimentation du bétail présent sur la ferme permettrait de réaliser des économies sur ce poste de dépenses. Pour des applications autres que l'engraissement de bovins, des recherches doivent encore établir les taux d'incorporation (bétail laitier, animaux de compagnie, ... ). La transformation des tourteaux en un aliment complet apporterait une plus-value aux coproduits, mais leur vente directe à un fabricant d'aliments pour bétail reste la solution la plus simple. Enfin, la valorisation optimale des pailles doit encore faire l'objet d'évaluations.

Planification et budget

Frais de personnel		2 250 000
Ingénieur de projet	1 700 000
Adjoint à l'ingénieur de projet 1/2 temps A3	550 000

Frais d'équipement		600.000
Presse et matériels annexes	400 000
Équipements de mesure	200 000

Frais de fonctionnement		1 900 000
Déplacements	100 000
Analyse	900 000
Sous-traitance CRA	700 000
Tests divers	100 000
Frais divers (secrétariat communications, etc.)	100 000

Frais de gestion	237 500	237.500
		-
Total		4 987.500

Annexes

Annexe 1 : table de calcul pour la pré étude économique

Annexe 2: influence de quelques facteurs sur le prix de revient de l'huile et les bénéfices

annuels escomptés

Annexe 3 : quelques références bibliographiques

Annexe 4 : utilisation de l'huile de colza et de ses co-produits

Renvoies :

1 La promotion des produits dérivés, principalement les lubrifiants à base d'huile de colza, font en effet déjà l'objet d'une promotion active par l'association Valonal, qui coordonne aussi les acteurs de la filière de production du colza jusqu'à la vente des graines au triturateur.

2 Ministère des Classes Moyennes et de l'agriculture (DG3). 1999+. Vademecum. Cultures non alimentaires sur jachère. 20 p. + annexes.

3 Loi relative à la structure et aux taux des droits d'accise sur L-s huiles minérales du 22 octobre 1997, M.B. du 20/11/1997.

4 L' huile de colza commercialisée n'est cependant pas comparable. Issue d'un processus d'extraction par solvant long qui implique divers produits chimiques, elle subit ensuite divers traitements avant la vente en tant qu'alimentaire.

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