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Avec les augmentations drastiques du coût des combustibles fossiles et les préoccupations environnementales dues au réchauffement climatique qui sont associées aux processus de combustion, plusieurs gens sont à la recherche de sources d’énergie renouvelable. Le biodiésel est une solution de rechange commune aux combustibles fossiles, car c’est un produit qui n’est généralement pas cher à produire. De plus, comparée au diésel traditionnel, l’utilisation du biodiésel réduit la quantité nette d’émission de CO2 qui est largement attribuée au problème du réchauffement climatique, car le CO2 est un gaz à effet de serre.2 Dupuis 2007, les autobus du transport en commun à Montréal roulent sur un mélange de biodiésel et de diésel3; en janvier 2018, la ville de Montréal confirme l'ajout de 300 autobus hybrides supplémentaires d'ici 2020.4
Le facteur qui explique le prix généralement peu coûteux de la synthèse du biodiésel est la facilité à obtenir la matière première. Une façon courante et peu coûteuse de fabriquer le biodiésel est d’utiliser les graisses usées,5 par exemple, des friteuses de restaurants. Ces huiles végétales usées (HVU) contiennent deux types de composants utiles à la synthèse du biodiésel : les acides gras et les triglycérides. Les acides gras sont produits durant la cuisson grâce à l’hydrolyse des triglycérides (voir la réaction ci-dessous).6
Les huiles
végétales viennent manifestement de sources végétales, et donc, peuvent
être classifiées biologiques. Elles font partie du groupe des
biomolécules connues sous le nom des lipides.7 Les lipides sont une
classe hétérogène de substances organiques naturelles groupées ensemble
non pas en raison de la présence d’un groupe fonctionnel distinctif ou
d’une caractéristique structurelle, mais plutôt en raison de propriétés
communes de solubilité. Les lipides sont insolubles dans l’eau et
hautement solubles dans un ou plusieurs solvants organiques incluant
l’éther, le chloroforme, le benzène et l’acétone. En effet, ces quatre
solvants sont souvent identifiés comme étant « des solvants à lipides »
ou « des solvants à gras ». Les protéines, les glucides et les acides
nucléiques sont largement insolubles dans ces solvants.8
Les lipides sont largement répandus dans l’organisme des plantes et des
animaux, et elles accomplissent une vaste variété de fonctions. Ces
fonctions comprennent l’emmagasinage de l’énergie, les éléments
structurels (membrane cellulaire), les vitamines, les régulateurs du
métabolisme (hormones stéroïdiennes) et les agents émulsifiants.9 Les
lipides sont ensuite divisés en cinq grandes catégories. Les
gras, les huiles, les phospholipides, les vitamines liposolubles et les
stéroïdes.
Les lipides les plus abondants sont les triesters de glycérol avec
acides « gras » à longue chaine. Les triesters de triacylglycérol
(aussi connus sous le nom de triglycérides), qui proviennent de sources
animales, sont normalement des solides à un point de fusion bas, et
sont appelés gras. Ceux qui proviennent de sources animales sont des
huiles visqueuses qui se solidifient en dessous de 0˚C.7 Les structures
générales sont les mêmes. Les différences dans les propriétés
proviennent du fait que les huiles végétales contiennent une large
proportion de groupes d’acides non saturés, avec un, deux ou trois
doubles liens dans la chaine. Les triglycérides comme le gras de bœuf
et les autres dépôts de gras animal contiennent principalement des
chaines acides avec un ou aucun double lien. Les acides gras ont
invariablement des chaines avec un nombre pair d’atomes de carbone. Les
nombres les plus fréquents sont 16 et 18. Quelques-uns des acides gras
les plus importants sont énumérés dans le tableau 23.1 (ci-dessous).7 Ceux-ci et
plusieurs autres peuvent se retrouver dans n’importe quelle combinaison
dans un triglycéride donné.
Le gras du
beurre est atypique, car le mélange des acides dans le triester
contient un nombre significatif de 8-, 10- et 12- chaines de carbone.
La composition de quelques gras et huiles est énumérée dans le tableau
23.2 (ci-dessous).7 Ces valeurs varient au-dessus d’un assez grand éventail,
dépendamment de la source de l’huile, et il n’y a pas de figure «
correcte ». L’huile de canola et l’huile de maïs sont considérées comme
étant des huiles typiquement représentatives des huiles végétales.
| Tableau 23.2 Composition en acides gras de graisses et d'huiles courantes détérminée par hydrolyse | ||||||||||||
| Graisse ou huile | Composition moyenne des acides gras (% molaire) | |||||||||||
| Saturés | Insaturés | |||||||||||
| C4 | C6 | C8 | C10 | C12 | C14 | C16 | C18 | C16 | C18 | C18 | C18 | |
| Acide butyrique | Acide caproïque | Acide caprylique | Acide caprique | Acide laurique | Acide myristique | Acide palmitique | Acide stéarique | acide palmitoléique | acide oléique | acide linoléique | acide linolénique | |
| Graisses animales | ||||||||||||
| Beurre | 3-4 | 1-2 | 0-1 | 2-3 | 2-5 | 8-15 | 25-29 | 9-12 | 4-6 | 18-33 | 2-4 | |
| Saindoux | 1-2 | 25-30 | 12-18 | 4-6 | 48-60 | 6-12 | 0-1 | |||||
| Suif de boeuf | 2-5 | 24-34 | 15-30 | 35-45 | 1-3 | 0-1 | ||||||
| Huiles végétales | ||||||||||||
| Olive | 0-1 | 5-15 | 1-4 | 67-84 | 8-12 | |||||||
| Arachide | 7-12 | 2-6 | 30-60 | 20-38 | ||||||||
| Maïs | 1-2 | 7-11 | 3-4 | 1-2 | 25-35 | 50-60 | ||||||
| Coton | 1-2 | 18-25 | 1-2 | 1-3 | 17-38 | 45-55 | ||||||
| Soya | 1-2 | 6-10 | 2-4 | 20-30 | 50-58 | 5-10 | ||||||
| Lin | 4-7 | 2-4 | 14-30 | 14-25 | 45-60 | |||||||
| Noix de coco | 0-1 | 5-7 | 7-9 | 40-50 | 15-20 | 9-12 | 2-4 | 6-9 | 0-1 | |||
| Huiles de poisson | ||||||||||||
| Foie de morue | 5-7 | 8-10 | 0-1 | 18-22 | 27-33 | 27-32 | ||||||
| Référence : Solomons G, Fryhle C. Chimie organique. Adaptation de Voyer N. Mont-Royal, Québec: Modulo Éditeur; 2000. Tableau 23.2 (chapitre 23), Composition en acides gras de graisses et d’huiles courantes déterminée par hydrolyse; p. 1007 | ||||||||||||
