Ressources et procédés de valorisation énergétique de biomasse

Table des matières

AVANT-PROPOS
REMERCIEMENTS
TABLE DES MATIÈRES
NOMENCLATURE
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 VALORISATION ÉNERGÉTIQUE DE LA BIOMASSE LIGNOCELLULOSIQUE
1.1. Introduction
1.2. Transition énergétique et positionnement de la biomasse-énergie
1.2.1. Contexte énergétique : des problématiques globales et locales
1.2.2. Ressources et procédés de valorisation énergétique de biomasse
1.3. Biomasse lignocellulosique
1.3.1. Définitions et classification
1.3.2. Composition chimique de la biomasse lignocellulosique
1.3.3. Inconvénients de la biomasse lignocellulosique
1.4. Torréfaction de biomasse lignocellulosique
1.4.1. Introduction
1.4.2. Principe et étapes de la torréfaction
1.4.3. Bilan matière
1.4.4. Propriétés des produits de torréfaction
1.4.5. Cinétique de perte de masse du solide
1.5. Technologies de torréfaction
1.5.1. Torréfaction à l’échelle industrielle et du démonstrateur
1.5.2. Torréfaction à l’échelle pilote
1.6. Synthèse et conclusion
CHAPITRE 2 ESPÈCES CONDENSABLES DE TORRÉFACTION : ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE
2.1. Introduction
2.2. Composition des espèces condensables de torréfaction
2.2.1. Espèces identifiées
2.2.2. Teneurs et quantification des espèces condensables
2.3. Mécanismes et cinétiques de formation des espèces condensables et incondensables
2.3.1. Espèces formées par dégradation de la cellulose
2.3.2. Espèces formées par dégradation des hémicelluloses
2.3.3. Espèces formées par dégradation de la lignine
2.3.4. Espèces formées par dégradation de tous les constituants
2.3.5. Influence des minéraux
2.3.6. Cinétique de formation des espèces condensables et incondensables
2.4. Méthodes de récupération et d’analyse des condensables de torréfaction
2.4.1. Revue des études des espèces condensables de torréfaction
2.4.2. Méthodes de récupération des condensables
2.4.3. Analyse par chromatographie en phase gazeuse
2.4.4. Analyse par chromatographie en phase liquide
2.4.5. Analyse en phase gazeuse
2.4.6. Conclusion
2.5. Synthèse et conclusion
CHAPITRE 3 CARACTÉRISATION DES PRODUITS DE TORRÉFACTION DE BIOMASSES LIGNOCELLULOSIQUES : ÉTUDE EN LIT FIXE À L’ÉCHELLE LABORATOIRE
3.1. Introduction et objectifs
3.2. Biomasses, réacteur et dispositifs d’analyse
3.2.1. Biomasses étudiées
3.2.2. Réacteur de torréfaction Aligator
3.2.3. Dispositifs d’analyse des gaz condensables et incondensables
3.2.4. Analyse des phases adsorbantes
3.3. Résultats et discussion
3.3.1. Bilans
3.3.2. Analyse des biomasses torréfiées
3.3.3. Analyse des gaz incondensables
3.3.4. Analyse des espèces condensables
3.4. Conclusion et perspectives
CHAPITRE 4 CONCEPTION, AMÉLIORATION ET CARACTÉRISATION D’UN RÉACTEUR DE TORRÉFACTION EN CONTINU À L’ÉCHELLE PILOTE
4.1. Introduction et objectifs
4.2. Cahier des charges
4.2.1. Spécifications relatives à la torréfaction du solide
4.2.2. Spécifications relatives aux espèces condensables et incondensables
4.3. Description du réacteur
4.1. Caractérisation du réacteur de torréfaction
4.1.1. Préparation des biomasses
4.1.2. Doseur pondéral et débit massique de biomasse
4.1.3. Atmosphère gazeuse du réacteur
4.1.4. Vitesse et temps de séjour des gaz
4.1.5. Temps de séjour de la biomasse
4.1.6. Durée de mise en régime thermique du réacteur
4.1.7. Profils de température du tube réacteur
4.1.8. Influence du débit de N2
4.1.9. Influence du taux de remplissage du réacteur
4.2. Conception et assemblage du système de récupération des espèces condensables
4.2.1. Objectifs
4.2.2. Conception du système de récupération des espèces condensables
4.2.3. Assemblage du système de récupération des espèces condensables
4.3. Synthèse et conclusion
CHAPITRE 5 TORRÉFACTION ET RÉCUPÉRATION FRACTIONNÉE DES ESPÈCES CONDENSABLES À L’ÉCHELLE PILOTE
5.1. Introduction et objectifs
5.2. Biomasses étudiées et adaptation du protocole d’analyse des produits
5.2.1. Biomasses étudiées
5.2.2. Adaptation du protocole d’analyse des produits
5.3. Protocole expérimental
5.4. Torréfaction de pin, frêne, miscanthus et paille de blé
5.4.1. Introduction
5.4.2. Conditions opératoires
5.4.3. Bilans
5.4.4. Analyse des produits de torréfaction
5.4.5. Synthèse
5.5. Torréfactions lente et rapide
5.5.1. Introduction
5.5.2. Conditions opératoires et bilans matière
5.5.3. Comparaison des produits de torréfaction lente et rapide
5.5.4. Synthèse
5.6. Conclusion et perspectives
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES