Étude technologique, expérimentale et numérique de la conversion thermochimique de la biomasse : Développement d'un procédé de carbonisation et gazéification en suspension

par Mohamed Ould Lemine

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Jean Lucas.

Soutenue en 2002

à CNAM .


  • Résumé

    L'objectif de ce travail est de produire du charbon végétal et du gaz propre à des fins énergétiques à partir des déchets végétaux par le développement d'une nouvelle technologie de carbonisation et gazéification de la biomasse en suspension. L'ensemble du travail s'articule autour de trois grands volets. Le premier volet a pour objectif la mise au point d'un procédé de carbonisation en suspension en combinant des essais de thermogravimétrie de la carbonisation de paille et la mise au point technologique du procédé. Les avantages de cette technologie résident principalement dans la compacité des réacteurs, qui se traduit par une réduction notable des coûts, la simplicité en construction mécanique, qui facilite son adaptation dans les pays en voie de développement, et la souplesse de l'installation par simple réglage d'air primaire. Le deuxième volet est une tentative de modélisation de la carbonisation de la paille dans le réacteur conçu comme un phénomène de combustion turbulente diphasique non-prémélangée en milieu pauvre. Nous avons adopté un modèle Eurelo-Lagrangien couplé à une Pdf présumée à deux scalaires. L'intérêt manifeste de l'application de la méthode Pdf à la combustion turbulente non prémélangée réside dans la possibilité d'introduire par une méthode de volumes finis à opérateurs séparés. Le troisième volet est consacré à l'application du procédé de carbonisation à la valorisation des déchets agricoles et particulièrement la balle et la paille de riz dans un contexte local d'un pays en développement. Il s'agit en effet non seulement de développer une nouvelle technologie énergétique, mais aussi de veiller à l'adéquation de la solution proposée aux contraintes locales. Le panorama du contexte énergétique mondial nous a fait ressortir les principales caractéristiques de la problématique énergie/environnement et particulièrement dans les pays en développement.


  • Résumé

    The objective of this work is to produce vegetable coal and clean gas to energy ends starting from the vegetation wastes by te development of a new technology of carbonization and gasification of the biomass in suspension. The whole work is articulated around three large shutters. The first shutter aims at the development of a process of carbonization of straw and the development technological of the process. The advantages of this technology lie mainly at the compactness of the engines, which results in a notable reduction of the costs, simplicity in mechanical engineering, which facilitates its adaptation in the countries in the process of development, and the flexibility of the installation by simple adjustment of primary air. The second shutter is an attempt at modeling of the carbonization of the straw in the engine designed like a phenomeon of turbulent combustion diphasic non-premixed in poor medium. To model the operation of the engine of process, we adopted a Eulero-Lagrangian model coupled to a pdf supposed with two sclarars. The interest of the application of methode pdf to non-premixed turbulent combustion resides in the possibility of introducing the chemical term of source exactly. The system of the equations of the various assessments was solved by a finit cells method with separated operators. The third shutter is devoted to the application of the process of carbonization to the valorization of agricultural waste and particularly the balls and the rice straw in the local context of a developing country. It is indeed not only a question of developing a new energy technology, but also of taking care of the adequacy of the solution suggested with the local constraints. The panorama of the world energy context emphasized to us the principal charachteristics of the problems energy/environnement and particularly in the developping countries.

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Informations

  • Détails : 193 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.p.154-158

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