Thèse soutenue

Étude numérique et expérimentale de la valorisation énergétique du bois par gazéification
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Auteur / Autrice : Luc Gerun
Direction : Mohand TazeroutJérôme Bellettre
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Énergétique. Thermique
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale mécanique, thermique et génie civil (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École polytechnique de l'Université de Nantes

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Ce travail porte sur l’étude numérique et expérimentale de la gazéification, procédé de conversion thermochimique de la biomasse (déchets boisés, paille,…) en gaz combustible, qui est ensuite utilisé en chaudière, moteur ou turbine à gaz pour produire de l’énergie « verte ». La gazéification fait intervenir trois étapes, étudiées successivement dans ce manuscrit : séchage/pyrolyse : la biomasse est séchée puis convertie en gaz, en goudrons et en coke (« charbon de bois ») sous l’action de la chaleur ; oxydation : les gaz produits sont partiellement brûlés avec de l’air pour fournir la chaleur nécessaire aux autres réactions chimiques endothermiques ; réduction : les gaz réagissent avec le coke pour produire un gaz pauvre valorisable. L’étude séparée de ces trois étapes et la simulation de leur fonctionnement ont permis d’identifier les « paramètres-clé », que sont la vitesse et la température de chauffe pour la pyrolyse, le débit d’air et sa vitesse d’injection pour l’oxydation, la température et le temps de résidence pour la réduction. Toutes ces observations ont conduit à l'élaboration d'un prototype, composé de trois réacteurs pour séparer physiquement les trois étapes. L’objectif est d’optimiser les paramètres de fonctionnement pour réduire la production de goudrons, l’un des principaux freins au développement de la gazéification. Son fonctionnement est prometteur car il produit un gaz satisfaisant les tolérances des moteurs : PCI d'environ 5,2 MJ. Nm-3, absence de goudrons lourds, concentration des HAP inférieure à 10 mg. Nm-3. Il ouvre donc des perspectives encourageantes pour développer un gazogène optimisé pour les installations de petite et moyenne puissance.