Synthèse de biocarburants de deuxième génération : étude de la pyrolyse à haute température de particules de bois centimétriques.

par Guillaume Gauthier

Thèse de doctorat en Energétique et transferts

Sous la direction de Sylvain Salvador.

Le président du jury était Hervé Jeanmart.

Le jury était composé de Sylvain Salvador, Frédéric Marias, Yann Rogaume, Eliseo Ranzi, Thierry Melkior.

Les rapporteurs étaient Frédéric Marias, Yann Rogaume.


  • Résumé

    La pyrolyse est une étape clé des procédés de synthèse thermochimique des biocarburants de deuxième génération. Notre objectif a été d'améliorer la compréhension des mécanismes impliqués à l'échelle d'une particule. Il apparaît nécessaire en premier lieu d'acquérir de nouvelles données expérimentales en maîtrisant les conditions opératoires, pour dans un second temps valider des modèles. Un dispositif expérimental a été développé pour étudier la pyrolyse d'une particule de bois de taille centimétrique entre 450 et 1050°C. La température interne, la masse et les dimensions de la particule ainsi que les rendements instantanés en gaz ont été suivis en temps réel. Les produits de pyrolyse ont été caractérisés. Le modèle développé dans un système à deux dimensions par l'Université Catholique de Louvain a été utilisé pour décrire les conditions expérimentales et simuler les résultats. Des écarts significatifs entre modèle et expérience ont été observés. La comparaison des données simulées et expérimentales ainsi que l'analyse des résultats d'une étude paramétrique permettent d'identifier des pistes d'amélioration du modèle. Les propriétés thermiques de la particule ont été déterminées expérimentalement. Des corrélations sont proposées pour décrire les variations des chaleurs massiques et des conductivités thermiques du bois et du résidu carboné en fonction de la température de pyrolyse, jusqu'à 1050°C.

  • Titre traduit

    Synthesis of second generation biofuels : study of the pyrolysis of centimeter-scale wood particles at high temperature.


  • Résumé

    Pyrolysis is a key step in the thermochemical conversion processes of biomass for the synthesis of second generation biofuels. The objective is to improve our understanding of the mechanisms of pyrolysis at the particle scale. It appears necessary to first get new data by controlling the operating conditions in order to secondly validate models. An experimental device has been developed to study the pyrolysis of wood centimeter-scale particle between 450 and 1050°C. The internal temperature, the mass and size of the particle, and instantaneous gas yields were monitored continuously. The products of pyrolysis were characterized. The model developed in a two dimensional system by the Catholic University of Louvain was chosen to describe the experimental conditions and simulate the results. Significant differences between model and experiments were observed. The comparison between simulated and experimental results and the results of a parametric study are used to identify ways to improve the reliability and the predictive ability of the simulations. The measurement of the particle thermal properties was one of the identified ways and was studied carefully. Correlations are proposed to describe the variations of both wood and char heat capacities and thermal conductivities with the pyrolysis temperature until 1050°C.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (XVII-212 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.176-184

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : E170-GAU
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