Études expérimentales et modélisation du phénomène d'auto-échauffement de bois torréfié en présence de dioxygène. Application au refroidissement de plaquettes de bois torréfiées

par Brieuc Evangelista

Projet de thèse en Génie des Procédés et de l'Environnement

Sous la direction de Jean-Louis Dirion et de Bonnefoy Olivier.

Thèses en préparation à l'Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux , dans le cadre de MEGEP - Mécanique, Energétique, Génie civil, Procédés , en partenariat avec RAPSODEE - Centre de Recherche d'Albi en Génie des Procédés, des Solides Divisés, de l'Energie et de l'Environnement (laboratoire) depuis le 01-10-2014 .


  • Résumé

    Parmi les différentes voies de valorisation thermochimique de la biomasse, la torréfaction apparait comme un procédé attractif. En effet, il améliore les propriétés de la biomasse en tant que vecteur énergétique. Lors de ce prétraitement, la biomasse est portée à une température comprise entre 250 et 300°C, en atmosphère neutre, pendant quelques dizaines de minutes. Quel que soit le procédé de torréfaction mis en œuvre, la biomasse est ensuite refroidie, d'abord sans oxygène, puis, sous air. La thèse a pour objectif d'étudier le phénomène d'auto-échauffement qui peut avoir lieu lors du refroidissement de bois torréfié. En effet, il a été montré, à différentes échelles, qu'en contact avec de l'oxygène, ce matériau pouvait s'auto-échauffer, voire s'auto-enflammer. En fonction des conditions de torréfaction, de la température à laquelle l'air est introduit et des conditions hydrodynamiques autour de la particule, l'étude a pour objectif de caractériser expérimentalement et modéliser la montée en température de bois torréfié. Un objectif secondaire est de prédire la frontière entre les domaines sub et supercritiques, c'est-à-dire entre auto-échauffement et auto-combustion.

  • Titre traduit

    Experimental study and modeling of self-heating phenomenon of torrefied wood exposed to oxygen. Application to the cooling chips of torrefied biomass.


  • Résumé

    Among the various thermochemical conversion pathways available for biomass, torrefaction is seen as a promising process. It is a thermal pretreatment which improves biomass properties as a fuel. The latter one is brought to a temperature between 250 and 300 °C, under inert atmosphere, for ten to sixty minutes. Whatever the technology used, the torrefied biomass is cooled, first without oxygen, then with air. The thesis aims at studying the self-heating phenomenon, which may happen during the cooling of the torrefied wood. Indeed, it has been shown at different scales that, when exposed to oxygen, torrefied wood can self-heat or self-ignite. Depending on torrefaction severity, temperature at which oxygen is feed in and hydrodynamic conditions, this study's objective is to experimentally characterize and model the rise of temperature which may take place within a spherical torrefied wood particle. A secondary objective is to identify the frontier between sub and super critical states of self-heating and to know, whether or not, self-combustion happens.