Etude expérimentale d'un procédé de valorisation thermochimique de la biomasse

Experimental study of a thermochemical valorisation process of biomass

• Auteur / Autrice : Nourelhouda Boukaous
• Direction : Bechara Taouk, Mustapha Chikhi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance le 26/04/2021
• Etablissement(s) : Normandie en cotutelle avec Université de Constantine 3 Salah Boudnider. Département génie des procédés (Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (Saint-Etienne-du-Rouvray ; 1985-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de sécurité des procédés chimiques (Saint Etienne du Rouvray, Seine-Maritime ; 1989-....)
• Jury : Président / Présidente : Abdeslam-Hassen Meniai
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ammar Bensakhria, Mejdi Jeguirim, Lokmane Abdelouahed, Souad Djerad, Ouacil Saouli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ammar Bensakhria, Mejdi Jeguirim

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermochimie

Réacteurs à lit fluidisé

Thermogravimétrie

Biomasse -- Conversion

Biomasse -- Gazéification

Pyrolyse

Mots clés libres

Analyse thermogravimétrique

Désoxygénation

Lit fluidisé

Pyrolysis

Gasification

Combustion

Biomass

ATG thermogravimetric analysis

Deoxygenation

Fluidized bed

Résumé

Ce travail avait pour objet d’étudier la valorisation thermochimique de cinq biomasses méditerranéennes, Ciste de Montpelier, noyaux des dattes, noyaux d'olive, coques de pin d'Alep et pailles de blé. Une étude comparative de la pyrolyse a été d’abord menée à l’aide de l’analyse thermogravimétrie (ATG) et d’un réacteur semi-continu. L’ATG a servi aussi pour étudier la combustion du Ciste de Montpellier, la cellulose, l’hémicellulose, la lignine et leurs charbons. Le réacteur semi-continu a permis d’explorer la gazéification du Ciste de Montpellier et des trois biopolymères avec l’air comme agent de gazéification. Une étude cinétique par ATG de la pyrolyse et de la combustion des biomasses a été menée et plusieurs modèles ont pu être examinés. La désoxygénation catalytique dans un réacteur à lit fluidisé de molécules oxygénées représentatives de la composition des biohuiles de pyrolyse a enfin été abordée en utilisant un catalyseur performant, à base de zéolithe modifiée (Fe-ZSM5).

The aim of this work was to study the thermochemical valorization of five Mediterranean biomasses, Cistus of Montpelier, Date kernels, Olive kernels, Aleppo pine husks and wheat straw. A comparative study of pyrolysis was first carried out using thermogravimetric analysis (TGA) and a semi-continuous reactor. TGA has also been used to study the combustion of Cistus of Montpellier, cellulose, hemicellulose, lignin and their coals. The semi-continuous reactor made it possible to explore the gasification of the Ciste of Montpellier and the three biopolymers with air as the gasification agent. A kinetic study by TGA of the pyrolysis and combustion of biomasses was carried out and several models were examined. The catalytic deoxygenation in a fluidized bed reactor of oxygenated molecules representative of the composition of pyrolysis bio-oils was finally approached using a high-performance catalyst, based on modified zeolite (Fe-ZSM5).