Application de la cavitation acoustique au prétraitement de la biomasse lignocellulosique issue du lin et à l'élaboration de catalyseurs pour le reformage catalytique

Application of acoustic cavitation to the pretreatment of lignocellulosic biomass from flax and the development of catalysts for catalytic reforming

• Auteur / Autrice : Hamed Kalawoun
• Direction : François Delattre, Cédric Gennequin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie, Chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 13/12/2023
• Etablissement(s) : Littoral
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences, Technologie, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de chimie environnementale et interactions sur le vivant - Unité de Chimie Environnementale et Interactions sur le Vivant
• Partenaire(s) de recherche : financeur : Pôle métropolitain de la Côte d'Opale - Communauté de communes des Hauts de Flandre
• Jury : Président / Présidente : Edmond Abi Aad
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Delattre, Cédric Gennequin, Carole Lamonier, Jean-Marc Lévêque, Madona Labaki
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Carole Lamonier, Jean-Marc Lévêque

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biogaz

Dioxyde de carbone atmosphérique

Gaz à effet de serre -- Réduction

Réchauffement de la Terre

Mots clés libres

Ultrasons

Anas de lin

Prétraitement

Catalyseur

Reformage à sec du méthane

Hydrogène

Ultrasounds

Flax shives

Pretreatment

Catalyst

Dry reforming of methane

Hydrogen

Résumé

Dans le contexte environnemental actuel de changement climatique dû aux émissions des gaz à effet de serre, la nécessité de développer des sources d’énergies alternatives et non fossiles est devenue une priorité. Parmi elles, la biomasse ligno cellulosique constitue une solution de substitution prometteuse pour la production de biogaz. Dans ces travaux, notre objectif est de valoriser les anas de lin, co-produits de l’industrie linière, pour la production d’énergie propre en appliquant la technologie ultrasonique sur deux étapes du procédé de production de biogaz se situant en amont et en aval de la méthanisation. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’optimisation sous ultrasons du prétraitement des anas de lin et avons comparés ces résultats aux méthodes de traitement conventionnelles (NaOH, H2O2, Fenton). Dans un second, des catalyseurs à base d’hydrotalcite (Ni-Co-Mg-Al-La) pour le reformage à sec du méthane ont été élaborés sous ultrasons. Les résultats obtenus ont montré une amélioration des caractéristiques structurales et texturales de ces matériaux par rapport aux méthodes de synthèse conventionnelle aboutissant à de meilleurs taux de conversion du CO2 et du CH4.

In the current environmental context of climate change due to greenhouse gases emissions, the need to develop alternative, non-fossil energy sources has become a priority. Among these, lignocellulosic biomass is a promising alternative for biogas production. In this work, we aim to valorize flax shives, co-products of the flax industry, for the production of clean energy by applying ultrasonic technology to two stages of the biogas production process, upstream and downstream of anaerobic digestion. Firstly, we looked at the ultrasonic optimization of flax shives pretreatment and compared these results with conventional treatment methods (NaOH, H2O2, Fenton). Secondly, hydrotalcite-based catalysts (Ni-Co-Mg-Al-La) for dry reforming of methane were prepared under ultrasounds. The results obtained showed an enhancement in the structural and textural characteristics of these materials compared with conventional synthesis methods, leading to improved CO2 and CH4 conversion percentages.