Valorisation matière et énergie de produits biosourcés : élaboration de chars

M. Jeguirim, M. Zbair

Le développement des énergies renouvelables est devenu un enjeu majeur pour pallier à la raréfaction des ressources fossiles et l’augmentation des émissions des gaz à effet serre. Parmi les stratégies envisagées, la conversion thermochimique des matériaux biosourcés peut concilier à la fois la production d’énergie et séquestration du carbone. En particulier, la pyrolyse a l’avantage de produire 2 fractions liquide et gazeuse qui peuvent être valorisées comme biocombustible et une fraction solide appelée char qui peut être valorisé par différentes voies. Ainsi, le char peut être utilisé directement pour l’amendement des sols, gazéifié sous vapeur d’eau et/ou CO2 pour la production de gaz de synthèse, transformé en adsorbant pour l’élimination de polluants en phases gazeuse et aqueuse.

Une stratégie pour la valorisation des effluents aqueux de l’industrie agroalimentaire a été développée. Ces effluents riches en matières organiques et minérales sont imprégnés sur des matériaux biosourcés. Ensuite le mélange obtenu est séché pour la récupération de l’eau et pyrolysé pour la production de biohuiles et de biochar. Ce dernier riche en éléments nutritifs tels que le potassium (K), phosphore (P) et azote (N) est utilisé comme biofertilisant pour l’amendement des sols.

Reprinted with permission from [The two‐dimensional pore and polarization transport model to describe mixtures separation by nanofiltration: Model validation, S. Déon, P. Dutournié, L. Limousy, P. Bourseau,  AIChE Journal 2011,  57, (4), 985–995 DOI: 10.1002/aic.12330 ]. Jun 16, 2010 , John Wiley and Sons, Copyright © 2010 American Institute of Chemical Engineers (AIChE)

Plus récemment, le passage d’échelle du procédé a été étudiée grâce à l’acquisition d’un pyrolyseur semi-industriel continu capable de transformer 10 kg/h de biomasse en biochar. Le pyrolyseur est entièrement instrumenté et permet de varier le temps de séjour, la température et le débit gazeux pour obtenir des biochars aux propriétés physico-chimiques et morphologiques différentes. Les conditions de procédé dans les trois pyrolyseurs à disposition de l’axe TRM2P (échelle laboratoire, moyenne échelle en discontinu et échelle semi-industrielle en continu) sont corrélées aux caractéristiques du biochar afin d’identifier et de prédire les conditions de pyrolyse permettant d’obtenir des matériaux finaux aux caractéristiques ciblées.

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